摘要：水肥一体化技术是提高化肥有效利用率的重要手段之一,而基于脉宽调制的电磁阀控制模式是调节吸肥量的主要技术手段,但关于电磁阀连续开关模式下的文丘里施肥特性缺乏详细的阐述。该文在5通道的管道式在线混合的水肥一体化试验平台上,采用霍尔流量传感器测试了单一通道在0.3、0.5、1、2 s的开阀时间内瞬时吸肥量变化、不同开关阀时间下单次开关的平均吸肥量变化、不同关阀时间下10次连续开关下的平均吸肥量变化,采用脉冲修正法计算吸肥流量。试验结果表明,在电磁阀连续开关模式下,基于脉冲修正法的测量精度比基于有效脉冲数法更高,在开阀持续时间为0.3~2 s时间内,其相对误差均低于4%。在最大蓄能和放能时间内,文丘里施肥器的吸肥量随开阀时间变长而减小,随关阀时间的变长而增大。单次开关下的施肥器吸肥特性试验结果显示,施肥器的最大蓄能时间(抽真空)为10 s,而最大放能时间(吸肥量稳定的时间)为1 s。该研究可为智能变量水肥一体机设计及应用提供技术支撑。

摘要：针对目前灌溉施肥设备由各部件分散组装而成,工程设计人员选型、操作者使用均不方便,自动化程度不高、控制精度低等问题,设计了一套针对小型地块集灌溉、施肥、过滤、全自动控制在一个装置内的一体化灌溉施肥机。对设备在不同设定压力、流量、水肥配比参数下的响应时间、精度进行了试验,结果表明:在测试条件下,流量为20 m3/h时,设定压力为0.1、0.2和0.3 MPa,系统达到稳态的响应时间分别为13、15和18 s;工作压力为0.2 MPa时,设定流量为10、20、30 m^3/h,系统达到稳态的响应时间分别为12、15、18 s;工作压力0.2 MPa、流量为20 m^3/h时,设定水肥比例为500∶1、100∶1,系统达到稳态的响应时间分别为20和32 s。该设备实现了全自动化控制,响应速度较快,精度高。大大简化了水肥一体化系统首部设备的设计和安装,实现了水、肥精量调节,投资低,应用前景良好。

摘要：针对目前规模化高效节水灌溉系统存在运行维护成本高、管理效率低等问题,设计了一种高效节水灌溉自动监控及信息化系统。该系统由监控中心控制和展示系统、视频监控系统、管理信息系统、田间智能灌溉控制系统、无线数据传输系统和高效节水灌溉管理网站等部分组成,应用了数据采集、数据传输、控制决策、视频监控及数据流量控制、监控中心展示和泵站安防等技术,在管理软件的集成下,建成了一个集信息智能采集、传输、管理、应用与指挥决策于一体的信息化系统。实际应用表明,该系统提升了管理及运行维护水平,达到了节本增效和管理模式的创新,具有较好的实用价值和应用前景。

摘要：针对直筒型气助式喷头风力性能较弱的问题,结合单点风速测试和数值模拟,研究了一种"尾部先收缩后扩张"气助式喷头的尾部参数对风力性能的影响规律。首先,采用雷诺平均N-S(Navier-Stokes)方程及RNG(Renormalization group)k-ε湍流模型,建立了该型喷头的流场计算模型,基于风速测试验证了该模型的有效性与可靠性;其次,通过数值计算对比了两种喷头的风力性能,结果表明,在进口参数总压105 600 Pa、静压105 200 Pa时,本文所提喷头出口平均风速是直筒型喷头对应值的1.36倍。为了研究尾部参数(收敛段内缩长度、扩张段高度)对本文所提喷头风力性能的影响,以数值计算、Opt LHD(Optimal latin hypercube design)试验设计、径向基函数神经网络(Radial basis function neural network,RBFNN)为理论基础,构建了风力性能参数的代理模型,出口端流量、平均风速的代理模型R2分别为0.983 54、0.987 28,表明该模型可用于喷头风力性能预测,指导参数科学配置。基于代理模型,对喷头风力性能参数的影响因子进行了分析及单目标优化,随着扩张段高度、收敛段内缩长度的增大,出口端平均风速均呈现下降趋势,而流量均呈现先上升后下降的变化趋势;当扩张段高度、收敛段内缩长度取值为1.08、5.39 mm时,出风量达到最大值0.017 9 kg/s;而两值分别取0、0 mm时,末端平均风速达到最大值67.9 m/s。针对末端流量、平均风速相互矛盾的问题,进行了多目标优化,得到了喷射性能参数最优Pareto解集,为气助式喷头与果园间的优化匹配设计提供了参考。

摘要：杆式滴头是微灌技术中滴水器系列的一个新品种,属于非压力补偿式紊流滴头,具有结构简单,水力性能好,堵塞后可方便地拆下清洗,成本低,使用寿命长等优点。对其结构设计,水力性能,制造水平以及试验应用均作了详细论述,为广大用户和微灌工程设计人员提供了该滴头的结构特征及性能数据,以便正确选用。

摘要：针对目前水肥一体化系统存在首部和田间设备随机组成、规格标准不统一、对各部件不能统一管理、运行维护智能化程度不高及管理效率低等问题,设计了一套水肥一体化管控系统。系统由水肥一体机、田间设备、云端服务平台、数据传输系统和管理网站及微信小程序等部分组成,应用了数据采集、数据传输、控制决策、智能控制等技术,在管理软件的集成下实现了集信息采集、传输、管理与决策控制于一体。实际应用表明:系统集成度高,实现了水肥一体化精量灌溉和施肥,提升了管控水平,达到了节本增效和管理模式的创新,可为水肥一体化系统设计和应用提供参考,应用前景较好。

摘要：土壤消毒领域经过多年发展,已经形成较为成熟的应用市场。针对化学、生物等传统消毒方式已经不能满足目前土壤消毒多元需求的问题,该文聚焦现代土壤消毒的应用需求,较为明确的分析了传统消毒方式的显著效果及典型缺陷,基于现有研究基础,探索性的提出将射频制热消毒技术应用到土壤消毒领域并研制对应装备的设想。首先,综合归纳了射频制热系统的组成、分类及制热性能影响因素,并分析了射频制热不均性的基本原因;其次,梳理总结了射频制热技术在工业、医疗、纺织轻工业、林业产品加工、农副产品加工等领域的应用现状,并针对农副产品的消毒杀菌、干燥解冻等加工的发展历程进行了重点概述;再次,基于搭建的射频制热试验平台进行的土壤制热试验表明:电极结构形式对土壤制热性能的影响明显,是制热不均匀的显著影响因素;此外,结合学者的研究及土壤制热试验,从射频制热系统自身制热机理、土壤自身受热特性、物料与射频的匹配等角度深入分析了射频这种物理制方式的应用缺点,根本原因及改进方法,提出了改善土壤射频制热均匀性的建议;最后,针对未来土壤消毒领域的应用提出了田间土壤、有机质土壤射频消毒装备分开设计的思路,并基于对射频制热在其他领域应用缺陷的认知,分别提出了更合适射频制热电极结构形式与受热物料的匹配方案。该文论述可为土壤射频消毒应用领域的装备研发提供一定借鉴。

摘要：针对目前没有干热处理专用装备,用普通烘箱对种子干热处理时温度准确性差、均匀性低、灭菌不彻底等问题,采用均匀加热、热风循环、智能控制技术,研发种子干热处理装备,主要由箱体、托盘车、加热系统和控制系统等组成。通过优化结构,使得气流和温度分布均匀,保证种子均匀受热。控制系统可按不同种子的干热温度—时间曲线自动处理,通过PID精准调节加热功率,实现温度波动小,均匀度高,湿度可控,可设置16段温度、存储10种处理工艺。测试结果表明,温度控制精度高,恒温时温度波动小,升温和降温时反应快、超调量小,在100℃时温度均匀度为1.34℃,温度波动度为0.15℃,可彻底灭菌并能保持种子活性,满足种子干热处理的需求。

摘要：植保无人机近年来在我国得到迅速发展,在病虫害防治中发挥越来越重要的作用,而其性能好坏决定喷洒质量和防治效果。本文针对新开发的CE-20型电动单旋翼植保无人机的性能特点,结合新颁布的标准和相关测试设备,设计测试内容和方法,分别对飞行精度、重喷漏喷率、雾滴覆盖率和农药有效利用率等参数进行测试。测试结果表明,CE-20型电动单旋翼植保无人机水平偏航距最大偏差为0.365 m、高度偏航距最大偏差为0.314 m、飞行速度最大偏差为0.254 m/s、重喷率为7.3%、漏喷率为3.1%、雾滴覆盖率上部和下部的平均值分别为1.17%和0.99%、农药有效利用率为42.3%,具有较好的性能,能满足水稻、小麦等作物大面积的病虫害防治。本文的数据和结果可为机具的性能完善提高提供依据,也可为田间作业提供参考和指导。

摘要：针对土壤病虫害物理绿色防控的需求,设计了一套射频处理系统,由射频发生器、匹配器、屏蔽装置、工作电极、冷却系统、温度传感器和控制系统等部件组成。该系统通过射频发生器产生高频电磁波,作用在极板间土壤,使土壤被加热,杀灭病虫害,达到消毒的目的。系统工作频率13.56MHz,额定输出功率10kW,输出阻抗50Ω,反射功率小于300W,响应时间小于50ms;在10kW额定功率时,电磁辐射最大为3V/m,小于25V/m的国际标准要求;设计的四种形式电极,阻抗范围为30~80Ω,通过匹配器能自动与射频发生器匹配。试验结果表明,纵向平行板、圆环面两种电极结构处理土壤时,温升速率较高,温度分布均匀性较好。经过48h连续考核,系统各项指标均达到要求,工作稳定、可靠,能满足土壤射频处理的要求。