基于农药特性的在线混药与变量喷雾的研究

农作物精确喷施农药对于节约资源、保护环境、提高农产品质量和农民增收意义重大。目前喷施方法主要常量喷雾，对整个地块进行均匀喷施，此法浪费农药也污染环境；精确变量喷施机具有一定的研究，喷施方式主要采用预混药式，通过改变药液流量大小实现变量喷雾，另也有一些简单的在线混药喷施机具，不能有根据作物实际需要通过改变药液浓度的方式实现真正意义上的变量喷雾,影响雾滴质量和喷雾效果。本项目提出一种依据作物病虫害程度不同，对药液浓度需求不同，进行实时调节药液浓度的变量喷雾方式，这样有助于作物生长、节约资源、减少环境污染。研究的主要内容为：（1）研制微小流量计，研究农药检测特性；（2）研制多药箱自动混药机构及研究农药混药特性；（3）研制农药流量控制机构及研究药液控制特性；（4）构建车载式自动喷雾控制平台，实现自动变量喷雾；（5）研究变量喷雾控制算法，为变量喷雾机研发配套软件。

为节约资源、保护环境、提高农产品质量和增加农民收入，本项目研究了一种新型在线混药式变量喷雾技术。根据作物的药物特性，不同作物或病虫害程度不同的作物，对药液品种和药液浓度的需求不同，本项目根据这一特点研究实时在线混药式变量喷雾技术，变量喷雾装置采用多个药箱和一个水箱。根据作物特性和病虫害种类及程度可以实时选择药液种类和控制施药浓度，实现了药液的按需喷施。.经过本研究小组三年多的研究，本项目完成了以下工作：.1）研制了差压式微流量计，并进行了结构优化研究和温度特性补偿实验，为药流量检测设计了差压式流量计，规格为0.05-1.0ml/s；为水流量检测采用瑞士生产的转轮式流量传感器FHKU G1/2″ 10.00 mm，设计了量程范围为3.0～26.7 L/min（50～445 mL/s）转轮式流量计。.2）设计了多药箱实时混药装置和农药流量控制装置，完成了实时混药浓度控制试验，药液浓度控制误差为±5%。.3）为实现均匀混药，设计了自动混合器，完成了四喷头和单喷头混药均匀性试验。.4）依托3WY-A3手推式喷雾机构建了果树自动喷雾控制平台，进行了变量喷雾混药控制试验。.5）为3WY-A3手推式喷雾机研制了变量喷雾硬件控制电路，以单片机为核心设计了变量喷雾模糊控制算法和控制软件。.6）依托3WY-A3手推式喷雾机在实验室环境和室外园林中完成了喷雾试验，混药浓度控制稳定，在误差范围内可以达到预期的浓度要求。.基本上按原计划完成了预订的任务，公开发表相关论文10篇，其中被EI收录9篇，ISTP 1篇，本项目资助的其它论文7篇；申请专利11项，其中发明专利1项，专利授权10项。