一種確定農用防霜機的防霜作用面積的方法
【專利摘要】本發明公開了一種確定農用防霜機的防霜作用面積的方法，屬于植物保護領域。通過確定防霜機有效作用最長距離L和最短距離l，確定等風速測量點(Xi，Yi)，繪制防霜機風速分布圖，通過曲線擬合，計算曲線與X軸圍成的面積，確定農用防霜機擺動時和不擺動時防霜作用面積。以農用防霜機WT3000安裝高度6.5m、安裝傾角15°為例，具體為：防霜機有效作用最長距離為25.62m，最短距離為9.7m，風速分布范圍為鴨梨狀；擺動角度為60°時，防霜作用面積為554.907m2；風機擺動角度為90°時，防霜作用面積為702m2；擺動角度為120°時，防霜作用面積為849m2。本發明實現確定農用防霜機擺動時和不擺動時防霜作用面積，為防霜機群最優布置提供有效作用防霜面積參數。
【專利說明】
一種確定農用防霜機的防霜作用面積的方法
技術領域
[0001] 本發明屬于植物保護領域，具體涉及一種確定農用防霜機的防霜作用面積的方法 與技術。
【背景技術】
[0002] 近年來由于氣候的異常變化，倒春寒頻頻發生，嚴重影響茶果業生產和消費，已經 成為長江以南名優茶果經濟發展的主要限制因素之一。以江蘇、浙江兩省為例，2005~2014 年連續發生多次嚴重倒春寒，茶樹霜凍害面積達8萬公頃/年，經濟損失約10億元人民幣。采 用常規的霜凍害防治方法如煙熏、覆蓋、灌水等，效果很差，費時費力，并且會帶來環境污染 或者資源浪費。
[0003] 基于氣流擾動原理的機械化防霜裝備在日本、美國、新西蘭等國相繼成功應用并 推廣。霜凍發生且存在逆溫時，防霜裝備啟動擾動近地逆溫層溫度較高的空氣，把其強制對 流至作物冠層，有效提升冠層溫度，從而達到防霜的目的。專利號為JP2007000096、 JP2000050749和JP10113076的日本專利，公開了用于茶果園的高架防霜扇，專利號為 200810124434.7的中國發明，公開了一種防除植物霜凍害的風扇系統控制方法及裝置;專 利號為201120394220.9的中國實用新型，公開了一種植物防霜機，它采用電動機驅動，風扇 的最大擺動角度為90°，風力最遠投送距離超過30m。查閱文獻可知，江蘇大學胡永光自主開 發設計的WT3000型防霜機，主電機功率3Kw，風機葉片為四葉，回轉直徑900mm，額定轉速 998以11^11，擺動云臺電機功率60?，風機的安裝高度為6.5111，安裝俯角15~50°可調，擺角 60°、90°、120°可調。不管哪種防霜機，確定農用防霜機的防霜作用面積可為防霜機群最優 布置提供有效作用防霜面積參數，降低經濟投入成本，對農用防霜機的安裝具有指導意義。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種確定農用防霜機擺動時和不擺動時防霜作用面積，為 防霜機群最優布置提供重要參考參數。
[0005] -種確定農用防霜機的防霜作用面積的方法，其特征在于:通過等風速測量，繪制 防霜機風速分布形狀，并通過曲線擬合，以實現確定所述農用防霜機擺動時和不擺動時防 霜作用面積，具體包括以下步驟：
[0006] 步驟一，根據所選擇的防霜機，確定農用防霜機在離地面高度1米高度處的有效作 用最長距離L和有效作用最短距離1;
[0007] 步驟二，確定農用防霜機等風速測量點N個，確定每個等風速測量點距離農用防霜 機的坐標(Xi，Yi); i為從1到N;
[0008] 步驟三，根據(Xi，Yi)繪制防霜機風速分布圖；
[0009] 步驟四，對(Xi，Yi)，采用曲線擬合，得到X和Y的擬合曲線方程f(x);
[0010] 步驟五，通過方程5:,〇'(Λ·ν/Λ·計算擬合曲線與X軸所圍面積So;
[0011] 步驟六，計算得農用防霜機不擺動時防霜作用面積& = 25〇;
[0012] 步驟七，確定農用防霜機擺動角度a，計算農用防霜機防霜作用面積S。
[0013] 所述風速分布范圍的輪廓形狀為鴨梨狀。
[0014]所述農用防霜機防霜作用面積S的計算方法如下：
[0015]
[0016] 所述步驟二中的確定原則為：當離地面高度1米處的農機防霜機風速高于lm/s時， 將風速分為以下幾檔:風速為l-2m/s、2-3m/s、3-5m/s、5-10m/s共四檔;分別測量四檔風速 條件下農用防霜機作用面積中的最遠徑向距離，并分別繪制徑向距離等速線；確定作用面 積最大即徑向距離最遠的風速檔為l-2m/s。
[0017] 本發明的工作原理。通過確定防霜機有效作用最長距離L和最短距離1，在防霜機 水平方向X和垂直方向Y均選取i個點，進行等風速點測量，并繪制防霜機風速分布形狀，并 通過曲線擬合，計算曲線與X軸圍成的面積，以實現確定農用防霜機擺動時和不擺動時防霜 作用面積。
[0018] 本發明具有的有益效果。本發明實現農用防霜機擺動時和不擺動時防霜作用面積 的準確計算，為防霜機群最優布置提供重要有效作用防霜面積參數，為農用防霜機的安裝 提供指導。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明防霜機風速分布圖；
[0020]圖2為本發明等風速分布曲線擬合圖；
[0021 ]圖3為本發明不同安裝傾角下防霜機作用于茶樹冠層的區域圖；
[0022]圖4為本發明不同擺動角度下防霜機作用于茶樹冠層的區域圖；
[0023]表1為本發明防霜機等風速測量點(Xi，Yi)數據。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖，對本發明的技術方案做進一步詳細說明。
[0025]以防霜機型號為WT3000、安裝高度6.5m，安裝傾角15°應用于茶園防霜為例。
[0026] 圖1為本發明防霜機風速分布形狀圖。形狀呈平鴨梨狀，風速對稱分布，最大有效 作用距離L為30m。以0為原點，水平距離為X軸，垂直距離為Y軸，依次鴨梨狀上端最外曲線上 點 i為(Xi，Yi)。
[0027] 表1為本發明等風速測量點(Xi，Yi)，在SPSS中應用回歸和曲線擬合，可得到擬合曲 線方程：
[0028] f (x) = 1.844-0.418x+0.081x2-〇.002x3
[0029] 表1-防霜機等風速測量點(Xi，Yi)數據
[0030]
[0031] 圖2為本發明等風速分布曲線擬合圖。防霜機作用面積為擬合曲線與X軸所圍成的 區域的兩倍，當俯角為15°時，防霜機作用到地面的最遠距離L為25.62m，最近距離1為9.7m， 計算擬合曲線與X軸所圍面積：
[0032]
[0033] 農用防霜機不擺動時防霜作用面積Si = 2S〇 = 260.496m2。
[0034]圖3為本發明不同安裝傾角下防霜機作用于茶樹冠層的區域圖。防霜機的安裝高 度為6.5m，安裝傾角在15~50°之間可調。防霜機的實際作用面積為上述理論作用面積在茶 樹冠層表面的投影，由于風機的安裝高度，使得風機運行時在其前面的下方會出現一個防 霜盲區。當俯角為15°時，風機作用到地面的最遠有效距離為25.62m，距離立柱9.7m內為防 霜盲區；俯角為50°時，風機作用到地面的最遠有效距離為9.5m，距離立柱3.2m內為防霜盲 區；在安裝傾角調節區間[15°，50°]內，隨著安裝傾角的減小，風機作用在茶冠層的區域會 增大，盲區的位置與風機立柱的距離也會越來越遠。
[0035]圖4為本發明不同擺動角度下防霜機作用于茶樹冠層的區域圖。設擺動角度η分別 為60°、90°、120°時防霜機的有效作用面積為56〇、59〇、512()，選擇當安裝傾角為15°進行計算， 擺角為60°時，防霜的有效作用面積：
[0036]
[0037]同理可得，風機擺動角度為90°時，防霜機實際作用面積S9Q為702m2;風機擺動角度 為120°時，防霜機實際作用面積S12Q為849m2。
【主權項】
1. 一種確定農用防霜機的防霜作用面積的方法，其特征在于:通過等風速測量，繪制防 霜機風速分布形狀，并通過曲線擬合，W實現確定所述農用防霜機擺動時和不擺動時防霜 作用面積。2. 根據權利要求1所述一種確定農用防霜機防霜面積的方法，其特征在于具體包括W 下步驟： 步驟一，根據所選擇的防霜機，確定農用防霜機在離地面高度1米高度處的有效作用最 長距離L和有效作用最短距離1; 步驟二，確定農用防霜機等風速測量點N個，確定每個等風速測量點距離農用防霜機的 坐標(Xi，Yi);i為從1到N; 步驟Ξ，根據(Xi，Yi)繪制防霜機風速分布圖； 步驟四，對(Xi，Yi)，采用曲線擬合，得到X和Y的擬合曲線方程f(x); 步驟五，通過方程十算擬合曲線與X軸所圍面積So; 步驟六，計算得農用防霜機不擺動時防霜作用面積Si = 2S〇; 步驟屯，確定農用防霜機擺動角度a,計算農用防霜機防霜作用面積S。3. 根據權利要求2所述一種確定農用防霜機防霜面積的方法，其特征在于:所述風速分 布范圍的輪廓形狀為鴨梨狀。4. 根據權利要求2所述一種確定農用防霜機防霜面積的方法，其特征在于:所述農用防 霜機防霜作用面積S的計算方法如下：5. 根據權利要求2所述一種確定農用防霜機防霜面積的方法，其特征在于:所述步驟二 中的確定原則為：當離地面高度1米處的農機防霜機風速高于Im/s時，將風速分為W下幾 檔:風速為1-2111/3、2-3111/3、3-5111/3、5-1〇111/3共四檔；分別測量四檔風速條件下農用防霜機 作用面積中的最遠徑向距離，并分別繪制徑向距離等速線；確定作用面積最大即徑向距離 最遠的風速檔為l-2m/s。
【文檔編號】A01G13/06GK106069412SQ201610375932
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】鹿永宗, 胡永光, 趙夢龍, 王升
【申請人】江蘇大學