一種電子式pwm間歇噴霧式變量噴施控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器。控制器由電源、控制面板、PWM信號發生器、反相器、電磁閥驅動電路、電磁閥、比例溢流閥和比例溢流閥控制電路組成。電磁閥串置在各噴頭前端管路中。比例溢流閥一端連噴桿主管路，另一端連藥液罐。PWM信號發生器可輸出多路頻率相同、占空比獨立可調的PWM信號，頻率和占空比可通過控制面板上的旋鈕進行調節。比例溢流閥控制電路根據設定噴霧壓力、機組作業速度和當前打開的電磁閥總數對比例溢流閥開度進行調節，維持系統噴霧壓力穩定。本控制器使用方便，駕駛員通過控制面板旋鈕即可在線調節噴霧壓力和各噴頭的施藥量，可用于噴桿式噴霧機的施藥量控制。
【專利說明】—種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于農業植保機械領域，具體涉及一種變量噴施控制器。
【背景技術】
[0002]變量噴施是指施藥設備根據農田內各個小區域中的作物病蟲草害的具體情況，向受災區域噴施所需用量的農藥，根據每塊區域的具體情況進行按需施藥。變量噴施控制主要有變壓式、農藥原液變量注入式和PWM(脈寬調制)式三種實現方式。其中，變壓式通過調節噴霧壓力來實現噴霧流量的改變；農藥原液變量注入式通過向固定流量的載體液(一般是水)中注入不同量的農藥原液來實現實際農藥施用量的調節；而PWM式則通過控制電磁閥的通斷頻率和占空比來調節噴頭的實際噴霧量。
[0003]專利號為201120417294.X公開了一種變量噴霧控制器，主控制器模塊采用AT89C52單片機。主控制模塊根據計算單位面積的實際施藥量與設定的單位面積施藥量相比較的結果自動調節位于管道上的電動調節執行模塊，從而引起回水管流量的變化，改變實際施藥量。專利號為201120227494.9公開了一種液態肥變量施用控制器，采用單片機控制電動閥內部電機，將所需肥料和單位面積施用量事先編程存于計算機中，獲取田間當前位置信息和當前機具行進速度，控制撒播施肥量。這兩種噴霧控制器雖然能完成變量噴施的功能，但控制器在流量控制精度和流量調節性能方面還存在不足。不能達到噴霧精度預期的效果。
[0004]專利號為201010225458.9公開了一種農用多功能變量控制器，該控制器的中央處理器采用ARM7系列的S3C44B0X微處理器，該控制器為變壓式變量控制器，主要為了克服在不同農作物耕作環節中頻繁更換變量控制器的不足。雖為多功能變量控制器，但每種功能所實現的噴霧效果并沒有加大霧滴沉積率和改善霧滴沉積均勻性。
[0005]魏新華等發表在《農業機械學報》上的《PWM間歇噴霧式變量噴施控制器設計與測試》中，以DSP56F805數字信號控制器為核心，設計了一種PWM間歇噴霧式變量噴施控制器。該控制器中的PWM信號只能同相輸出，沉積分布均勻性比較差，容易出現漏噴的現象。該控制器使用智能化芯片，成本較高，操作復雜，需操作人員具有一定的計算機知識。
實用新型內容
[0006]為了克服上述技術的不足，本發明提供一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，實現低成本，結構簡單，易操作的隔膜泵供液電子式PWM變量噴施系統噴藥量和噴霧效果的精確控制。
[0007]為了解決以上技術問題，本實用新型所采用的具體技術方案如下:
[0008]一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，其特征在于:包括管路子系統、電源、控制面板、PWM信號發生裝置、壓力穩定控制子系統；管路子系統由藥液罐(26)、過濾器
(21)、液泵(22)、比例溢流閥(23)、高速開關電磁閥A (24)、高速開關電磁閥B (25)、噴頭A (27)、噴頭B (28)組成，過濾器(21)、液泵(22)、比例溢流閥(23)位于噴桿主管路上，過濾器(21)和比例溢流閥(23)通過液泵(22)相連，高速開關電磁閥A (24)、高速開關電磁閥B(25)串置在噴頭A (27)、噴頭B (28)前端管路中，壓力表(29)連在噴桿主管路上來測量管道壓力；PWM信號發生裝置由頻率信號發生電路(2)和占空比調節電路A (3)、占空比調節電路B (4)、占空比調節電路C (5)、占空比調節電路D (6)構成，通過數字電路來設置PWM信號，各路PWM信號頻率相同，但占空比獨立可調；控制面板上安裝有多個旋鈕，其中一個旋鈕調節PWM信號頻率的大小，一個旋鈕調節電壓輸出裝置電壓信號的大小，其余旋鈕調節PWM信號占空比的大小。
[0009]所述頻率信號發生電路由三角波發生電路、單相整流電路組成；三角波發生電路中，MAX038芯片的引腳I分別通過電位器R2、電容Cl與引腳10、引腳7相連，引腳7通過電容C2與-5V電源相連，引腳8通過電阻Rl接地，引腳7、引腳6、引腳2、引腳9、引腳11、引腳18、引腳4、引腳15、引腳13、引腳12都接地；引腳3、引腳17接+5V電源，引腳14、弓丨腳16懸空；引腳20接-5V電源，三角波由引腳19輸出；單相整流電路中，晶閘管QI陽極與Q2的陰極連接并通過電阻R3與MAX038芯片的引腳19相連，晶閘管Q3的陽極與晶閘管Q4的陰極連接并接地，晶閘管Ql、晶閘管Q3共陰極連接，晶閘管Q2、晶閘管Q4共陽極連接，晶閘管Q1、晶閘管Q3的陰極通過電阻R4與晶閘管Q2、晶閘管Q4陽極連接，通過晶閘管Q1、晶閘管Q3陰極輸出信號；通過控制面板上的旋鈕改變可調電阻R2調節PWM頻率的大小。
[0010]所述占空比調節電路由放大電路、555定時器構成的方波發生器組成；放大電路中，運算放大器ARl負極連接晶閘管Q1、晶閘管Q3陰極，運算放大器ARl正極通過電阻R5接地，并通過電阻R6與輸出信號相連，運算放大器ARl由+5V和-5V雙極性電源供電；555定時器引腳I接地，引腳2、引腳6相連并通過電位器R8與運算放大器的輸出相連，引腳3接輸出信號，引腳4、引腳8與+5V電源相連，引腳5通過電容C5接地，引腳7通過電阻R7與+5V電源相連，+5V電源通過旁路電容C4接地；通過控制面板上的旋鈕改變可調電阻R8大小來調節占空比大小。
[0011 ] 所述PWM信號一半直通，一半通過反相器反相，相鄰PWM信號分別以正、反相輸出控制電磁閥。
[0012]壓力穩定控制子系統由電壓信號輸出裝置(19)、車速檢測裝置、F/V變換器(18)、多個放大器、兩個累加器組成；車速檢測裝置由霍爾傳感器(17)構成；所有占空比發生器的輸出信號經放大器疊加后連接至累加器A (14);霍爾傳感器(17)檢測到的信號經F/V變換器(18)變換后通過放大器E (13)縮小信號；由電壓信號輸出裝置(19)輸出信號、累加器A (14)輸出信號和放大器E (13)輸出信號三者一起通過累加器B (15)縮小后作用到比例溢流閥(23 )上，對比例溢流閥(23 )進行微調。
[0013]與現有技術相比，本實用新型在保證變量噴施的基礎上還具有以下有益效果:采用數字電路設計，結構簡單，價格低廉，對操作人員要求低；各路PWM信號具有獨自的占空比，可實現多個噴頭噴霧流量的獨立調節；該裝置加了反相器，相鄰PWM以正、反相輸出，相鄰噴頭噴藥反相互補，抵消液壓沖擊，總實時流量變化幅度小，有利于壓力穩定，沉積分布均勻性比較好；通過壓力穩定環節使壓力快速穩定，霧滴分布更均勻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制系統結構框圖。[0015]圖2為頻率信號發生電路圖。
[0016]圖3為占空比調節電路圖。
[0017]圖中:1.電源，2.頻率信號發生電路，3.占空比調節電路A，4.占空比調節電路B，
5.占空比調節電路C，6.占空比調節電路D，7.反相器A，8.反相器B，9.放大器A，10.放大器B, 11.放大器C, 12.放大器D, 13.放大器E, 14.累加器A, 15.累加器B, 16.控制面板，17.霍爾傳感器，18.F/V變換器，19.電壓信號輸出裝置，20.電磁閥驅動電路，21.過濾器，22.液泵，23.比例溢流閥，24.高速開關電磁閥A，25.高速開關電磁閥B，26.藥液灌，27.噴頭Α，28.噴頭B，29.壓力表。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及實施方式進一步說明本實用新型。
[0019]如圖1所示，這種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器由一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，主要由管路子系統、電源1、控制面板16、PWM信號發生裝置、壓力穩定控制子系統構成。
[0020]管路子系統由藥液罐26、過濾器21、液泵22、比例溢流閥23、高速開關電磁閥Α24、高速開關電磁閥Β25、噴頭Α27、噴頭Β28組成，過濾器21、液泵22、比例溢流閥23位于噴桿主管路上，過濾器21和比例溢流閥23通過液泵22相連，高速開關電磁閥Α24、高速開關電磁閥Β25串置在噴頭Α27、噴頭Β28前端管路中，壓力表29連在噴桿主管路上測量管道壓力；藥液罐26中的藥液通過過濾器21過濾后送到液泵22，再通過液泵22輸送通過高速開關電磁閥Α24、高速開關電磁閥Β25等調節后經噴頭噴出，比例溢流閥23中多余的藥液返回藥液罐26。
[0021]如圖2所示，頻率信號發生電路由三角波發生電路、單相整流電路組成；三角波發生電路中，ΜΑΧ038芯片的引腳I分別通過電位器R2、電容Cl與引腳10、引腳7相連，引腳7通過電容C2與電源-5V相連，引腳8通過電阻Rl接地，引腳7、引腳6、引腳2、引腳9、引腳11、引腳18、引腳4、引腳15、引腳13、引腳12都接地；引腳3、引腳17接電源+5V，引腳14、引腳16懸空”；引腳20接電源-5V，三角波由引腳19輸出；單相整流電路中，晶閘管Ql陽極與Q2的陰極連接并通過電阻R3與ΜΑΧ038芯片的19引腳相連，Q3的陽極與Q4的陰極連接并接地，Q1、Q3共陰極連接，Q2、Q4共陽極連接，Q1、Q3的陰極通過電阻R4與Q2、Q4陽極連接，通過晶閘管Q1、晶閘管Q3陰極輸出信號；通過控制面板上的旋鈕改變可調電阻R2調節PWM頻率的大小。
[0022]如圖3所示，占空比調節電路由放大電路、555定時器構成的方波發生器組成?’放大電路中，運算放大器ARl負極連接Q1、Q3陰極，運算放大器ARl正極通過R5接地，并通過電阻R6與輸出信號相連，運算放大器ARl由+5V、-5V雙極性電源供電；555定時器引腳I接地，引腳2、引腳6相連并通過電位器R8與運算放大器的輸出相連，引腳3接輸出信號，弓丨腳4、引腳8與+5V相連，引腳5通過電容C5接地，引腳7通過電阻R7與+5V相連，+5V通過旁路電容C4接地；通過控制面板上的旋鈕改變可調電阻R8大小來調節占空比大小。
[0023]如圖1所示，壓力穩定控制子系統由電壓信號輸出裝置19、車速檢測裝置、F/V變換器18、多個放大器、兩個累加器組成；車速檢測裝置由霍爾傳感器17構成；所有占空比發生器的輸出信號經放大器縮小后連接至累加器A14 ;由霍爾傳感器17檢測到的信號經F/V變換器18變換后通過放大器E13縮小信號；由電壓信號輸出裝置輸出的信號、累加器A14輸出的信號和放大器E13輸出的信號三者一起通過累加器B15疊加后作用到比例溢流閥24上，對比例溢流閥24進行微調。
[0024]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍之內。
【權利要求】
1.一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，其特征在于:包括管路子系統、電源、控制面板、PWM信號發生裝置、壓力穩定控制子系統；管路子系統由藥液罐(26)、過濾器(21)、液泵(22)、比例溢流閥(23)、高速開關電磁閥A (24)、高速開關電磁閥B (25)、噴頭A (27)、噴頭B (28)組成，過濾器(21)、液泵(22)、比例溢流閥(23)位于噴桿主管路上，過濾器(21)和比例溢流閥(23)通過液泵(22)相連，高速開關電磁閥A (24)、高速開關電磁閥B(25)串置在噴頭A (27)、噴頭B (28)前端管路中，壓力表(29)連在噴桿主管路上來測量管道壓力；PWM信號發生裝置由頻率信號發生電路(2)和占空比調節電路A (3)、占空比調節電路B (4)、占空比調節電路C (5)、占空比調節電路D (6)構成，通過數字電路來設置PWM信號，各路PWM信號頻率相同，但占空比獨立可調；控制面板上安裝有多個旋鈕，其中一個旋鈕調節PWM信號頻率的大小，一個旋鈕調節電壓輸出裝置電壓信號的大小，其余旋鈕調節PWM信號占空比的大小。
2.如權利要求1所述的一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，其特征在于:所述頻率信號發生電路由三角波發生電路、單相整流電路組成；三角波發生電路中，MAX038芯片的引腳I分別通過電位器R2、電容Cl與引腳10、引腳7相連，引腳7通過電容C2與-5V電源相連，引腳8通過電阻Rl接地，引腳7、引腳6、引腳2、引腳9、引腳11、引腳18、引腳4、引腳15、引腳13、引腳12都接地；引腳3、引腳17接+5V電源，引腳14、引腳16懸空；引腳20接-5V電源，三角波由引腳19輸出；單相整流電路中，晶閘管Ql陽極與Q2的陰極連接并通過電阻R3與MAX038芯片的引腳19相連，晶閘管Q3的陽極與晶閘管Q4的陰極連接并接地，晶閘管Q1、晶閘管Q3共陰極連接，晶閘管Q2、晶閘管Q4共陽極連接，晶閘管Q1、晶閘管Q3的陰極通過電阻R4與晶閘管Q2、晶閘管Q4陽極連接，通過晶閘管Q1、晶閘管Q3陰極輸出信號；通過控制面板上的旋鈕改變可調電阻R2調節PWM頻率的大小。
3.如權利要求1所述的一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，其特征在于:所述占空比調節電路由放大電路、555定時器構成的方波發生器組成；放大電路中，運算放大器ARl的負極連接晶閘管Q1、晶閘管Q3的陰極，運算放大器ARl的正極通過電阻R5接地，并通過電阻R6與輸出信號相連，運算放大器ARl由+5V和-5V雙極性電源供電；555定時器引腳I接地，引腳2、引腳6相連并通過電位器R8與運算放大器的輸出相連，引腳3接輸出信號，引腳4、引腳8與+5V電源相連，引腳5通過電容C5接地，引腳7通過電阻R7與+5V電源相連，+5V電源通過旁路電容C4接地；通過控制面板上的旋鈕改變可調電阻R8大小來調節占空比大小。
4.如權利要求1所述的一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，其特征在于:所述PWM信號一半直通,一半通過反相器反相,相鄰PWM信號分別以正、反相輸出控制電磁閥。
5.如權利要求1所述的一種電子式PWM間歇噴霧式變量噴施控制器，其特征在于:壓力穩定控制子系統由電壓信號輸出裝置(19)、車速檢測裝置、F/V變換器(18)、多個放大器、兩個累加器組成；車速檢測裝置由霍爾傳感器(17)構成；所有占空比發生器的輸出信號經放大器疊加后連接至累加器A (14);霍爾傳感器(17)檢測到的信號經F/V變換器(18)變換后通過放大器E (13)縮小信號；由電壓信號輸出裝置(19)輸出信號、累加器A (14)輸出信號和放大器E (13)輸出信號三者一起通過累加器B (15)縮小后作用到比例溢流閥(23 )上，對比例溢流閥(23 )進行微調。
【文檔編號】G05B19/418GK203422645SQ201320170475
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年4月8日 優先權日:2013年4月8日
【發明者】孫宏偉, 魏新華 申請人:江蘇大學