一种喷药机工作状态监测系统和方法
【专利摘要】一种喷药机工作状态实时监测系统和方法属农业机械【技术领域】，本发明的喷药机工作状态实时监测系统包括电源、电源模块、主控制系统、报警系统、安装在喷药分支管路上的喷头堵塞监测传感器和管路压力传感器、安装在药箱上的液位传感器、喷药机水泵、水泵电机、电机转速传感器；主控制系统安装在拖拉机的驾驶室内，通过屏蔽线分别与喷头堵塞监测传感器、管路压力传感器、药箱液位传感器、水泵转速传感器和电源模块连接；本发明还提供了喷药机工作状态实时监测的方法；本发明可实时监测喷药机当前的工作状态、精确判断喷药机的故障类型和堵塞喷头的部位，为及时有效地排除喷药机故障提供可靠依据和前提条件。
【专利说明】一种喷药机工作状态监测系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业机械【技术领域】，涉及一种对喷药机的工作状态进行实时监控的系统和方法。
【背景技术】
[0002]现有农用喷药机在田间作业时，由于作业环境复杂、药箱中可能混有杂质等原因，存在喷头堵塞、药箱液位过低等情况，从而导致漏喷。漏喷状况出现之后，如果不能及时发现会使得喷药作业区域产生大面积漏喷现象。由于药液的挥发性，漏喷状况被发现时，往往施药区域和未施药区域不容易区分，从而导致病、虫、草害的泛滥。若在未准确判断漏喷区域的情况下，用重复喷药方式避免漏喷，不仅浪费人力、物力，更造成环境的二次污染。目前，国内外对于喷药技术和喷药器械的研究较多，对喷药机漏喷的研究较少，对于喷药机工作状态实时监控，尤其是对喷药机故障部位的监测尚未见报道。
[0003]喷药机工作状态的实时监测是实施精准农业作业的关键环节之一，因此，实时监测喷药机的工作状态可以及时有效的发现喷药机漏喷状况，及时补喷，有效防治病虫害，为现代农业的实施提供可靠的技术保障。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够对喷药机的工作状态进行实时监控，并能对喷药机漏喷故障部位进行智能化实时监控的系统和方法。
[0005]—种喷药机工作状态实时监测系统，由主控制系统A、电源模块a、显不模块b、报警系统C、药箱系统B、药液喷洒前部系统C、药液喷洒后部系统D、回水管1、三通管I 2、供水管3组成，其中显示模块b、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的水泵电机13、水泵转速传感器21、管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III 25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27均由主控制系统A控制；
[0006]主控制系统A、显不模块b、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的管路压力传感器15、水泵转速传感器21、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III 25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27均由电源模块a供电；
[0007]药液喷洒前部系统C的三通总管II 16出口经回水管I与药箱系统B的药箱回水口 8连接；
[0008]药液喷洒前部系统C的水泵入口 11经供水管3与药箱系统B的药箱出水口 9连接；
[0009]药液喷洒前部系统C的三通支管II 18经三通管I 2的支管I 35与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器I 27连接；
[0010]经三通管I 2的支管II 36与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器II 26连接；
[0011]经三通管I 2的支管III 37与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器III 25连接；
[0012]经三通管I 2的支管IV 38与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器IV 24连接；
[0013]经三通管I 2的支管V 39与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器V 23连接；
[0014]经三通管I 2的支管VI 40与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器VI 22连接。
[0015]所述的药箱系统B由药箱4、液位传感器5、屏蔽线6、药箱盖7、药箱回水口 8、药箱出水口 9和液位计10组成，其中药箱盖7固接于药箱4顶部中央，液位传感器5与液位计10顶端固接，液位计10下部插于药箱4中，液位传感器5上设有屏蔽线6，药箱回水口 8位于药箱盖7 —边，药箱出水口 9位于药箱4右侧下部。
[0016]所述的药液喷洒前部系统C由水泵入口 11、水泵12、电机13、水泵出口 14、管路压力传感器15、三通总管II 16、溢流阀17、三通支管II 18、三通支管I 19、三通总管I 20、水泵转速传感器21组成，其中水泵电机13输出轴与水泵12输入轴固接且二者以相同角速度转动，水泵转速传感器21套在水泵12输入轴上与其同轴转动，水泵出口 14经三通支管
I19与三通支管II 18连通，三通总管I 20与三通支管I 19连通，三通总管I 20出口处固接管路压力传感器15，三通总管II 16与三通支管II 18连通，溢流阀17串接于三通总管
II16中部。
[0017]所述的药液喷洒后部系统D由喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器
V23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27、喷头I 28、喷头II 29、喷头III30、喷头IV 31、喷头V 32、喷头VI 33、三通管I总管34、支管I 35、支管II 36、支管III 37、支管IV 38支管V 39、支管VI 40组成，其中
[0018]喷头I 28经喷头堵塞监测传感器I 27与三通管I 2的支管I 35连接；
[0019]喷头II 29经喷头堵塞监测传感器II 26与三通管I 2的支管II 36连接；
[0020]喷头III 30经喷头堵塞监测传感器III 25与三通管I 2的支管III 37连接；
[0021]喷头IV 31经喷头堵塞监测传感器IV 24与三通管I 2的支管IV 38连接；
[0022]喷头V 32经喷头堵塞监测传感器V 23与三通管I 2的支管V 39连接；
[0023]喷头VI 33经喷头堵塞监测传感器VI 22与三通管I 2的支管VI 40连接。
[0024]所述的水泵转速传感器21安装在水泵12上，用于监测水泵转速；液位传感器5安装在药箱4上；管路压力传感器15通过三通并联在供水管3上，用于监测主回路压力；喷头堵塞监测传感器组由喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III 25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器
I27组成；其串联在各个分支回路中，用于监测各回路中的药液流量。报警系统c为声光报警，当接收到主控制系统A的报警信号时，会发出红光和警报声。
[0025]一种喷药机工作状态实时监测方法，包括下列步骤:
[0026]1.安全工作状态的设置
[0027]1.1将药箱4装满水，稳压电源给水泵电机13供电，使其正常旋转，使喷水正常，此时水泵测速传感器21输出的脉冲信号为水泵正常转速所对应的信号，管路压力传感器15输出的电压信号为对应的管路安全压力Pmaxl信号、喷头堵塞监测传感器组输出的脉冲信号为对应喷头堵塞监测传感器的安全流量Nmaxl的信号，喷头堵塞监测传感器组由喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III 25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27组成；
[0028]1.2通过调节稳压电源使水泵12转速降低，当喷水量小于正常喷水量、喷头喷出药液不能雾化喷洒时，分别记录此时水泵测速传感器21、管路压力传感器15、喷头堵塞监测传感器组对应的信号，此时水泵测速传感器21输出的信号为安全转速M对应的信号，管路压力传感器15和喷头堵塞监测传感器组输出的分别为临界安全压力Pminl和临界安全流量Nminl信号；待药箱液位降低，即将导致水泵12不能正常抽水时，此时液位传感器5、管路压力传感器15、喷头堵塞监测传感器组会有对应的信号输出，此时的信号为对应的药箱液位的最低临界安全液位Lmin信号、管路压力的临界安全压力Pmin2信号和喷头的临界安全流量Nmin2信号；
[0029]1.3由于作业环境复杂，如药箱内落入杂质，可能会将喷头堵塞造成管路压力信号增大，严重时会导致喷头堵塞监测传感器组后端管路爆裂，从而使流量信号骤然增大，故将管路安全压力Pmaxl信号、安全流量Nmaxl信号分别提高10%作为最高临界安全压力Pmax和最大临界安全流量Nmax信号；并比较Pminl和Pmin2、Nminl和Nmin2，取数值大者分别作为最低临界安全压力Pmin和最小临界安全流量Nmin;主控制系统A根据上述获得的各个信号值分别作为后期作业时判断药箱液位、水泵转速、管路压力、喷头是否堵塞的基准；
[0030]2.漏喷状况的监测与判定
[0031]2.1主控制系统A根据液位传感器5、水泵测速传感器21、管路压力传感器15和喷头堵塞监测传感器组所提供的监测信息判定是否发生漏喷:
[0032]2.1.1液位传感器5监测液位值低于临界安全液位Lmin时，表示药箱液位低于安全液位，将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；
[0033]2.1.2管路压力传感器15监测压力值低于最低临界安全压力Pmin时，表示水泵水压不足造成管路压力偏低、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；管路压力传感器15监测压力值高于最高临界安全压力Pmax时，表示喷头可能发生堵塞造成管路压力偏高、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；
[0034]2.1.3喷头堵塞监测传感器组监测喷头流量小于最小临界安全流量Nmin时，表示管路流量偏小、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；喷头堵塞监测传感器组监测喷头流量大于最大临界安全流量Nmax且管路压力信号骤然降低时，表示管路可能爆裂、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；
[0035]2.1.4水泵测速传感器21监测水泵12低于安全转速M时，表示水泵转速过低，从而引起管路压力偏低、管路流量偏小，进而导致漏喷；并同时判断其压力是否满足喷药要求，当压力不满足喷药要求时，即通过报警系统c发出报警信号；
[0036]2.2在发生漏喷时，主控制系统A在指令报警系统c进行声光报警的同时，显示模块b能够显示出现状况的传感器对应的编号，从而能够快速发现状况；主控制系统A根据提供漏喷信息的传感器所在支路编号和传感器安装位置，确定和存储发生漏喷的支路编号和故障类型、存储发生漏喷的时间，所述漏喷类型为药箱液位低、喷头堵塞、管路爆裂和水泵压力低四种状况中的一种或多种；
[0037]3.针对报警系统c发出报警信号的类型和主控制系统A的各类提示，采取相应措施予以补救；
[0038]3.1当药箱液位低时，显示模块b会显示药箱液位过低同时报警系统c会发出报警信号，及时提醒操作人员停车加药水；
[0039]3.2当水泵压力过低时能够，显示模块b会显示水泵压力过低同时报警系统c会发出报警信号，及时提醒操作人员调节水泵电机13的电压，进而调节水泵12的转速；
[0040]3.3当喷头堵塞或管路爆裂时，显示模块b会显示相应状况同时报警系统c会发出报警信号，主控制系统A在指令报警系统c进行声光报警的同时存储发生漏喷的支路编号和故障类型、时间等信息，便于后续操作人员补喷药液。
[0041]本发明能达到的有益效果是:主控制系统可以根据液位传感器、水泵转速传感器、管路压力传感器、喷头堵塞监测传感器组的输出信号实时监测喷药机当前的工作状态；当主控系统监测到上述任意一个参数超出预先所设定的值时，会启动报警系统，显示模块能够显示出现状况的传感器对应的编号，从而能够快速发现状况。此时就可以根据传感器的位置分别精确判断喷药机的故障类型和故障管路的分支位置，从而为快速、便捷的排除故障提供如提。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1为喷药机工作状态实时监控系统的结构示意图
[0043]图2为药箱系统结构示意图
[0044]图3为药液喷洒前部系统的结构示意图
[0045]图4为药液喷洒后部系统的结构示意图
[0046]图5为三通管I的结构示意图
[0047]其中:A.主控制系统B.药箱系统C.药液喷洒前部系统D.药液喷洒后部系统a.电源模块b.显示模块c.报警系统1.回水管2.三通管I 3.供水管4.药箱 5.液位传感器6.屏蔽线 7.药箱盖 8.药箱回水口 9.药箱出水口 10.液位计11.水泵入口 12.水泵13.水泵电机14.水泵出口 15.管路压力传感器16.三通总管II 17.溢流阀 18.三通支管II 19.三通支管I 20.三通总管I 21.水泵转速传感器22.喷头堵塞监测传感器VI 23.喷头堵塞监测传感器V 24.喷头堵塞监测传感器IV 25.喷头堵塞监测传感器III 26.喷头堵塞监测传感器II 27.喷头堵塞监测传感器I 28.喷头I 29.喷头II 30.喷头III 31.喷头IV 32.喷头V 33.喷头VI 34.三通管I总管35.支管I 36.支管II 37.支管III 38.支管IV 39.支管V40.支管VI 41.变阻器
【具体实施方式】
[0048]为了能够更加全面的理解本发明，下面将结合附图对本发明的系统和方法做进一步的解释和说明。
[0049]如图1所示，一种喷药机工作状态实时监测系统，由主控制系统A、电源模块a、显示模块b、报警系统C、药箱系统B、药液喷洒前部系统C、药液喷洒后部系统D、回水管1、三通管I 2、供水管3组成，其特征在于
[0050]显示模块b、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的水泵电机13、水泵转速传感器21、管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27均由主控制系统A控制；
[0051]主控制系统A、显不模块b、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的管路压力传感器15、水泵转速传感器21、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器
III25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27均由电源模块a供电。
[0052]药液喷洒前部系统C的三通总管II 16出口经回水管I与药箱系统B的药箱回水口 8连接；
[0053]药液喷洒前部系统C的水泵入口 11经供水管3与药箱系统B的药箱出水口 9连接；
[0054]药液喷洒前部系统C的三通支管II 18经三通管I 2的支管I 35与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器I 27连接；
[0055]经三通管I 2的支管II 36与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器II 26连接；
[0056]经三通管I 2的支管III 37与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器III 25连接；
[0057]经三通管I 2的支管IV 38与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器IV 24连接；
[0058]经三通管I 2的支管V 39与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器V 23连接；
[0059]经三通管I 2的支管VI 40与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器VI 22连接。
[0060]如图2所示，所述喷药机工作状态实时监测系统的药箱系统B由药箱4、液位传感器5、屏蔽线6、药箱盖7、药箱回水口 8、药箱出水口 9和液位计10组成，其中药箱盖7固接于药箱4顶部中央,液位传感器5与液位计10顶端固接,液位计10下部插于药箱4中，液位传感器5上设有屏蔽线6，药箱回水口 8位于药箱盖7 —边，药箱出水口 9位于药箱4右侧下部。
[0061]如图3所示，所述喷药机工作状态实时监测系统的药液喷洒前部系统C由水泵入口 11、水泵12、水泵电机13、水泵出口 14、管路压力传感器15、三通总管II 16、溢流阀17、三通支管II 18、三通支管I 19、三通总管I 20、水泵转速传感器21组成，其中水泵电机13输出轴与水泵12输入轴固接且二者以相同角速度转动，水泵转速传感器21套在水泵12输入轴上与其同轴转动，水泵出口 14经三通支管I 19与三通支管II 18连通，三通总管I 20与三通支管I 19连通，三通总管I 20出口处固接管路压力传感器15，三通总管II 16与三通支管II 18连通，溢流阀17串接于三通总管II 16中部。
[0062]如图4、图5所示，所述喷药机工作状态实时监测系统的药液喷洒后部系统D由喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III 25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27、喷头I 28、喷头
II29、喷头III 30、喷头IV 31、喷头V 32、喷头VI 33、三通管I总管34、支管I 35、支管II 36、支管III 37、支管IV 38支管V 39、支管VI 40组成，其中
[0063]喷头I 28经喷头堵塞监测传感器I 27与三通管I 2的支管I 35连接；
[0064]喷头II 29经喷头堵塞监测传感器II 26与三通管I 2的支管II 36连接；
[0065]喷头III 30经喷头堵塞监测传感器III 25与三通管I 2的支管III 37连接；
[0066]喷头IV 31经喷头堵塞监测传感器IV 24与三通管I 2的支管IV 38连接；
[0067]喷头V 32经喷头堵塞监测传感器V 23与三通管I 2的支管V 39连接；
[0068]喷头VI 33经喷头堵塞监测传感器VI 22与三通管I 2的支管VI 40连接。
[0069]所述的水泵转速传感器21安装在水泵12上，用于监测水泵12转速；液位传感器5安装在药箱4上；管路压力传感器15通过三通总管I 20并联在供水管上，用于监测主回路压力；喷头堵塞监测传感器组由喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III 25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27组成；其串联在各个分支回路中，用于监测各回路中的药液流量。报警系统c为声光报警，当接收到主控制系统A的报警信号时，会发出红光和警报声。
[0070]所述的液位传感器5优选投入式水位传感器，水泵转速传感器21优选光电编码器，管路压力传感器15优选应变式压力传感器，喷头堵塞监测传感器VI 22、V 23、IV 24、
III25、II 26和I 27优选霍尔流量传感器。并且上述传感器均通过屏蔽导线6与主控制系统A电连接，从而主控制系统A能够实时接收和监测上述传感器输出电平信号的变化。所述喷药机水泵电机13用于为喷药机水泵12提供动力；所述水泵测速传感器21与水泵同轴安装在水泵12后端，用于实时测量水泵12转速。
[0071]所述电源为拖拉机+12V蓄电池所供直流电源，通过电源模块a分别输出+5V和+24V直流电；+12V直流电源用于为主控制系统A、水泵电机13、管路压力传感器15以及报警系统c供电，+5V直流电源用于为霍尔流量传感器和光电编码器供电，+24V直流电源用于为液位传感器5供电。
[0072]喷头28至喷头33在主控制系统A内均有相对应的编号(如喷头28，29和30等)，同时每个喷头以及每一喷头上的喷头堵塞监测传感器组上贴上标签，以便利于通过主控制系统A对每个喷头以及每一喷头上的喷头堵塞监测传感器组进行定位和标识。
[0073]一种喷药机工作状态实时监测方法，包括下列步骤:
[0074]1.安全工作状态的设置
[0075]1.1将药箱4装满水，稳压电源给水泵电机13供电使其正常旋转，使喷水正常，此时水泵测速传感器21输出的脉冲信号为水泵正常转速所对应的信号，管路压力传感器15输出的电压信号为对应的管路安全压力Pmaxl信号、喷头堵塞监测传感器组输出的脉冲信号为对应喷头堵塞监测传感器的安全流量Nmaxl的信号。实施例中，Pmaxl为1.36MPa，Nmaxl为
1.82m3/h ;喷头堵塞监测传感器组由喷头堵塞监测传感器VI 22、喷头堵塞监测传感器V 23、喷头堵塞监测传感器IV 24、喷头堵塞监测传感器III 25、喷头堵塞监测传感器II 26、喷头堵塞监测传感器I 27组成；
[0076]1.2通过调节稳压电源使水泵12转速降低，当喷水量小于正常喷水量、喷头喷出药液不能雾化喷洒时，分别记录此时水泵测速传感器21、管路压力传感器15、喷头堵塞监测传感器组对应的脉冲信号，此时水泵测速传感器21输出的信号为安全转速M对应的信号，管路压力传感器15和喷头堵塞监测传感器组输出的分别为临界安全压力Pminl和临界安全流量Nminl脉冲信号，实施例中，M为200r/min，Pminl为0.26MPa，Nminl为0.75m3/h ;待药箱液位降低，即将导致水泵12不能正常抽水时，此时液位传感器5、管路压力传感器15、喷头堵塞监测传感器组会有对应的电压信号输出，此时的信号为对应的药箱液位的最低临界安全液位Lmin信号、管路压力的临界安全压力Pmin2信号和喷头的临界安全流量Nmin2信号，实施例中，Lniin 为 10cm，Pmin2 为 0.27MPa, Nmin2 为 0.75m3/h ；
[0077]1.3由于作业环境复杂，如药箱内落入杂质，可能会将喷头堵塞造成管路压力信号增大，严重时会导致喷头堵塞监测传感器组后端管路爆裂，从而使流量信号骤然增大，故将管路安全压力Pmaxl信号、安全流量Nmaxl信号分别提高10%作为最高临界安全压力Pmax和最大临界安全流量Nmax信号，实施例中，Pmax为1.50MPa，Nmax为2.00m3/h ;并比较Pminl和Pmin2、Nminl和Nmin2，取数值大者分别作为最低临界安全压力Pmin和最小临界安全流量Nmin,实施例中，Lmin为10cm，Pmin为0.26MPa，Nmin为0.75m3/h ;主控制系统A根据上述获得的各个信号值分别作为后期作业时判断药箱液位、水泵转速、管路压力、喷头是否堵塞的基准；
[0078]2.漏喷状况的监测
[0079]2.1主控制系统A根据液位传感器5、水泵测速传感器21、管路压力传感器15和喷头堵塞监测传感器组所提供的监测信息判定是否发生漏喷:
[0080]2.1.1液位传感器5监测液位值低于最低临界安全液位1cm时,表不药箱液位低于安全液位，将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；
[0081]2.1.2管路压力传感器15监测压力值低于最低临界安全压力0.26MPa时，表示水泵水压不足造成管路压力偏低、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；管路压力传感器15监测压力值高于最高临界安全压力1.50MPa时，表示喷头可能发生堵塞造成管路压力偏高、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；
[0082]2.1.3喷头堵塞监测传感器组监测喷头流量小于最小临界安全流量0.75m3/h时，表示管路流量偏小、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；喷头堵塞监测传感器组监测喷头流量大于最大临界安全流量2.00m3/h且管路压力信号骤然降低时，表示管路可能爆裂、将引起漏喷，即通过报警系统c发出报警信号；
[0083]2.1.4水泵测速传感器21监测水泵12低于安全转速200r/min，时，表示水泵转速过低，从而引起管路压力偏低、管路流量偏小，进而导致漏喷；并同时判断其压力是否满足喷药要求，当压力不满足喷药要求时，即通过报警系统c发出报警信号；
[0084]2.2在发生漏喷时，主控制系统A在指令报警系统c进行声光报警的同时，显示模块b能够显示出现状况的传感器对应的编号，从而能够快速发现状况；主控制系统A根据提供漏喷信息的传感器所在支路编号和传感器安装位置，确定和存储发生漏喷的支路编号和故障类型、存储发生漏喷的时间，所述漏喷类型为药箱液位低、喷头堵塞、管路爆裂和水泵压力低四种状况中的一种或多种；
[0085]3.针对报警系统c发出报警信号的类型和主控制系统A的各类提示，采取相应措施予以补救。
[0086]3.1当药箱液位低时，显示模块b会显示药箱液位过低同时报警系统c会发出报警信号，及时提醒操作人员停车加药水。
[0087]3.2当水泵压力过低时能够，显示模块b会显示水泵压力过低同时报警系统c会发出报警信号，及时提醒操作人员调节水泵电机13的电压，进而调节水泵12的转速。
[0088]3.3当喷头堵塞或管路爆裂时，显示模块b会显示相应状况同时报警系统c会发出报警信号，主控制系统A在指令报警系统c进行声光报警的同时存储发生漏喷的支路编号和故障类型、时间等信息，便于后续操作人员补喷药液。
【权利要求】
1.一种喷药机工作状态实时监测系统，由主控制系统(A)、电源模块(a)、显示模块(b)、报警系统(C)、药箱系统(B)、药液喷洒前部系统(C)、药液喷洒后部系统(D)、回水管(I)、三通管I (2)、供水管(3)组成，其特征在于显示模块(b)、报警系统(c)、药箱系统(B)的液位传感器(5)、药液喷洒前部系统(C)的水泵电机(13)、水泵转速传感器(21)、管路压力传感器(15)、药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器VI (22)、喷头堵塞监测传感器V (23)、喷头堵塞监测传感器IV (24)、喷头堵塞监测传感器III (25)、喷头堵塞监测传感器II (26)、喷头堵塞监测传感器I (27)均由主控制系统(A)控制；主控制系统(A)、显示模块(b)、报警系统(C)、药箱系统(B)的液位传感器(5)、药液喷洒前部系统(C)的管路压力传感器(15)、水泵转速传感器(21)、药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器VI (22)、喷头堵塞监测传感器V (23)、喷头堵塞监测传感器IV (24)、喷头堵塞监测传感器III (25)、喷头堵塞监测传感器II (26)、喷头堵塞监测传感器I (27)均由电源模块(a)供电；药液喷洒前部系统(C)的三通总管II (16)出口经回水管(I)与药箱系统(B)的药箱回水口(8)连接；药液喷洒前部系统(C)的水泵入口(11)经供水管(3)与药箱系统(B)的药箱出水口(9)连接；药液喷洒前部系统(C)的三通支管II(18)经三通管I (2)的支管I (35)与药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器I (27)连接；经三通管I (2)的支管II (36)与药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器II (26)连接；经三通管I (2)的支管III (37)与药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器III (25)连接；经三通管I (2)的支管IV(38)与药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器IV (24)连接；经三通管I (2)的支管V (39)与药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器V (23)连接；经三通管I (2)的支管VI (40)与药液喷洒后部系统(D)的喷头堵塞监测传感器VI (22)连接。
2.按权利要求1所述的喷药机工作状态实时监测系统，其特征在于所述的药箱系统(B)由药箱(4)、液位传感器(5)、屏蔽线￠)、药箱盖(7)、药箱回水口(8)、药箱出水口(9)和液位计(10)组成，其中药箱盖(7)固接于药箱(4)顶部中央，液位传感器(5)与液位计(10)顶端固接，液位计(10)下部插于药箱⑷中，液位传感器(5)上设有屏蔽线(6)，药箱回水口⑶位于药箱盖(7) —边，药箱出水口(9)位于药箱⑷右侧下部。
3.按权利要求1所述的喷药机工作状态实时监测系统，其特征在于所述的药液喷洒前部系统(C)由水泵入口(11)、水泵(12)、电机(13)、水泵出口(14)、管路压力传感器(15)、三通总管II (16)、溢流阀(17)、三通支管II (18)、三通支管I (19)、三通总管I (20)、水泵转速传感器(21)组成，其中水泵电机(13)输出轴与水泵(12)输入轴固接且二者以相同角速度转动，水泵转速传感器(21)套在水泵(12)输入轴上与其同轴转动，水泵出口(14)经三通支管I (19)与三通支管II (18)连通，三通总管I (20)与三通支管I (19)连通，三通总管I (20)出口处固接管路压力传感器(15)，三通总管II (16)与三通支管II (18)连通，溢流阀(17)串接于三通总管II (16)中部。
4.按权利要求1所述的喷药机工作状态实时监测系统，其特征在于所述的药液喷洒后部系统(D)由喷头堵塞监测传感器VI (22)、喷头堵塞监测传感器V (23)、喷头堵塞监测传感器IV (24)、喷头堵塞监测传感器III (25)、喷头堵塞监测传感器II (26)、喷头堵塞监测传感器I (27)、喷头I (28)、喷头II (29)、喷头III (30)、喷头IV (31)、喷头V (32)、喷头VI (33)、三通管I总管(34)、支管I (35)、支管II (36)、支管III (37)、支管IV (38)支管V(39)、支管VI (40)组成，其中喷头I (28)经喷头堵塞监测传感器I (27)与三通管I (2)的支管I (35)连接；喷头II (29)经喷头堵塞监测传感器II (26)与三通管I (2)的支管II(36)连接;喷头III (30)经喷头堵塞监测传感器III (25)与三通管I (2)的支管III (37)连接；喷头IV (31)经喷头堵塞监测传感器IV (24)与三通管I (2)的支管IV (38)连接；喷头V (32)经喷头堵塞监测传感器V (23)与三通管I (2)的支管V (39)连接；喷头VI (33)经喷头堵塞监测传感器VI (22)与三通管I (2)的支管VI (40)连接。
5.一种喷药机工作状态实时监测方法，其特征在于包括下列步骤: 5.1安全工作状态的设置 5.1.1将药箱(4)装满水，稳压电源给水泵电机(13)供电使其正常旋转，使喷水正常，此时水泵测速传感器(21)输出的脉冲信号为水泵正常转速所对应的信号，管路压力传感器(15)输出的电压信号为对应的管路安全压力Pmaxl信号、喷头堵塞监测传感器组输出的脉冲信号为对应喷头堵塞监测传感器的安全流量Nmaxl的信号，喷头堵塞监测传感器组由喷头堵塞监测传感器VI (22)、喷头堵塞监测传感器V (23)、喷头堵塞监测传感器IV (24)、喷头堵塞监测传感器III (25)、喷头堵塞监测传感器II (26)、喷头堵塞监测传感器I (27)组成；5.1.2通过调节稳压电源使水泵(12)转速降低，当喷水量小于正常喷水量、喷头喷出药液不能雾化喷洒时，分别记录此时水泵测速传感器(21)、管路压力传感器(15)、喷头堵塞监测传感器组对应的信号，此时水泵测速传感器(21)输出的信号为安全转速M对应的信号，管路压力传感器(15)和喷头堵塞监测传感器组输出的分别为临界安全压力Pminl和临界安全流量Nminl信号；待药箱液位降低，即将导致水泵(12)不能正常抽水时，此时液位传感器(5)、管路压力传感器(15)、喷头堵塞监测传感器组会有对应的信号输出，此时的信号为对应的药箱液位的最低临界安全液位Lmin信号、管路压力的临界安全压力Pmin2信号和喷头的临界安全流量Nmin2信号； 5.1.3由于作业环境复杂，如药箱内落入杂质，可能会将喷头堵塞造成管路压力信号增大，严重时会导致喷头堵塞监测传感器组后端管路爆裂，从而使流量信号骤然增大，故将管路安全压力Pmaxl信号、安全流量Nmaxl信号分别提高10%作为最高临界安全压力Pmax和最大临界安全流量Nmax信号；并比较Pminl和Pmin2、Nminl和Nmin2，取数值大者分别作为最低临界安全压力Pmin和最小临界安全流量Nmin ;主控制系统(A)根据上述获得的各个信号值分别作为后期作业时判断药箱液位、水泵转速、管路压力、喷头是否堵塞的基准； 5.2漏喷状况的监测与判定 5.2.1主控制系统(A)根据液位传感器(5)、水泵测速传感器(21)、管路压力传感器(15)和喷头堵塞监测传感器组所提供的监测信息判定是否发生漏喷: 5.2.1.1液位传感器(5)监测液位值低于临界安全液位Lmin时,表不药箱液位低于安全液位，将引起漏喷，即通过报警系统(c)发出报警信号； 5.2.1.2管路压力传感器(15)监测压力值低于最低临界安全压力Pmin时，表示水泵水压不足造成管路压力偏低、将引起漏喷，即通过报警系统(C)发出报警信号；管路压力传感器(15)监测压力值高于最高临界安全压力Pmax时，表示喷头可能发生堵塞造成管路压力偏高、将引起漏喷，即通过报警系统(c)发出报警信号； 5.2.1.3喷头堵塞监测传感器组监测喷头流量小于最小临界安全流量Nmin时，表示管路流量偏小、将引起漏喷，即通过报警系统(C)发出报警信号；喷头堵塞监测传感器组监测喷头流量大于最大临界安全流量Nmax且管路压力信号骤然降低时，表示管路可能爆裂、将引起漏喷，即通过报警系统(C)发出报警信号； 5.2.1.4水泵测速传感器(21)监测水泵(12)低于安全转速M时，表示水泵转速过低，从而引起管路压力偏低、管路流量偏小，进而导致漏喷；并同时判断其压力是否满足喷药要求，当压力不满足喷药要求时，即通过报警系统(C)发出报警信号； 5.2.2在发生漏喷时，主控制系统(A)在指令报警系统(c)进行声光报警的同时，显示模块(b)能够显示出现状况的传感器对应的编号，从而能够快速发现状况；主控制系统(A)根据提供漏喷信息的传感器所在支路编号和传感器安装位置，确定和存储发生漏喷的支路编号和故障类型、存储发生漏喷的时间，所述漏喷类型为药箱液位低、喷头堵塞、管路爆裂和水泵压力低四种状况中的一种或多种； 5.3针对报警系统(c)发出报警信号的类型和主控制系统㈧的各类提示，采取相应措施予以补救； 5.3.1当药箱液位低时，显示模块(b)会显示药箱液位过低同时报警系统(c)会发出报警信号，及时提醒操作人员停车加药水； 5.3.2当水泵压力过低时能够，显示模块(b)会显示水泵压力过低同时报警系统(c)会发出报警信号，及时提醒操作人员调节水泵电机(13)的电压，进而调节水泵(12)的转速； 5.3.3当喷头堵塞或管路爆裂时，显示模块(b)会显示相应状况同时报警系统(c)会发出报警信号，主控制系统(A)在指令报警系统(c)进行声光报警的同时存储发生漏喷的支路编号和故障类型、时间等信息，便于后续操作人员补喷药液。
【文档编号】G05D9/12GK104133496SQ201410377336
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】贾洪雷, 李杨, 齐江涛, 范旭辉, 庄健, 刘慧力, 冯先臻, 宋相礼 申请人:吉林大学