喷雾喷头磨损的计算机测定装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种喷雾喷头磨损的计算机测定装置，该喷雾喷头磨损的计算机测定装置，包括流量传感器、频率转换模块、PLC控制器、计算机；该流量传感器与该频率转换模块相连接，该频率转换模块与该PLC控制器相连接，该PLC控制器与该计算机相连接；该流量传感器，用于采集喷头流量的模拟信号；该频率转换模块，用于对该流量传感器采集的模拟信号进行频率转换；该PLC控制器，用于对该频率转换模块转换后的信号进行数字化处理，得到该喷头的当前流量数值；该计算机，用于根据该当前流量数值得到该喷头的磨损率。本发明能够提高测定喷头磨损率的精度。
【专利说明】喷雾喷头磨损的计算机测定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种喷雾喷头磨损的计算机测定装置。
【背景技术】
[0002]在现代农业生产中，化学防治农作物病虫害发挥着重要的作用。据联合国农组织统计，由于使用化学农药，全世界每年挽回20%?25%的农产品，价值1000多亿美元。大体是投入一份农药可回收相当于农药4?5倍价值的农产品。我国每年因各种病虫草害损失粮食约4000万吨，约占全国粮食总产量的8.8%。但近几年由于农药的大量使用，对环境、农畐O产品和农作物安全带来了巨大的威胁。精准施药是降低农药残留，减小农药对环境、农产品和农作物威胁的重要手段，而喷头的磨损率直接影响到喷头雾化和均匀性等性能指标，由于农药中的固体颗粒及其它一些杂质对喷头的磨损比较大，所以实验人员要经常检测喷头的性能。但是，目前测定喷头磨损率的精度还不高。
【发明内容】
[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种喷雾喷头磨损的计算机测定装置，能够提高测定喷头磨损率的精度。
[0005](二)技术方案
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，包括流量传感器、频率转换模块、PLC控制器、计算机；所述流量传感器与所述频率转换模块相连接，所述频率转换模块与所述PLC控制器相连接，所述PLC控制器与所述计算机相连接；
[0007]所述流量传感器，用于采集喷头流量的模拟信号；
[0008]所述频率转换模块，用于对所述流量传感器采集的模拟信号进行频率转换；
[0009]所述PLC控制器，用于对所述频率转换模块转换后的信号进行数字化处理，得到所述喷头的当前流量数值；
[0010]所述计算机，用于根据所述当前流量数值得到所述喷头的磨损率。
[0011]进一步地，所述计算机包括数据库，所述数据库中存储有所述喷头的型号对应的标准流量数值，所述计算机根据所述标准流量数值以及所述当前流量数值得到所述喷头的磨损率。
[0012]进一步地，还包括压缩模块和贮水箱，所述压缩模块和所述贮水箱相连，所述贮水箱与所述喷头相连，所述压缩模块用于调节所述贮水箱内的压力。
[0013]进一步地，所述压缩模块包括压缩机以及与所述压缩机相连的气罐。
[0014]进一步地，所述喷头通过集液体与所述流量传感器相连，所述喷头通过集液夹固定在所述集液体上。
[0015]进一步地，所述集液夹包括调节柄、调节杆、弯钩和集液夹板，所述调节柄与所述调节杆T形连接，所述调节杆螺纹穿过所述集液夹板，所述弯钩的一端与所述集液夹板连接，通过旋转调节柄及调节杆压紧集液体及喷头。
[0016]进一步地，还包括触摸屏，与所述PLC控制器相连接。
[0017]进一步地，还包括电源模块，用于对所述喷雾喷头磨损的计算机测定装置提供电压。
[0018](三)有益效果
[0019]本发明通过高精度的流量传感器、高可靠性的PLC控制器和先进的计算机处理技术实现喷头的整个测试过程，从而提高了测定喷头磨损率的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施方式提供的一种喷雾喷头磨损的计算机测定装置的结构图；
[0021]图2是本发明实施方式提供的喷雾喷头磨损的计算机测定装置的俯视图；
[0022]图3是本发明实施方式提供的集液夹的结构图；
[0023]图4是本发明实施方式提供的集液夹的侧视图；
[0024]图5是本发明实施方式的喷雾喷头磨损的计算机测定装置进行测定的流程图。【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0026]图1是本发明实施方式提供的一种喷雾喷头磨损的计算机测定装置的结构图，包括流量传感器7、频率转换模块13、PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)控制器14、计算机17 ;所述流量传感器7与所述频率转换模块13相连接，所述频率转换模块13与所述PLC控制器14相连接，所述PLC控制器14与所述计算机17相连接；
[0027]所述流量传感器7，用于采集喷头6流量的模拟信号；
[0028]所述频率转换模块13，用于对所述流量传感器7采集的模拟信号进行频率转换；
[0029]所述PLC控制器14，用于对所述频率转换模块13转换后的信号进行数字化处理，得到所述喷头6的当前流量数值；
[0030]所述计算机17，用于根据所述当前流量数值得到所述喷头6的磨损率。
[0031]具体地，所述计算机包括数据库，所述数据库中存储有所述喷头的型号对应的标准流量数值，所述计算机根据所述标准流量数值以及所述当前流量数值得到所述喷头的磨损率。具体可以计算当前流量数值与数据库中标准流量数值的差值，根据差值大小，判断出喷头的磨损率，例如可以将该差值除以该标准流量数值，得到该喷头的磨损率。其中，该数据库可以采用Access数据库。
[0032]优选地，该喷雾喷头磨损的计算机测定装置还包括压缩模块和贮水箱11，所述压缩模块和所述贮水箱11相连，所述贮水箱11与所述喷头6相连，所述压缩模块用于调节所述贮水箱6内的压力。此外，上述数据库中还可以包括喷头的型号、最大流量值、最小流量值、不同压力时的喷头的标准流量数值，通过压缩模块调节贮水箱内的压力至预设值，然后与数据库中的信息进行对比，得到该喷头的型号在预设值的压力情况下的标准流量数值，并根据当前流量数值得到所述喷头6的磨损率。[0033]其中，所述压缩模块包括压缩机I以及与所述压缩机I相连的气罐3，具体地，压缩机I通过进气管2与气罐3相连，气罐3通过出气管9与贮水箱11相连，出气管9上设置有第一电磁阀4,该第一电磁阀4与PLC控制器14相连，PLC控制器14通过控制第一电磁阀4调节贮水箱11内的压力。
[0034]此外，上述的具体结构还可以参见图2，图2是该喷雾喷头磨损的计算机测定装置的俯视图。
[0035]其中，喷头6通过集液体与所述流量传感器7相连，所述喷头6通过集液夹5固定在所述集液体上。
[0036]参见图3和图4，所述集液夹5包括调节柄51、调节杆52、弯钩55和集液夹板56，所述调节柄51与所述调节杆T形连接，所述调节杆螺纹穿过所述集液夹板56，所述弯钩55的一端与所述集液夹板56连接，通过旋转调节柄51及调节杆52压紧集液体及喷头，弯钩55的另一端通过固定弯钩孔54和螺杆53与集液夹板56连接。具体地，贮水箱11通过出水管10与喷头6连接，喷头6通过集液夹5固定在集液体20上，集液体20的出水孔201与流量传感器7相连，PLC控制器通过第二电磁阀8控制流量传感器7。
[0037]其中，该喷雾喷头磨损的计算机测定装置还包括触摸屏15，与所述PLC控制器相连接。触摸屏15是“图形操作终端”，这种液晶显示器具有人体感应功能，当手指触摸到触摸屏的图形时，可发出操作指令。具体地，PLC控制器可以采用西门子PLC控制器，PLC控制器14与触摸屏15的通信是现在PLC程序中的“参数设置”里定义通讯地址和方式，设置主站和从站号，选择一致的波特率和校验码，还要将连接的端口设置为“通讯功能”，如果是“编程功能”则无法正常使用。通过触摸屏15的初始化和PLC控制器14的通讯完成后，对比数据将会在触摸屏15上显示出来。
[0038]其中，该喷雾喷头磨损的计算机测定装置还包括电源模块，用于对所述喷雾喷头磨损的计算机测定装置提供电压。具体地，电源模块16分别与PLC控制器14、流量传感器7和频率转换模块13相连，提供稳定工作电压。
[0039]具体地，本发明实施方式提供的雾喷头磨损的计算机测定装置，喷头压力大小可通过压缩机I和气罐3调节。流量传感器7输出脉冲频率信号，每6900个脉冲输出IL流量。输出的频率信号经频率转换模块13处理后，转换为4-20mA工业标准信号输出。将工业标准信号输入到PLC控制器14模拟量输入模块，模拟量输入模块将电流信号进行数字化处理，转换为数字量。通过在PLC控制器14内部编程将从指定的模拟通道中读取数字量，然后将读取的数据存储在PLC控制器14内部PIW中。在计算机中编写以C#编程语言的软件界面，建立Access数据库，数据库包含喷头的型号、最大流量、最小流量和不同压力时的喷头的标准流量等信息。PLC控制器14中处理后的数据经RS485数据线输送到计算机17。PLC控制器与计算机通过Modbus协议实现通信，首先在PLC控制器14中初始化串口通信，在上位机中编写C#语言数据处理程序。这些流量数据将于数据库中对应喷头型号进行选择对比，比较出当前喷头数据与数据库中标准流量数据的差值，根据差值大小，判断出喷头的磨损率。最后，将喷头的数据库信息以及磨损率显示在上位机17和触摸屏15上。
[0040]此外，本发明实施方式提供的雾喷头磨损的计算机测定装置还包括控制箱12、PVC塑料板18和铝型材框架19，其中，频率转换模块13、PLC控制器14、电源模块16设置在控制箱12中，计算机17固定在铝型材框架19上。[0041]参见图5，首先启动整个装置的电源部分，通过计算机17给PLC控制器14发送打开第一电磁阀4指令，这时第一电磁阀4打开。压力大小可通过压缩机I调节，调节至规定的压力。当气罐3达到恒压时，通过计算机17打开第二电磁阀8，水从出水管10流经喷头
6、集液夹5、流量传感器7和电磁阀8。第一电磁阀4和第二电磁阀8的开闭是由PLC控制器14控制。在计算机17界面上选择要测定的喷头的型号，当水流流过流量传感器(7)30s后，单击计算机17界面开始测试按钮，这时流量传感器7输出58-575HZ的频率信号，频率信号经过频率转换13模块变送为4-20mA的工业标准信号。然后把4_20mA工业标准信号输入到PLC控制器14的模拟输入端，在PLC控制器14内部完成PLC从指定的模拟量输入模块通道将数据读取、将电流模拟量进行数字化处理和编程将读取的数值存储在PIW中。触摸屏15是“图形操作终端”，这种液晶显示器具有人体感应功能，当手指触摸到触摸屏的图形时，可发出操作指令。西门子PLC控制器14与触摸屏15的通信是现在PLC程序中的“参数设置”里定义通讯地址和方式，设置主站和从站号，选择一致的波特率和校验码，还要将连接的端口设置为“通讯功能”，如果是“编程功能”则无法正常使用。通过触摸屏15的初始化和PLC控制器14的通讯完成后，对比数据将会在触摸屏15上显示出来。计算机17与PLC控制器14的通讯是通过Modbus协议实现的，Modbus协议是报文传输协议,它在连接至不同类型总线上位机和下位机通信。在PLC内，主设备要执行以下几个步骤:在程序中插入MBUS_CTRL指令、指定一个存储器起始地址、将一条或多条MBUS_MSG指令放入程序中和连接上位机与下位机之间的通信电缆。这样计算机与PLC控制器实现了通信，双方相互接发数据，流量传感器7数据实时与数据库数据进行对比，从而可以判断出喷头磨损率。
[0042]本发明实施方式提供的雾喷头磨损的计算机测定装置基于PLC为控制器，通过固定在铝型材上的计算机给PLC控制器实时处理流量传感器的数据，将处理后的数据传送给计算机。在计算机建立了多种喷头的Access数据库，喷头的数据将使与数据库数据进行比较，比较后喷头的性能将显示在触摸屏和计算机上。喷头的整个测试过程由高精度的流量传感器、高可靠性的PLC控制器和先进的计算机处理技术实现，这样即提高了测定喷头磨损率的精度，也为喷头雾化和喷洒均匀性的研究提供了基础依据。
[0043]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，包括流量传感器、频率转换模块、PLC控制器、计算机；所述流量传感器与所述频率转换模块相连接，所述频率转换模块与所述PLC控制器相连接，所述PLC控制器与所述计算机相连接； 所述流量传感器，用于采集喷头流量的模拟信号； 所述频率转换模块，用于对所述流量传感器采集的模拟信号进行频率转换； 所述PLC控制器，用于对所述频率转换模块转换后的信号进行数字化处理，得到所述喷头的当前流量数值； 所述计算机，用于根据所述当前流量数值得到所述喷头的磨损率。
2.根据权利要求1所述的喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，所述计算机包括数据库，所述数据库中存储有所述喷头的型号对应的标准流量数值，所述计算机根据所述标准流量数值以及所述当前流量数值得到所述喷头的磨损率。
3.根据权利要求1所述的喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，还包括压缩模块和贮水箱，所述压缩模块和所述贮水箱相连，所述贮水箱与所述喷头相连，所述压缩模块用于调节所述贮水箱内的压力。
4.根据权利要求3所述的喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，所述压缩模块包括压缩机以及与所述压缩机相连的气罐。
5.根据权利要求1所述的喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，所述喷头通过集液体与所述流量传感器相连，所述喷头通过集液夹固定在所述集液体上。
6.根据权利要求5所述的喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，所述集液夹包括调节柄、调节杆、弯钩和集液夹板，所述调节柄与所述调节杆T形连接，所述调节杆螺纹穿过所述集液夹板，所述弯钩的一端与所述集液夹板连接，通过旋转调节柄及调节杆压紧集液体及喷头。
7.根据权利要求1所述的喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，还包括触摸屏，与所述PLC控制器相连接。
8.根据权利要求1所述的喷雾喷头磨损的计算机测定装置，其特征在于，还包括电源模块，用于对所述喷雾喷头磨损的计算机测定装置提供电压。
【文档编号】G01M13/00GK103487247SQ201310447505
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】赵春江, 王秀, 张志强, 邹伟, 王松林, 马伟 申请人:北京农业信息技术研究中心