脉冲宽度调制为新手

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关于Tom Wolf (Nozzle_Guy)

Tom Wolf总部位于SK的萨斯卡通,在喷涂业务方面有33年的研究经验。他在曼尼托巴大学获得植物科学学士学位(1987年)和硕士学位(1991年),并在俄亥俄州立大学获得农学博士学位(1996年)。Tom专注于以研究为基础的实用建议,以提高生产者的效率。

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我最近被要求向非农业观众描述脉冲宽度调制。我的直觉是让他们回到我们已经写过的关于Sprayers101的话题,雷竞技app震中杯赞助商在这里而且在这里.但在阅读材料后,我很快意识到,我们的大多数职位都假设有一定的基础知识和理解。那些刚进入这个行业的人,或者只是好奇的人呢?没什么用。

这是一系列文章中的第一篇,这些文章涉及的主题对许多人来说可能太基础了,但对其他人来说却很重要。未来还会有更多。欢迎提出建议。

喷雾器用于向田地喷洒作物保护剂,与所有作物投入一样,施用正确的剂量很重要。对于臂式喷雾器,剂量是条带宽度、喷雾器运行速度和通过喷嘴的喷雾液体流速的乘积。在这三个因素中,条带宽度为常数,而行进速度和流速为变量。如果行驶速度改变,流量也需要改变以保持目标应用速率。

绝大多数喷嘴都是固定尺寸的。因此,改变其流量的唯一方法就是喷射压力。在现代喷雾器中,一台称为速率控制器的计算机负责计算和调整。例如,如果喷雾器加速,它将需要提供更多的液体,以保持每英亩相同的应用量。速率控制器知道条带宽度(由用户输入),并感知移动速度(使用雷达或gps)和液体流速(使用流量计)。如果行驶速度增加,速率控制器会导致喷雾压力增加,直到流量传感器显示流量足以维持目标施用量。

这种方法的问题是喷雾器喷嘴对喷雾压力非常敏感。压力过低会导致喷涂模式恶化,导致覆盖不良。太高,喷雾会变得太细,产生漂移问题。因此,传统的喷雾器操作员必须保持在一个非常特定的、狭窄的速度范围内。这可能并不总是可能的,例如,如果地形是丘陵或土壤是潮湿的。

解决这个问题的方法之一是以不同的方式控制流量。一种相当新的方法是脉宽调制(PWM)。这是一个奇特的术语,描述了在许多其他任务(如燃油喷射或液压油系统)中控制液体流速的良好方式。

采用PWM,每个喷嘴体都装有一个电子电磁阀(截止阀)。阀门每秒钟打开和关闭10次或更多次,产生间歇的脉冲喷射。阀门每秒循环开启和关闭的次数称为频率,单位为赫兹(Hz),每秒循环次数。阀门打开的时间比例,称为脉冲宽度或占空比,与通过喷嘴的液体流速有关。占空比可电子控制。

例如,每个喷嘴可以在其全部额定流量(100%占空比)或其流量的一部分(例如20%占空比)下工作。在低频(大约10到15hz,在PWM系统中常见)占空比与喷嘴的流量成正比。在占空比为20%时,喷嘴提供的流量约为100%的五分之一。脉冲速度非常快,不会影响整个覆盖范围或液滴大小。使用该系统,当喷雾器加速或减速时,占空比自动变化,以匹配由速率控制器计算的流量要求。

这在实践中意味着什么?首先,喷雾器不再依赖压力变化来影响喷嘴流量,因为占空比已经取代了这一工作。事实上,操作员可以将压力设置为最佳覆盖或最佳漂移控制所必需的任何压力,无论什么是最重要的。由山丘或湿滑的地方引起的速度变化不再影响压力。最终的结果是,喷雾应用不仅更准确,而且在不同的条件下更一致。

PWM系统更容易实现漂移控制。减少漂移的常用方法是使喷雾更粗糙,这可以通过降低喷雾压力来实现。但是降低压力会导致液体流量减少,如果要保持相同的施用量,操作人员就必须减慢喷雾器的速度。使用PWM系统,操作人员只需降低压力。该系统通过内部增加占空比来弥补较低的流量,允许相同的行驶速度继续,因此不影响工作速率。

PWM系统的一个附加好处是,它提供了对特定地点的应用速率进行管理的机会。需要更少或更多产品的部分可以得到他们需要的东西。所有的操作员所做的是改变率,通过占空比,根据处方地图。

另一个好处是可以实现高分辨率的分段控制。任何广泛的农业工具,重叠是不可避免的。使用高级版本的PWM系统,单个喷嘴螺线管可以根据需要关闭或打开,从而防止在这些重叠处双重应用。

简而言之,PWM系统为操作人员提供了更多的喷涂操作控制。这对每个人都有好处。

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