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雾化喷头试验台综合性能测试系统设计研究

2020-12-13阅读(652)

雾化喷头试验台综合性能测试系统设计研究

论文摘要

雾化喷头综合性能测试试验系统就是围绕影响喷雾质量的各因素设计开发的。本试验系统的研制参照国内及国外相关标准规定,综合国内外喷雾试验系统结构特征的优缺点,设计了一套雾化喷头综合性能测试试验系统。所设计的试验系统主要对植保机械雾化喷头的主要综合性能进行测试,达到测试准确、测试效率高的目的。本文根据雾化喷头综合性能测试试验系统的功能要求分析,所设计的测试试验系统主要由台架、供液系统、监控系统组成。其中,台架主要包括收集装置、喷头位置调节装置、排水装置、PIV及激光粒度仪支架结构、水泵支架等部分组成。雾化喷头供液系统由调节阀、传感器、过滤器等组成,主要完成流体的运输及压力或流量的调节功能。根据对控制要求的分析,采用西门子PLC+MCGS组态技术来实现恒压、恒流监控功能。PLC用来采集传感器的输出信号,并且通过PLC闭环PI控制的方式实现对QSVY型电动调节阀的连续控制。上位机组态软件通过监控画面把设备的运行状态变化用动画、曲线形式表现出来,使操作者能够了解全部设备的工作情况。经调试后,系统反馈曲线很快进入稳定状态,说明本设计系统可靠。在本系统当中除了可以测量一些常规的喷雾参数外,还可进行滴粒径、雾滴运动流场的测量,并生成直观的速度云图及粒径标准分布图,在图中可以清晰地将不同位置的速度及粒径体现出来。最后,在自行设计的试验台上,对试验台的测量准确性进行了试验验证研究,参照美国喷雾系统公司标准喷头,对试验台的压力测量精确性、流量测量精确性及分布测量精确性进行验证。试验结果分析发现：所设计的试验台测量最大误差均小于5%,说明该试验台满足雾化喷头的性能检测精度需求。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题研究的背景和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 雾化喷头性能测试试验台及控制系统研究现状
  • 1.2.2 雾化系统性能测试研究现状
  • 1.3 本论文课题来源及主要研究内容
  • 1.3.1 课题来源
  • 1.3.2 主要研究内容
  • 1.4 本章小结
  • 2 雾化喷头综合性能测试试验系统设计
  • 2.1 雾化喷头综合性能测试试验系统设计方案分析
  • 2.2 雾化喷头综合性能测试试验台设计
  • 2.2.1 喷雾测试试验台主体设计
  • 2.2.2 试管翻板机构设计及试管容积的确定
  • 2.2.3 高度调节机构设计
  • 2.3 支撑台架的设计
  • 2.3.1 PIV支撑台架设计
  • 2.3.2 水泵支撑架的设计
  • 2.3.3 管道支架的设计
  • 2.4 排水方案设计
  • 2.5 本章小结
  • 3 雾化喷头供液系统设计
  • 3.1 雾化喷头供液系统设计方案分析
  • 3.2 管径的计算
  • 3.3 阀门及管道附件选择
  • 3.3.1 手动调节阀的选择
  • 3.3.2 电动阀门的选择计算
  • 3.3.3 过滤器的选择
  • 3.3.4 通断阀门选择
  • 3.4 测量仪表的选择
  • 3.4.1 流量计的选择
  • 3.4.2 压力计的选择
  • 3.5 水泵及电机选择
  • 3.6 本章小结
  • 4 雾化喷头性能测试控制系统设计
  • 4.1 系统设计要求与总体设计方案
  • 4.1.1 系统设计要求
  • 4.1.2 总体设计方案
  • 4.2 下位机控制系统设计
  • 4.2.1 可编程序控制器（PLC）概述
  • 4.2.2 下位机控制系统硬件设计
  • 4.2.3 PLC软件设计
  • 4.3 上位机监控系统设计
  • 4.3.1 上位机监控软件设计
  • 4.3.2 MCGS组态软件介绍
  • 4.4 上位机与下位机通讯
  • 4.4.1 S7-200PLC通讯类型
  • 4.4.2 通讯参数设置
  • 4.5 控制系统联机测试分析
  • 4.5.1 参数设定
  • 4.5.2 S7-200PLC的PID参数整定过程
  • 4.6 总控制柜设计
  • 4.7 本章小结
  • 5 雾化喷头综合性能测试试验系统评价分析研究
  • 5.1 喷头参考流量标定试验
  • 5.1.1 DG-TEEJET-11002型喷头标定试验
  • 5.1.2 XR-TEEJET-11003型喷头标定试验
  • 5.1.3 TEEJET-TP11002型喷头标定试验
  • 5.1.4 XR-TEEJET-11002型喷头标定试验
  • 5.2 压力传感器测量误差分析
  • 5.3 流量传感器误差分析试验
  • 5.3.1 XR-TEEJET-11003型喷头试验
  • 5.3.2 TEEJET-TP11002型喷头试验
  • 5.3.3 XR-TEEJET-11002型喷头试验
  • 5.3.4 压力对流量的影响
  • 5.4 单喷头分布试验台测量误差分析
  • 5.4.1 XR-TEEJET-11003型喷头试验
  • 5.4.2 XR-TEEJET-11002型喷头试验
  • 5.4.3 TEEJET-TP11002型喷头试验
  • 5.5 分布性能检测试验
  • 5.5.1 雾滴分布均匀性
  • 5.5.2 不同压力下喷雾分布试验研究
  • 5.5.3 压力对雾量分布变异系数的影响
  • 5.6 喷头喷量一致性检测
  • 5.7 喷雾角测定试验
  • 5.8 雾滴粒径及流场测定试验
  • 5.8.1 雾滴粒径测定
  • 5.8.2 雾滴流场测定试验
  • 5.9 试验系统测试范围及精度
  • 5.9.1 分布试验测试范围
  • 5.9.2 压力和流量测量范围
  • 5.9.3 喷头流场测量范围
  • 5.9.4 雾滴粒径测量范围
  • 5.10 本章小结
  • 6 论文主要研究结论及进一步研究意义
  • 6.1 论文主要研究结论
  • 6.2 创新性研究结论
  • 6.3 进一步研究的建议
  • 参考文献
  • 指导小组教师
  • 研究生期间所获成果
  • 附录1 第二章数据表
  • 附录2 第三章数据表
  • 附录3 第四章数据表
  • 附录4 第五章数据表
  • 附录5 控制柜外形图
  • 详细摘要
  • Abstract

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