Lazer difraksiyonu kullanılarak tarım memelerden Ölçüm Sprey damlacık boyutu

Özet

Bu protokoller hava ve toprak bazlı agro-kimyasal uygulamalarda kullanılan tarımsal memelerinin püskürme damlacık boyutuna ölçümünde kullanılmak üzere sunulmaktadır. sunulan bu yöntemler lazer difraksiyon sistemlerini kullanırken içi ve laboratuar hem tutarlı ve tekrarlanabilir damlacık boyutu verilerini sağlamak üzere geliştirilmiştir.

Özet

Böyle bir herbisit veya pestisit gibi herhangi bir bitki koruma malzemesi bir uygulama yaparken, aplikatör malzeme hedef sitesini (yani, bitki) ulaşacak şekilde bir uygulama yapmak için beceri ve çeşitli bilgiler kullanır. Bu süreçte kritik bilgi damlacık boyutu büyük ölçüde ürün etkinliğini ve nasıl ortamı üzerinden sprey hamle etkilediği gibi belirli bir püskürtme memesi, sprey basıncı ve sprey çözüm kombinasyonu oluşturur damlacık boyutu. Araştırmacılar ve ürün üreticileri genellikle laboratuar rüzgar tünellerinde sprey damlacık boyutunu ölçmek için lazer difraksiyon ekipmanları kullanın. Burada sunulan çalışma lazer difraksiyon sistemleri ile ilişkili numune önyargı en aza indirirken içi ve laboratuar hassas sağlamak için kullanılabilir zemin ve hava uygulaması her iki senaryo için lazer difraksiyon ekipmanlara püskürtme damlacık boyutu ölçümleri yapımında kullanılan yöntemleri tarif eder. Kritik ölçüm di bakımıTest süreci boyunca tutumları ve eşzamanlı hava akımı bu hassasiyet anahtarıdır. Gerçek zamanlı veri kalitesi analizi de verilerdeki aşırı varyasyon veya hatalı verilerin yabancı dahil önlenmesi için çok önemlidir. Bu yöntemin bazı sınırlamaları atipik püskürtme memeleri, püskürtme çözeltileri veya tam olarak tartışıldığı ölçüm mesafeler içinde atomize olmayan püskürme akımlarının neden uygulama koşulları içerir. Bu yöntemin başarılı adaptasyon işlevsel ayarların çeşitli altında agrokimyasal sprey uygulama memelerinin performansının değerlendirilmesi için son derece etkili bir yöntem sağlar. Ayrıca tartışılan toplanan verilerin işlevselliğini artırmak için dahil edilebilir potansiyel deneysel tasarım hususlar vardır.

Giriş

herhangi bir zirai ilaç sprey uygulaması yaparken herhangi bir hedef dışı hareketi ve ilişkili olumsuz çevresel etkilerini ya da diğer hedef dışı biyolojik zarar en aza indirirken, birincil kaygıları maksimum biyolojik etkinliğini sağlamak vardır. Herhangi bir püskürtücü kurarken temel faktörlerden biri dikkate önce bir uygulama, uzun genel sprey birikimi, etkinlik ve sürüklenme etkileyen birincil parametrelerden biri olarak kabul edilmiştir damlacık büyüklüğü vardır. Potansiyel sprey birikimi ve sürüklenme etkisi diğer bir dizi faktör varken, damlacık büyüklüğü, belirli bir uygulama senaryosu ihtiyaçlarına uyacak şekilde değiştirmek için en kolay biridir. Herhangi bir tarımsal sprey memesinden Damlacık boyutu da dahil olmak üzere bir dizi faktöre etkilenir ama meme tipi, nozul ağzı boyutu, sprey basıncı ve püskürtme solüsyonu fiziksel özellikleri, bunlarla sınırlı değildir. Hava uygulamalarda, hava kesme ilave etkisi, uçak ve havadaki kaynaklananBu airshear için meme oryantasyon akraba, memeleri ¹ bırakarak spreyler ikincil parçalanmasının neden olur. tüm bu faktörlerin birlikte, aplikatörler ortaya çıkan sprey damlacık boyutu hedefe birikimi ve biyolojik etkinlik korunur şekilde olduğunu tüm pestisit ürünleri etiketleri karşılandığını sigorta ve uygun nozul seçimi ve operasyonel kurulum karar verme zor bir görev ile karşı karşıyayız hareketi hedef dışı en aza indirirken. Bu yöntemin amacı, bir aplikatör operasyonel kararları desteklemek için etkileyen faktörler çeşitli kombinasyonlarda kaynaklanan damlacık boyutuna açık, özlü bilgi vermektir.

Spreyler damlacık boyutunu ölçmek için uygun bir dizi araç vardır birlikte, tarımla ilgili kimyasal madde püskürtme memelerinden ölçümleri, genellikle lazer kırınımı, görüntü ya da ² göre Phase Doppler ya da vardır. görüntüleri ve faz doppler temelli yöntemler, tek parçacık sayıcı yöntemleriSprey bulut içinde küçük alanlar bireysel parçacıklar ile, odaklanmış yani ³ ölçülmüştür. Lazer difraksiyon yöntemleri parçacıkların bir grup dağılımını, yani bir topluluk ölçü almak Oysa hızla ³ ölçülür. Bu yöntemler prensip olarak farklı olsa da, uygun bir kurulum ve kullanım ile benzer sonuçlar ⁴ elde edilebilir. Lazer kırınım yöntemleri yaygın nedeni kullanım kolaylığı, yetenek hızla ölçüm yüksek sayıyla yoğunlukta sprey ve geniş dinamik ölçüm aralığı için tarımsal uygulama topluluk tarafından kabul edilmiştir. bir topluluk ölçümü yapılır gibi, ölçüm hattı üzerinden bir püskürtme tüy tek bir şaryo tüm bu, tüm sprey bileşik damlacık boyutu için yeterlidir. Bu püskürtme memeleri ve operasyonel parametre kombinasyonlarının çok sayıda damlacık boyutu etkin bir şekilde değerlendirme sağlar. Karşılaştırıldığında, tek parçacık sayıcı yöntemleri mutlaka çok daha küçük alanlarda zekâ odaklanmakamacıyla bir spreyli bulut hin birden fazla ölçüm yerleri değerlendirildi ve bir kompozit sonucu geri dönmek için kombine edilmelidir, yani tek tek parçacıklar yakalamak. Bu lazer difraksiyon tabanlı yöntemlere göre tek bir sprey tüyü değerlendirmek için çok daha fazla zaman, emek ve sprey çözümü gerektirir. yüksek püskürtme hacmi asıl pestisit ürünlerin artan kullanılan malzeme maliyetleri ve elden çıkarma maliyetleri sonucu test edilen ise önemli bir sorun teşkil edebilir gerekiyor. Ancak, tek parçacık sayıcı yöntemleri ölçüm damlacıkları sayısı içinde orantılı olarak lazer difraksiyon mekansal örnek sağlar oysa ki onlar, bir örnek hacmi geçen birim zamanda damlacıkların sayısını ölçmek, bir zamansal örnek sağlama avantajına teklif belirli bir ses ^5. Belirli bir içindeki tüm damlacık hızları aynı sprey edildi yöntemler aynı sonuçları sağlayacak. Ancak, çoğu püskürtme sistemleri için damlacık hızları ilişkilidirmekansal örnekleme yöntemleri ⁶ ile bir önyargı ile sonuçlanan boyutunu damlacık için.

Uygun test metodolojisi ile lazer difraksiyon ölçümleri bu mekansal önyargı üstesinden gelmek tarımsal sprey memeleri ⁴ sprey damlacık büyüklüğü değerlendirilerek önemli bir parçasıdır. Sprey bulut ⁴ genelinde homojen damlacık hızlarında bu iki parametre sonuçların birleşimi olarak, 13 m / sn eşzamanlı airstream ve memeden uygun bir mesafe bulunan ölçüm konumu ile memeleri test ederken mekansal önyargı azalır. Dahası, mekansal önyargı nedeniyle ^7,8 değerlendirilen yüksek eşzamanlı hava hızları için hava meme testi için (% 5 ya da daha az) küçüktür. Mevcut düşük ve yüksek hızda rüzgar tüneli tesisleri ile mekansal önyargı, ⁹ tarımsal sprey boyutu sınıflandırmaları belirlemek için kullanılan referans memelerin dizi azaltmak için en uygun test yöntemi belirlemek için damlacık boyutu u değerlendirildiLazer kırınımı ve görüntüleme yöntemleri ¹⁰ hem şarkı. Boyutlandırma değerlendirmeler eşzamanlı hava hızı ve ölçüm mesafesi (ölçüm noktasına meme çıkış mesafe), mevcut tesislerin işletme aralığının temsilcisi çoklu kombinasyonlar altında gerçekleştirilmiştir. Lazer kırınım ölçümleri potansiyel mekansal önyargı ve ölçüm mesafesi optimal bileşimini belirlemek için görüntüleri sonuçlarla karşılaştırılmıştır ve eşzamanlı hava hızı standart operasyonel prosedür olarak seçildi. 30.5 sm kadar bir ölçüm uzaklığı ve düşük hızlı rüzgar tünelinde zemin püskürtme memelerinin değerlendirilmesi için 6.7 m / sn'lik bir hava hızı aynı anda% 5 ¹⁰ veya daha az uzaysal eğilim azalır. Tüm hızlar test için% 3 ya da daha az mekansal önyargılar 45.7 ^{cm, 10} ölçüm mesafesi ile, yüksek hızlı tünelinde havadan meme değerlendirmeler için elde edilmiştir. Bu standart yöntemler kullanılarak, yazarlar da laboratuar variabi bu laboratuvarı göstermek başardıkvasıflı tutarlı laboratuvarlar arası damlacık boyutu verileri ¹¹ sağlayan, minimize edilebilir.

Bu çalışmanın bir parçası olarak gösterdi Tüm damlacık büyüklüğü test USDA-ARS-Havadan Uygulama Teknoloji Araştırma Biriminin sprey atomizasyon araştırma tesisinde gerçekleştirilmiştir. Bir lazer difraksiyonu sistemi Protokolü bölümünde belirtilen mesafelerde memenin aşağı akış yönünde yerleştirildi. Zemin meme testi için lazer kırınım sistemi 18-3,500 mikron 31 arasında bidonları ¹² dinamik bir boyut aralığı var, üreticinin talimatlarına, yapılandırıldı. Aynı şekilde sisteminin test havadan meme için 31 bidonları ¹² karşısında da, 9 mikron 1750 için bir dinamik boyutu aralığı ile yapılandırıldı. Hava göre püskürtme memesi değerlendirmeler, havai koşullarını simüle etmek için, yüksek hızlı hava içinde gerçekleştirilmiştir. Zemin püskürtücü memeleri spa en aza indirmek için tek bir eşzamanlı hava hızı ile daha büyük bir rüzgar tüneli bölümünde test edildilazer kırınımı gelen önyargı TIAL. Memeler Protokol bölümünde verilen mesafelerde lazer difraksiyon sisteminin akış yukarı konumlandırılmış test edilir. Memeler sprey dumanı Belirli bir ölçüm devresi sırasında ölüm bölgesi boyunca dikey olarak geçtiği olması için izin veren bir lineer travers üzerine monte edilmiştir. havadan meme testi, iki sprey basınçları ve üç hava hızlan iki tipik püskürtme nozulları inceleyen bir deney açıklar iken zemin meme testi için protokol iki püskürtme basınçlarında üç tipik memeleri inceleyen bir deney anlatılmaktadır. Her ikisi de test senaryoları gerçek dünya sprey çözümlerinin etkilerini taklit etmek değil, su sadece daha "aktif blank" sprey çözümü kullanın.

Protokol

1. Ön Kurulum ve Hizalama

1. Önceden herhangi bir test, doğru sistem işlevsellik ve veri kalitesini sağlamak için üretici tarafından sağlanan yönergeleri izleyerek lazer difraksiyon sistem bileşenlerinin aynı hizaya getirin.
2. doğrudan göz temasından kaçınarak Sınıf illa lazer kullanımı ile ilgili uygun güvenlik önlemlerini izleyin. aktif madde, kimyasal sprey çözümleri kullanılıyorsa uygun Kişisel Korunma Ekipmanları kullanın.

2. Zemin Meme Damlacık Boyutlandırma

1. 47.5 ml ekleyerek "aktif boş" hazırlayın 19 L su ve bir akülü matkap bir karıştırma çubuğu kullanarak iyi karıştırma için% 90 non-iyonik yüzey (% 0.25 v / h karışımı oranını yansıtır). yapılması gereken test miktarına bağlı olarak, etkin boşluğun daha büyük hacimler gerekli olabilir.
2. Paslanmaz çelik basınç tankları içine "aktif blank" sprey karışımı dökün tankı mühür ve giriş hava basıncı hortumu ve giden aramalara takmakPüskürtme memesi besleme, sıvı hortum.
3. Meme çıkışından ve ölçüm bölgesi arasındaki mesafe bir mezura kullanılarak 30.5 cm (12 inç) olduğunu onaylayın. Eğer öyleyse, devam edin. Aksi takdirde, lazer difraksiyon sisteminin hem de nozül taşıyarak ayarlayın.
4. travers sisteme bağlı meme vücutta (bir XRC11005 memesi olarak belirtildiği) a 05 deliği ile standart 110 derecelik düz yelpaze meme takın. düz yelpaze meme uzun ekseni tünelinde dikey olarak yönlendirilmiş, ancak her iki çekvalf montaj halkası içinde veya meme döndürülebilir edilememesi halinde çek valf pozisyonunu değiştirerek memeyi döner, öyle ki meme yönünü ayarlayın doğru pozisyon.
5. rüzgar tünelinin açın ve fan hızını ayarlayarak ve sıcak tel anemometre ile tünelinde boranasi onaylayarak 6,7 m / sn boranasi ayarlayın.
6. Bir satır içi basınç kirecin muntazam kullanarak gelen hava basıncını ayarlayarak 276 kPa (40 psi) sprey basıncı ayarlamalator. püskürtme ağzının hemen üst akışında monte elektronik basınç göstergesi ile basınç onaylayın.
7. aktive ve ölçüm işlemini başlatmadan önce en üstteki konuma lineer traversi çalıştırarak tünelin üst kısmında meme yerleştirin.
8. Tüm deney parametreleri (meme, basınç, çözelti, vb) düzgün Kullanıcı Parametreleri arayüzü penceresinde kaydedilen parametreler test koşullara uyan onaylayarak lazer difraksiyon sistem veri kayıt yazılımı kayıt emin olun.
   Not: Bu veriler parametre kayıt ekranı lazer difraksiyon aleti göre değişebilir.
9. toz veya arka plan partikülleri için hesap işletim yazılımı Referans Ölçüm simgesini seçerek bir referans ölçümü başlatın.
10. Ölçüm döngüsünün başlangıcı başlatın. Kullanılan lazer difraksiyon sistemine bağlı olarak, birkaç saniye tipik sensörü önce başlatılışının odağı için gereklidirÖlçüm işlemi ating.
11. Sistem ölçüm işlemini başlatmak için hazır olduğunu belirtir sonra, basınç tankı sıvı besleme vanasını açarak sprey etkinleştirin. Sprey başladıktan sonra, tüm sprey tüy ölçüm bölgesinden geçtikten kadar travers mekanizmasını kullanarak lazer ışını ile meme indirin. Sıvı besleme vanasını kapatarak sprey devre dışı bırakın.
    NOT: Ölçüm bölgesi geçen sprey% 0.5 optik konsantrasyonunu elde ve 10-12 saniyelik bir geçen zaman geçene kadar devam dek yazarlar tarafından kullanılan lazer difraksiyon sisteminde, gerçek ölçüm işlemi başlatmaz. Bu ayarlar lazer difraksiyon sistem ve kullanıcı ayarları ile değişecektir.
12. 3 çoğaltır en az 2.11 - Tekrar 2.7 adımları. Ek çoğaltır D _v0.1, D _v0.5 için ortalama ve standart sapma hesaplanarak gerekli olup olmadığını belirlemek ve üç tekrarın D _v0.9ve standart sapma sağlamak ortalama% 10 ya da daha azdır. kriterleri karşılamak için gerektiği gibi ek çoğaltır gerçekleştirin.
13. 414 kPa (60 psi) sprey basıncını ayarlamak ve tekrar 2.7 adımları - 2.12.
14. ilgi her ek meme ve basınç kombinasyonu için 2.12 - Tekrar 2.6 adımları.
15. İhracat ve işletim yazılımı içinde sağlanan yöntem kullanılarak damlacık boyutu verileri kaydetmek.

3. Hava Memesi Damlacık Boyutlandırma

1. Hazırlama su 19 litrelik bir% 90 iyonik olmayan yüzey aktif madde 47.5 ml ekleyerek ve bir telsiz matkap bir karıştırma çubuğu kullanılarak, iyi karıştırma ile "Boş bir".
   Not: yapılması gereken test miktarına bağlı olarak etkin boşluğun daha büyük hacimler gerekli olabilir.
2. Paslanmaz çelik basınç tankları içine "aktif blank" sprey karışımı dökün tankı mühür ve giriş hava basıncı hortumu ve püskürtme memesi besleyen giden sıvı hortumu takmak.
3. mesafe b onaylamaketween meme çıkışı ve ölçüm bölgesi bir mezura kullanılarak 45.7 cm (18) 'dir. Eğer öyleyse, devam edin. Değilse, memeden lazer difraksiyon sistem gerekli mesafeyi hareket ettirerek ayarlayın.
4. rüzgar tüneli çıkışında patlama travers bölümü üzerine bir çek valf ve meme vücutta (2015 yılında meme olarak belirtildiği) bir 15. deliği ile standart 20 derece düz yelpaze meme takın. Meme doğru hava akımı yatay ve paralel yönlendirilmiş meme gövdesinin konumlandırılmış olduğundan emin olun.
5. rüzgar tüneli üfleyici açın ve 53,6 m / sn (120 mph) tünel çıkışında boranasi ayarlamak ve bir hava hızı göstergesi bağlı pitot tüpü kullanılarak hız onaylayın.
6. bir satır içi basınç regülatörü kullanarak gelen hava basıncını ayarlayarak 207 kPa (30 psi) sprey basıncı ayarlayın.
7. Ölçüm işlemini başlatmadan önce travers üst konumda memeyi yerleştirin.
8. Emin olun tüm deneysel parametreleri (meme, basınç o,Çözelti, vb) düzgün Kullanıcı Parametreleri arayüzü penceresinde kaydedilen parametreler test koşullara uyan onaylayarak lazer difraksiyon sistem veri kayıt yazılımı kaydedilir.
   Not: Bu veriler parametre kayıt ekranı lazer difraksiyon aleti göre değişebilir.
9. toz veya arka plan partikülleri için hesap işletim yazılımı Referans Ölçüm simgesini seçerek bir referans ölçümü başlatın.
10. Ölçüm döngüsünün başlangıcı başlatın. Kullanılan lazer difraksiyon sistemine bağlı olarak, birkaç saniye tipik önce ölçüm işlemi başlamadan sensörü odaklanmak gereklidir.
11. Sistem ölçüm işlemini başlatmak için hazır olduğunu belirtir sonra, basınç tankı sıvı besleme vanasını açarak sprey etkinleştirin. Sprey başladıktan sonra, tüm sprey tüy ölçüm bölgesinden geçtikten kadar travers mekanizmasını kullanarak lazer ışını ile meme indirin. deSıvı besleme vanasını kapatarak sprey etkinleştirin.
    NOT: Ölçüm bölgesi geçen sprey% 0.5 optik konsantrasyonunu elde ve 5-7 sn geçen zaman geçene kadar devam dek yazarlar tarafından kullanılan lazer difraksiyon sisteminde, gerçek ölçüm işlemi başlatmaz. Bu ayarlar lazer difraksiyon sistem ve kullanıcı ayarları ile değişecektir.
12. 3 çoğaltır en az 3.11 - Tekrar 3.7 adımları. Ek çoğaltır D _v0.1, D _v0.5 ve üç kez tekrarlanmış olan D _v0.9 için ortalama ve standart sapmayı hesaplamak ve standart sapma sağlamak için gerekli olan ise ortalama% 10 ya da daha az olduğunu belirler. kriterleri karşılamak için gerektiği gibi ek çoğaltır gerçekleştirin.
13. Her ek meme, basınç, meme yönelim ve ilgi havadaki kombinasyonu için 3.12 - Tekrar 3.4 adımları.
14. böylece işletme içinde sağlanan yöntem kullanılarak ihracat ve tasarruf damlacık boyutu verileriftware.

Sonuçlar

Bu yöntemle elde edilen veriler, kullanıcının tercihine ve lazer difraksiyon sistemin çalışma özelliklerine bağlı olarak, çeşitli biçimlerde ifade edilebilir. Tipik olarak, bu veri hacminin ağırlıklı damlacık boyutu dağılımı bir arsa (Şekiller 1 ve 2) ya da tanımlayıcı damlacık boyutu metrikleri olarak sunulur (Tablo 1 ve 2). Bu sonuçlar, daha sonra elde edilen püskürtme damlacık boyutuna sahip meme veya işletme parametreleri değiştiren etkisini incelemek için kullanılabilir.

Aynı delik boyutu ile ancak farklı sprey fanı açıları hem iki farklı hava püskürtme nozulları incelendi. Bu iki hava memeleri, biz de püskürtme basıncı etkisini incelemiş ve damlacık boyutuna hava hızı. 207 kPa'lık bir püskürtme basıncında çalıştırılan 2015 meme incelenmesi ve hacim Weig karşılaştırırkenAynı memeden kaynaklanan hted dağılımları 71.5 m / sn hava hızı karşısında 53,6 m / sn işletilmektedir, hemen açıktır ki küçük damlacık çapları doğru artan ve kümülatif dağılımları dramatik bir değişim daha yüksek hızlar sonuçları (Şekil 1 ve 2) bu da daha yüksek hava hızı sprey damlacıklarının artan dağılmasından sonucudur. Sonuçların grafiksel gösterimi sonuçlarının bir çok görsel temsilini sağlamak olsa da, bu dağılımların türetilen sayısal değerler daha büyük veri kümeleri için daha pratiktir. Tarımsal sprey araştırmalarında kullanılan tipik damlacık boyutu metrikleri içerdiği püskürtme hacmi damlacık çapına karşılık gelen D _v0.1, D _v0.5 ve D, _v0.9 değerleri (sırasıyla), öyle ki 10, 50 ve% 90 içerir eşit veya daha az bir çapa sahip damlacıklar halinde. Bu veriler, grafik dağılımları gösterilenlerle aynıdır ancak fo daha uygun sağlarveri ifade rmat. Her iki basınçta 2015 ve 4015 püskürtme nozulları ve her üç hava hızlan hem verileri karşılaştırarak, genel eğilimler (Tablo 1) görülebilir. Küçük hacimli ağırlıklı çapları (D _v0.1, D _V0.5 ve D _v0.9) ve artış ile gösterildiği gibi, aynı basınç ve hava hızı 2015 daha küçük damlacık boyutları bölgesi 4015, düz fanlı bir meme sonuçları 100 um ya da daha az damlacık oluşan sprey hacmi. Toplam püskürtme hacmi eşit ya da daha düşük çaplı damlacıklarının oluşur D _v0.1 D _V0.5 ve D _v0.9 sırasıyla öyle ki 10, 50 ve% 90 damlacık çapı bulunmaktadır. Bu sıvı fan açısı dış kenarlarında daha dağılmasından görme artışı sprey fanı açısının sonucudur. Aynı meme tipi ve püskürtme basıncı içinde, her damlacık boyutu metrikleri highe de damlacıkların parçalanması artan bir sonucu olarak, yine artan hava hızlan ile azalırr hızlar. Her meme ve hava hızı kombinasyonu içinde püskürtme basıncı etkilerine bakıldığında havadan püskürtme nozulları ile ilginç bir fenomen görülür. Her şeyin bu kadar damlacık boyutu ¹¹ yapar, basınç arttıkça, eşit kalan. Bu basınç artışı (Tablo 1) ¹³ sıvı çıkış hızı arttıkça, memeden çıkan sıvının ve çevredeki hava akımının arasındaki nispi hız farkı bir azalmaya neden olur.

Test zemin memeleri ve püskürtme basınçlarında elde edilen sonuçlara bakıldığında, damlacık boyutuna meme tipinin etkisi XRC11003 ve AI11003 damlacık boyutları, diğer ortasında düşen iki katından daha fazla olan damlacık boyutları ile sonuçlanan TTI11003 ile önemli iki (Tablo 2). Her meme türü içinde, basınç etkisi artan püskürtme basıncı ile azalan damlacık boyutları ile görülebilir.

: fo lass = "jove_content"
207 kPa ve 53.6 m / sn bir hava hızı işletilen bir 15. deliği ile 20 derecelik bir düz yelpaze hava püskürtme memesi için Şekil 1. Artan damlacık boyutu dağılımı. Mavi eğri yüzdesini sağlayan artan hacim ağırlıklı dağılımını temsil eder lazer difraksiyon sistemiyle ölçüldüğü üzere, tüm sprey hacmi, her bir ölçüm kutusu aralığı düşen damlacıklara ihtiva etmiştir. kırmızı eğri aynı veri, ancak kümülatif veri olarak temsil etti. toplam veri tespit edilecek toplam püskürtme hacmi belirli bir yüzdesine özel hacim ağırlıklı çapları sağlar. Şekilde gösterildiği gibi, kümülatif eğri ile ilişkili damlacık çapı% 50 noktası yerleştirildikten D _V0.5 hacim çapı elde edilen toplam püskürtme hacmi% 50 püskürtme dropl içerdiği göstermektedirçapı ets 551 mikron veya daha küçük. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

207 kPa ve 71.5 m / sn bir hava hızı işletilen bir 15. deliği olan 40 derecelik düz yelpaze hava püskürtme memesi için Şekil 2. Artan damlacık boyutu dağılımı. Şekil 1'de olduğu gibi, mavi eğri artan hacim ağırlıklı dağılımını temsil eder ve kırmızı eğri kümülatif dağılım olduğunu. Şekil 1 'de gösterilen sonuçlara kıyasla, artan dağılımı, bir yüksek hava hızı sonucunda ve bu nedenle, ikincil damlacık dağılmasını daha küçük damlacık çapı doğru önemli bir değişim gösterir. D _V0.5 hacim çapına belirlenmesi bu sprey hacminin% 50 C olduğunu göstermektedirçapı 350 mikron ya da daha küçük damlacıklar halinde ontained. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Yanlış pik Örnek arsa ile Şekil 3. Artan damlacık boyutu dağılımı. Sağda orta küçük tepe damlacık boyutu ölçeği daha büyük ucuna doğru, tipik olarak, ya titreşimler ya da sistemdeki diğer gürültü ya da ilişkili ligamentlerin varlığının sonucudur sprey bulut içinde eksik atomizasyon ile. Püskürtme memeleri, ve çözeltiler tipik tarımsal için damlacık boyutu dağılımları, genellikle log-normal dağılım olarak, dağıtım ikincil tepe varlığı atipik sprey çözeltisi ve / veya meme kombinasyonundan geçerli bir sonuç, ama daha çok bir indica MayısÖlçüm sürecinde bazı karıştırıcı sorunu tor. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

ağızlık	Basınç (kPa)	Hava hızı (m / sn)	Cilt Ağırlıklı çapı (mikron) [± Aziz Dev ortalama.]			Yüzde Sprey Hacmi 100 um'den
			D v0.1	D V0.5	D v0.9
2015	207	53.6	243,5 ± 2,5	551,8 ± 4.6	903,0 ± 25.4	1.4 ± 0.05
		62.6	192.1 ± 0.5	444,5 ± 1,5	781,7 ± 7,0	2.4 ± 0.04
		71.5	147.0 ± 2.8	350.6 ± 6.1	673,3 ± 14,6	4.5 ± 0.18
	414	53.6	289.1 ± 3.1	655,6 ± 2,1	1208,7 ± 11.6	0.8 ± 0.03
		62.6	237.6 ± 0.1	542,7 ± 1,7	1072,5 ± 13.7	1.3 ± 0.01
		71.5	170.8 ± 1.1	400.6 ± 3.3	732,1 ± 6.4	3.2 ± 0.05
4015	207	53.6	230.2 ± 1.3	514,9 ± 1.9	863,3 ± 1.2	1.5 ± 0.03
		62.6	175.1 ± 2.0	404.5 ± 2.6	714,2 ± 3.0	3.1 ± 0.10
		71.5	146.6 ± 0.8	344.5 ± 2.4	656,4 ± 9,5	4.6 ± 0.05
	414	53.6	255,2 ± 2.4	557,3 ± 2,3	994,9 ± 8,1	1 ± 0,04
		62.6	200.1 ± 2.6	449,4 ± 7,0	774,9 ± 10.7	2.1 ± 0.06
		71.5	165.5 ± 1.4	383,5 ± 2.6	696,8 ± 4.9	3.4 ± 0.08

Tablo 1. Cilt ağırlıklı çapları 207 ve 414 kPa püskürtme basınçlarında çalışan 2015 ve 4015 düz yelpaze hava püskürtme memeleri ve 53.6, 62,6 ve 71,5 m / sn hava hızlan (üç tekrarlı ölçümlerde genelinde standart sapma ± ortalamalar).

ağızlık	Basınç (kPa)	Cilt Ağırlıklı çapı (mikron) [± Aziz Dev ortalama.]			Yüzde Sprey Hacmi 100 um'den
		D v0.1	D V0.5	D v0.9
XRC11005	276	115.1 ± 2.1	268.2 ± 5.6	451.0 ± 18.0	7.2 ± 0.28
	414	101.0 ± 0.0	244,2 ± 0.7	424,3 ± 4.3	9.8 ± 0.01
AI11005	276	227,6 ± 1.9	468.9 ± 4.1	763,0 ± 22.0	1.1 ± 0.03
	414	183.4 & #177; 0.6	399,6 ± 0.9	668,6 ± 2,5	2.2 ± 0.05
TTI11005	276	365,3 ± 5.3	711,9 ± 16,9	1013,8 ± 26.1	0.1 ± 0.00
	414	311,5 ± 4,0	645,7 ± 12.3	992,7 ± 24,7	0.2 ± 0.01

Tablo 2. Cilt ağırlıklı çapları üç zemin püskürtücü memeleri (XRC11005, AI11005 ve TTI11005) için (üç tekrarlı ölçümlerde genelinde standart sapma ± ortalamalar) 276 ve 414 kPa püskürtme basınçlarında işletilmektedir.

Tartışma

Bu yöntemi uygularken uyulması gereken kritik adımlar vardır. hem hava ve kara meme değerlendirmeleriyle, ölçüm hattına memenin çıkışından mesafe herhangi bir ölçüm öncesinde kontrol edilmelidir. Bu mesafe herhangi bir sapma sonuçları üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Benzer bir şekilde, yer meme testinde kullanılan aynı anda hava hızı belirlenmiş ve tavsiye edilen 6.7 m / sn ayarlanmalıdır. tavsiye gelen hava hızı farklılıklar anlamlı bağlı alt hava hızlan de önyargı sorunlarını örnekleme sonuçları etkilemek ve potansiyel olarak daha yüksek hava hızlan ikincil dağılmasından artacaktır. Ayrıca, lazer difraksiyon sistem bileşenlerinin doğru hizalama üreticisi tarafından onaylanmış doğruluk ve hassasiyet şartname ucunda çalışan sistemi sağlamak amacıyla kritik öneme sahiptir. eşzamanlı hava akımı göre uygun kurulum ve memeleri hizalama bile hafif olarak, kaliteli veri sağlamak için önemlidirmemeleri konumlandırma birkaç derecelik açı kaymaları ortaya çıkan damlacık boyutu verilerine önemli etkilere neden olabilir.

sunulan yöntemler zemin ve hava sistemi hem de bir püskürtme memesi konfigürasyonu veya püskürtme çözeltisine uygulanabilir. Zemin püskürtme ile, püskürtme zira damlacık boyutundaki değişiklikler, genellikle meme tipi ve boyutu, püskürtme basıncı ve püskürtme solüsyonu tipte bir fonksiyonudur. Hava püskürtücü ile hava hızı değişim hava dalgasının çevreleyen memenin yönlendirme ek rol Nihai damlacık boyutu açısından önemlidir. Bu yöntem, son damla boyutuna, bu faktörlerin kombine etkisini değerlendirmek için kullanılabilir. Ancak tavsiye edilen yöntemlere bazı değişiklikler gerekli olan nadir durumlar vardır. Özel olarak, püskürtme çözeltileri veya ayrı ayrı parçacıklar halinde bir sprey tam dağılmasından için ağızlıktan fazla mesafe gerektiren püskürtme memesi ve ölçüm poin arasındaki mesafeyi ayarlamaya gerektirirt. havadan uygulama test koşullarında ölçüldüğünde Bugüne kadar, ayar bu tür gerekli olan tek meme / sprey çözüm tedavileri, çözüm viskozitesini arttıran sprey katkı maddeleri ile tüm operasyonel ayarları ve dar açılı düz yelpaze memeleri de düz akım memeleri olmuştur. Lazer difraksiyon sisteminin yine de sprey bulutu eksik parçalanma durumunda damlacık boyutu verileri döndürür, ancak elde edilen veriler, tipik olarak sistem tarafından ölçülen püskürtme ligamanların bir sonucu olarak çok daha büyük damlacık boyutları doğru eğilimli olacaktır. Bu ligamanlar çıplak gözle kolayca anlaşılır olmasa da, onların varlığı genellikle damlacık boyutu ölçeğinde (Şekil 3) daha büyük ucunda ikincil tepe noktası olarak dağıtım arsa görsel görünecektir. Dikkat bu ikincil tepe dış titreşimlerin veya neden olabilir lazer difraksiyon sistemi ile diğer müdahale olarak, bağların varlığı sonucu olduğunu varsayarak tavsiye edilir rağmenBenzer bir yanıt. Bir kullanıcının deneyim seviyesi artar, hatalar dayalı ikisi arasındaki ayrımı yapmak gibi kolay olur. Sprey atomizasyon eksik olması durumunda, biz (hava püskürtme memeleri için) 1,8 m örnekleme mesafesi uzanan sorunu ve döner kalite verilerini giderir bulduk. Bu 1,8 m mesafe aslında bizim grup havadan uygulama koşullarında tüm düz akım memeleri değerlendirdiği standart mesafedir. Zemin püskürtücü memeleri ile çalışırken, bir ikiz kullanmak meme tasarımları sınıf vardır, düz yelpaze delik çıkış lazer difraksiyon sistem lensleri kirlenme olmadan tüm sprey tüy örnekleme alanı geçer sigortalamak için kurulum montaj memeye değişiklik gerektirebilir .

Bu yöntem sayesinde lazer difraksiyon sistemleri ile ilişkili uzamsal önyargılara örnekleme verevi en aza indirmek için tasarlanmış olsa da, tamamen damlacık boyu değerleri Retu, yani bunları ortadan kaldırmazrn "mutlak" olarak alınamaz. Lazer kırınım ölçmek için bir araç sağlamak ve kompozit sprey bulutu farklı damlacık boyutları arasında homojen olmayan damlacık hızları için, ortaya çıkan damlacık büyüklüğü verilerini ayarlamak değil. laboratuarlar arası veri setleri, özellikle zemin püskürtme memeleri ile ilgili olarak, karşılaştırıldığında, bu kritik hale gelir. Şu anda laboratuarlar arasında karşılaştırmalar sonucu standardize ve izin kabul edilen bir yöntem damlacık boyutu veri sınıflandırma kategorilerinde bir takım kurmak için kullanılan yüksek kalibre referans püskürtme memeleri, bir dizi kullanır. Bu memelerin değerlendirilmesi her damla boyutlandırma değerlendirmenin bir parçası olarak yapılmalıdır. memeleri ve sınıflandırma tanımları ile ilgili daha fazla detay Tarım ve Biyoloji Mühendisleri (ASABE) Uluslararası Standart (ASAE / ANSI, 2009) "Damlacık Spectra tarafından Püskürtme Memesi Sınıflandırılması" American Society of bulunabilir.

In tartışıldığı gibitroduction, lazer difraksiyonu dışında, diğer damlacık boyutlandırma sistemleri bulunmaktadır. lazer difraksiyon tüm sprey tüy boyunca damlacık boyutu bir kompozit ölçüsünü verir durumlarda, bu diğer yöntemler genel sprey bulutu sadece küçük bir bölümünü örnekleme, sprey bulutu ile küçük bir alanda odaklanmanızı. Bu Diğer yöntemler ile tüm tüy bir temsili örneği elde edilmesi oluşturmak için kombine edilmesi gereken alt numunelerin çok sayıda ortaya çıkan püskürtme Plume en kesit alanının çok daha sıkı ve zaman alıcı, çok kiriş traversi gerektirir kompozit sonuç. Bu lazer kırınımı kullanarak çok daha fazla zaman gerektirir.

Bu yöntem başarılı bir araştırma programı entegre edilmiştir ve teknikleri kullanıcılar tarafından hakim sonra, bir sonraki zorluk etkisi faktörlerin her damlacık boyutuna oluşumu açısından oynadığı rolü anlamaya yönelik iyi yapılandırılmış deneyler yürütüyor. Bu Bigg olanondan daha er meydan tarımsal uygulama endüstrisi tarafından kullanılan meme tipi, nozul kurulum ve işletme faktörleri, hava hızı ve meme konumunda (havadan ilaçlama) ve gerçek dünya tank karışımları sonsuz kombinasyonu verilen görünüyor. Hatta bir meydan okuma daha kolay kullanılabilir bir biçimde aplikatörler mevcut bu bilgiler bir şekilde yapar bulgudur. Grubumuzun büyük bir başarı ile kullanılan tek ^seçenek, birden fazla püskürtme nozulları ve çözümleri ¹⁴ son derece verimli bir değerlendirme için izin deneysel tedavilerin sınırlı sayıda dayalı damlacık büyüklüğü tahmin modellerinin geliştirilmesi için izin tepki yüzeyleri denilen deneysel tasarımlar sınıf ^15. Bu yapısal tasarım yöntemi tarım uygulamacılar tarafından kullanılan en yaygın kullanılan hava ¹¹ ve zemin memeleri ¹⁶ damlacık boyutu modelleri bir dizi geliştirmek için kullanılır olmuştur.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
%90 İyonik olmayan yüzey aktif madde	Wilbur-Ellis	R11	R11, Wilbur-Ellis iyonik olmayan yüzey aktif maddenin ticari adıdır.
HELOS-VARIO/KR	Sympatec GmbH System-Partikel-Technik	HELOS-VARIO/KR	Bu sistem, etkili ölçüm boyutu aralığını değiştiren birkaç farklı lens seçeneğiyle mevcuttur.
Rüzgar Tüneli / Üfleyici sistemleri	özel yapım		Hava hızı aralığı 0-7 m / sn ve yüksek hız 18-98 m / sn
Hava Kompresörü			Sistemi beslemek için özel bir hava kompresörüne gerek yoktur. Bununla birlikte, tank hacmi ne kadar büyükse ve çalışma hacimsel akış derecesi ne kadar yüksek olursa, teste o kadar iyi ayak uyduracaktır.
2015 ve 4015 Hava Nozulları	CP Ürünleri	CP11TT ve CP05, 2015 ve 4015 uçlu	Bunlar, yöntemlerde detaylandırılan hava nozullarıydı, ancak bu yöntemle herhangi bir sayıda püskürtme nozulu değerlendirilebilir.
11005, AI11005 ve TTI11005 Topraklama Nozulları	Püskürtme Sistemleri	XR11005, AI11005 ve TTI11005	Havadan püskürtme nozullarında olduğu gibi, bunlar Protokolde detaylandırılan nozullardı, ancak bu yöntem bu nozullarla sınırlı değildir
200 psi Paslanmaz Çelik basınç tankı	Alloy Products Corp.	B501-0328-00-E-R	Kullanılabilecek benzer basınçlı kaplara sahip çok sayıda tedarikçi vardır. Bu tedarikçiler piyasadaki en yüksek basınca dayanıklı tanklara sahipti
Çeşitli sıhhi tesisat ve hava bağlantı parçaları ve hortumları			Tüm sistemi tesisatlamak için gerektiği gibi sıvı ve hava tesisatı bağlantı parçaları ve hortumları
200 psi Basınç regülatörü	Bobin hortumu Pnömatiği	8803GH	Herhangi bir basınç regülatörü çalışacaktır, bu, kullanılan sıhhi tesisatın yanı sıra yüksek basınç ihtiyaçlarını karşılayacak boyuttaydı
Basınç dönüştürücü	Omega	PX419-150GV	Bu basınç dönüştürücü, kullandığımız daha yüksek basınç yüklerine uyacak şekilde seçilmiştir. Üreticiden temin edilebilen başka basınç aralıkları da vardır:
Hava Hızı Göstergesi	Aircraft Spruce,	Skysports çift kadranlı hava hızı göstergesi, 30-250 mph.	Herhangi bir hava hızı göstergesi kullanılabilir. Bu, yüksek hızlı hava nozulu test tünelimizin hız aralığına uyacak şekilde seçildi.
Sıcak Tel anemometre	Extech	407119	Topraklama nozullarını test etmek için kullanılan düşük hızlı rüzgar tünelindeki hava hızını ölçmek için de çeşitli seçenekler vardır.

Düşük hızlı sistemin döner . ,