第32卷
第21期
2016年
11月
农业工程学报
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Vol.32No.21 Nov. 2016
电动背负式风送喷雾器设计与作业性能试验
王士林，宋坚利，何雄奎，李艳杰，凌云
（中国农业大学理学院，北京100193）
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摘要：针对作物冠层高大、枝叶茂密的情况，现有的施药机具存在雾滴穿透性能差、药液沉积不均匀、不适合作业条件等间题研制了电动背负式风送喷雾器。利用水微纸、激光粒径分析仪、高速摄影仪测试了其射程、雾滴粒径、液膜雾化形态。利用液质联用仪测试了使用该喷雾器时农药在作物上的沉积分布，并测试了生物防治效果。结果表明：该喷雾器在有风送的条件下雾涡滴粒径变大、喷雾角减小、液膜变短，在最大风速下射程提高2倍以上。该喷雾器可以改善农药在作物叶片正背两面分布均匀性，使用TR80-01和TR80-02号喷头时农药利用率较手动喷雾器分别提高了1.38借和1.14 倍，在分别使用TR80-01和TR80-02喷头时用药量比手动喷雾器减少1/2和1/3的情况下药效没有明显的差异且增加了农药的持效期。该喷雾器可以提高农药的沉积分布均匀性和利用率，实现减量施药。
关键调：农业机械；喷雾；风送式；雾滴谱；沉积；减量施药 doi: 10.11975/jissn.1002-6819.2016.21.009
中图分类号：S491
文献标志码：A
文章编号：10026819(2016)-21-0067-07
王士林，宋坚利，何雄奎，李艳杰，凌云.电动背负式风送喷雾器设计与作业性能试验[J]．农业工程学报，2016，32(21)：
6773.
doi: 10.11975/j.issn.10026819.2016.21.009
http://www.tcsae.org
Wang Shilin, Song Jianli, He Xiongkui, Li Yanjie, Ling Yun. Design of air-assisted electric knapsack sprayer and experiment of its operation performance[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016,
32(21): 6773. (in Chinese with English abstract)
引言 0
doi:10.11975/j.issn.10026819.2016.21.009
http://www.tcsae.org
动背负式喷雾器、背负式机动弥雾喷粉机、热烟雾机、常温烟雾机等，其中手/电动背负式喷雾器是主要应用机
在植物保护工作中，当作物冠层比较高大，枝叶茂密时，如棉花、烟草等大田作物、设施农业中的果菜类作物的生长中后期，由于枝叶的避蔽作用，使得农药雾滴沉积到冠层内部以及叶片背部等部位非常困难。近年来大田喷杆喷雾机与果园风送喷雾机发展迅速，大大提高了农药利用率，加快作业效率，降低了劳动强度，但是在小地块或设施农业这些机械化作业难以进行的区域中，还缺乏高效施药机具。
长久以来，欧洲国家在设施农业中还大量采用手持喷枪和背负式喷雾器[1-3]，存在作业效率和农药利用率低、施药人员安全性能差的问题4。近几年，为解决这些问题， Nuytens等研制了竖直喷杆喷雾机(5-6)，减少了劳动成本并提高了农药分布均勾性7]。自动导航系统，基于超声波和机器视觉的自动化设备也应用到设施用喷雾机上[8-9]。 Llop认为风送辅助是提高温室和冠层密集作物喷雾效果的关键因素[10]，Derksen发现风送喷雾能够增加辣椒底部冠层上的农药沉积量(
目前中国在设施农业中使用的植保作业机具有手/电收稿日期：2015-11-05修订日期：2016-09-18
基金项目：粮经作物产业技术体系北京市创新团队资助项目；北京市科学技术要员会项目（Z151100001215015）：国家自热科季基金项目（31470099）作者荫介：王土林，男，山东临沂人，博士生，主要从事植保机楼与施随药技术研究-北京中国农业大学理学院，100193.Email；shilinag@163.com 通信作者：宋坚利，男，山东烟台人，副教授，博士，主要从事植保机械与施药技术研究，北京中国农业大学理学院，100193
Email:songjianli170@163.con 万方数据
型[12]。吴萍等对常温烟雾机在温室中的喷雾沉积分布进行了研究3)，汤根法等针对温室大棚研制了小型推车式喷雾机4]，石建业等研制了智能遥控拉移动式温室专用喷雾机5]，祁力钧等研制了具有喷头变速摇摆功能和自动进、排药功能的温室摇摆式变量弥雾机16]。分析现有的施药机具，不具备风送功能的液力式雾化喷雾机具存在雾滴穿透能力差、喷雾不均匀、农药利用率低等问题117-20，热烟雾机或常温烟雾机虽然可以提高作业效率(21]，但是由于雾滴依靠自然沉降沉积在靶标上，因此在叶片背面的药液沉积量少于叶片正面的，自动化程度较高的喷雾机具大多依靠轨道或框架行进，不适用于目前普遍使用的结构，而背负式机动弥雾喷粉机量然可以利用风机吹动叶片扭转、胁迫雾滴进入冠层内部，从而使雾滴沉积到叶片背面以及冠层内部，但是目前市场上的背负式机动弥雾喷粉机存在着沉重、噪音大、操作不灵活、雾滴粒径不可控、汽油机排放的废气不适用于封闭环境作业等间题[12]。
针对上述情况研制了电动背负式风送喷雾器，与常规电动背负式喷雾器相比增加一个电动风机，对喷头雾化后的雾滴进行气力辅助喷雾，并对此电动背负式风送
喷雾器的雾化性能以及作业效果进行了测试。 1设计思路与机具特点
电动背负式风送喷雾器由药箱、底座（蓄电池、微型泵、电源开关、电压表）、充电器和电动风送喷酒部件（液泵开关、风速调节旋钮、风送外壳、风机和喷头）