[發明專利]果園管道噴霧藥液壓力控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201711265476.8
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107943127B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 代秋芳;洪添勝;吳偉鋒;宋淑然;李震;薛秀云;陳建澤
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：所述裝置包括控制系統、輸入面板、輸出面板、變頻器、變頻電動機、藥泵、無線壓力接收模塊以及多個無線壓力發送節點；

所述控制系統分別與輸入面板、輸出面板、變頻器和無線壓力接收模塊相連，所述變頻器、變頻電動機和藥泵依次相連，所述藥泵的進藥端與藥池相連，藥泵的出藥端與噴霧管道相連；所述多個無線壓力發送節點部署在噴霧管道上，并分別與無線壓力接收模塊相連；

所述輸入面板上設有頻率/壓力旋鈕、極限/設定旋鈕、降低/升高旋鈕和啟動/停止按鈕；

所述頻率/壓力旋鈕撥向左端進入頻率控制工作模式，該模式先根據設定頻率計算控制量，再通過信號輸出電路將控制量轉換成數字信號送往變頻器，控制變頻器輸出交流電的頻率以改變變頻電動機的轉速，從而使裝置按設定頻率進行噴霧；

所述頻率/壓力旋鈕撥向右端進入壓力控制工作模式，該模式首先接收各個無線壓力發送節點發送的壓力值，計算所有壓力平均值，壓力平均值的數字量經控制系統與預先設定的壓力值比較后，獲得壓力誤差及壓力誤差的變化率，根據控制算法獲得控制量，該控制量經信號輸出電路轉換成數字信號送往變頻器，控制變頻器輸出交流電的頻率以改變變頻電動機的轉速，從而使噴霧管道中平均藥液壓力維持恒定；

所述極限/設定旋鈕撥向左端時，選擇預設管道極限壓力，撥向右端時，選擇預設管道設定頻/壓，在頻率控制工作模式下，極限/設定旋鈕撥向右端是選擇預設管道設定頻率，在壓力控制工作模式下，極限/設定旋鈕撥向右端是選擇預設管道設定壓力；

所述降低/升高旋鈕用于對極限壓力或設定頻/壓進行調節，當極限/設定旋鈕選擇預設管道極限壓力時，降低/升高旋鈕調節的是極限壓力，當極限/設定旋鈕選擇預設管道設定頻/壓時，降低/升高旋鈕調節的是設定頻/壓。

2.根據權利要求1所述的一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：所述控制系統包括單片機、電源電路、鍵盤電路、顯示電路和信號輸出電路，所述單片機分別與電源電路、鍵盤電路、顯示電路、信號輸出電路和無線壓力接收模塊相連，所述鍵盤電路與輸入面板相連，所述顯示電路與輸出面板相連，所述信號輸出電路與變頻器相連，所述電源電路接入輔助電源。

3.根據權利要求1所述的一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：所述變頻器接入三相交流電源，變頻器與三相交流電源之間設有漏電開關，所述漏電開關的電源端與三相交流電源相連，漏電開關的負載端與變頻器相連。

4.根據權利要求1所述的一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：每個無線壓力發送節點包括無線壓力變送器和電池，用于檢測節點處噴霧管道內的藥液壓力，并將此壓力數據的數字信號進行無線發送；無線壓力接收模塊通過無線通訊，接收無線發送壓力節點傳來的壓力值。

5.根據權利要求1所述的一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：所述裝置還包括控制箱，所述控制系統設置在控制箱內，所述輸入面板和輸出面板設置在控制箱上。

6.根據權利要求1所述的一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：所述噴霧管道上設有多個出藥口，每個出藥口上連接軟管和噴槍。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：所述輸出面板上設有極限壓力顯示數碼管、設定頻/壓顯示數碼管、平均壓力顯示數碼管、最小壓力顯示數碼管、最大壓力顯示數碼管和最大壓力點顯示數碼管。

8.根據權利要求7所述的一種果園管道噴霧藥液壓力控制裝置，其特征在于：所述輸出面板上還設有運行指示燈，所述運行指示燈用于指示裝置運行狀態。

9.一種基于權利要求1-8任一項所述系統的果園管道噴霧藥液壓力控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S1、接通電源，設定極限壓力、變頻器頻率或噴霧管道平均壓力，并接通外部的空氣斷路器；

S2、將極限/設定旋鈕撥向左端或右端，輸出面板上的極限壓力顯示數碼管或設定頻/壓顯示數碼管閃爍，顯示默認管道極限壓力和默認設定頻/壓；將頻率/壓力旋鈕撥向左端或右端，選擇頻率控制或壓力控制噴霧模式；調節降低/升高旋鈕修改極限壓力或變頻器的頻率設定值；其他數碼管不顯示；

S3、按下啟動/停止按鈕，運行指示燈變綠燈，裝置啟動運行，極限壓力顯示數碼管和設定頻/壓顯示數碼管常亮，顯示已經設定好的極限壓力和變頻器的頻率；平均壓力顯示數碼管、最小壓力顯示數碼管、最大壓力顯示數碼管和最大壓力點顯示數碼管常亮，實時顯示各壓力參數；

S4、裝置啟動后，變頻器帶動變頻電動機，以驅動藥泵工作，通過控制算法，使變頻器的頻率或噴霧管道的平均壓力逐步達到設定值；運行過程中，無線壓力發送節點實時發送各節點處的噴霧管道藥液壓力，若噴霧管道最大壓力超過噴霧管道極限壓力，裝置進行緊急停機，運行指示燈變紅燈，進行爆管報警，根據大壓力點顯示數碼管的節點號確定爆管可能發生的位置，并對該節點附近的噴霧管道進行排查；若噴霧管道最大壓力達到噴霧管道極限壓力設定的某個百分比，運行指示燈變黃燈，進行爆管預警，將自動降低變頻器運行頻率預防爆管；

S5、再次按下啟動/停止按鈕，使變頻器、變頻電動機和藥泵停止工作，斷開外部的空氣斷路器，裝置停止運行后系統會自動保存該次設定的極限壓力和設定頻/壓，在下一次裝置啟動運行時自動調用。