一种自动测量农用喷头雾滴流量的装置及方法与流程

本发明属于计量领域，具体涉及一种自动测量农用喷头雾滴流量的装置及方法。

背景技术：

农用喷头在施药喷洒作业前需要进行准确的雾滴流量试验，以检测其喷雾作业性能。目前农用喷头雾滴流量试验的测试方法常采用量筒和秒表完成，这种测量方法的误差较大，自动化程度低，试验人员的劳动强度很大，同时农用喷头可能会有农药残留，危害测试人员的人身安全。

技术实现要素：

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种自动测量农用喷头雾滴流量的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动测量农用喷头雾滴流量的装置，其特征在于，包括：移动平台和安装在移动平台上的雾滴收集漏斗、液体管路、液位测量筒体、流量计算系统；所述雾滴收集漏斗的出口连接液体管路的进口，所述液位测量筒体底部开设有液体入口，液体管路的出口连接至液位测量筒体的入口，液体管路的中部设有液体分流阀，液体管路的进口和出口位置均高于分流阀的位置；液位测量筒体内侧壁上设置有三级液位传感器，所述三级液位传感器包括由下至上依次安装在计时开始位、半程计时位和全程计时位的第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器，三级液位传感器的信号输出端连接至流量计算系统。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

所述雾滴收集漏斗中安装有圆形的双层镂空板。

所述流量计算系统包括光耦和单片机，第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器通过光耦与单片机的外部中断管脚相连。

液位到达第一液位传感器时，外部中断管脚触发第一外部中断，单片机的定时器开启；液位到达第二液位传感器时，外部中断管脚触发第二外部中断，单片机记录当前定时器的时间，同时清零定时器并继续等待外部中断；液位到达第三液位传感器时，外部中断管脚触发第三外部中断，单片机记录定时器的时间。

所述单片机还连接有DCDC模块、键盘和液晶显示器。

本发明还提出了一种采用上述自动测量农用喷头雾滴流量的装置的流量测量方法，包括如下步骤：

将雾滴收集漏斗置于待测喷头下方，打开分流阀，待喷头稳定工作后关闭分流阀，使液体均匀地流入液位测量筒体；

液位到达第一液位传感器时，外部中断管脚触发第一外部中断，单片机的定时器开启；液位到达第二液位传感器时，外部中断管脚触发第二外部中断，单片机记录当前定时器的时间，同时清零定时器并继续等待外部中断；液位到达第三液位传感器时，外部中断管脚触发第三外部中断，单片机记录定时器的时间；

流量计算系统根据记录的时间计算雾滴的流量。

流量其中t₁是液位从第一液位传感器上升到第二液位传感器的时间，t₂是液位从第二液位传感器上升到第三液位传感器的时间，d是液位测量筒体的直径，L₁是第一液位传感器到第二液位传感器的距离，L₂是第二液位传感器到第三液位传感器的距离。

本发明的有益效果是：具有自动计时及测算流量功能，具有流量数据处理及显示功能，测量操作方便，测量精度高，误差小，测量数据自动记录并处理，测量结果自动读取并显示，自动化程度高，节省人力成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明双层镂空板的结构示意图。

图3是本发明流量计算系统的结构示意图。

图4是本发明流量测量方法的流程图。

附图标记如下：移动平台1、雾滴收集漏斗2、双层镂空板21、液体管路3、液位测量筒体4、流量计算系统5、光耦51、单片机52、分流阀6、三级液位传感器7、第一液位传感器71、第二液位传感器72、第三液位传感器73、DCDC模块8、键盘9、液晶显示器10。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，自动测量农用喷头雾滴流量的装置包括移动平台1和安装在移动平台1上的雾滴收集漏斗2、液体管路3、液位测量筒体4、流量计算系统5。雾滴收集漏斗2内设有如图2所示的圆形的双层镂空板21，防止液流冲击过大，造成液位测量筒体4中的液位波动较大。雾滴收集漏斗2的出口连接液体管路3的进口，液位测量筒体4底部开设有液体入口，液体管路3的出口连接至液位测量筒体4的入口，液体管路3在雾滴收集漏斗2和液位测量筒体4之间的部分长度大约为液体管路3直径的4-6倍，并且液体管路3的中部设有液体分流阀6，其中，液体管路3的进口和出口位置均高于分流阀6的位置，使液体在流入液位测量筒体4时稳定。液位测量筒体4内侧壁上设置有三级液位传感器7，三级液位传感器7在高度方向上右下至上依次是安装在计时开始位、半程计时位和全程计时位的第一液位传感器71、第二液位传感器72和第三液位传感器73，在使用时可以根据农用喷头流量范围选择使用，三级液位传感器7的信号输出端连接至流量计算系统5。

进一步参照图3，流量计算系统5包括光耦51和单片机52，可采用MSP430单片机作为主控芯片，第一液位传感器71、第二液位传感器72和第三液位传感器73均通过光耦51与单片机52的外部中断管脚相连，此外，单片机52还连接有DCDC模块8，并且配置了由键盘9和液晶显示器10组成的人机交互界面。

图4是雾滴流量测量方法的流程图，开始工作时，将雾滴收集漏斗2置于待测喷头下方，打开分流阀6，待喷头稳定工作后关闭分流阀6，使液体均匀地流入液位测量筒体4；

液位到达第一液位传感器71时，外部中断管脚触发第一外部中断，单片机52的定时器开启；液位到达第二液位传感器72时，外部中断管脚触发第二外部中断，单片机52记录当前定时器的时间t₁，同时清零定时器并继续等待外部中断；液位到达第三液位传感器73时，外部中断管脚触发第三外部中断，单片机52记录定时器的时间t₂；

流量计算系统根据记录的时间数据计算雾滴的流量，流量平均值其中t₁是液位从第一液位传感器71上升到第二液位传感器72的时间，t₂是液位从第二液位传感器72上升到第三液位传感器73的时间，d是液位测量筒体4的直径，L₁是第一液位传感器71到第二液位传感器72的距离，L₂是第二液位传感器72到第三液位传感器73的距离，计算出的流量平均值可通过液晶显示器10显示。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。