智能喷洒(技术)——新时代

农作物喷雾器继续发展。基本原则是;液体的解决方案是通过精确形状的喷嘴,以一定的压力将液滴的分布在目标植物,杂草或土壤。德莫特·Forristal Teagasc研究者探讨了智能/精度的方法

(主上图:亚马孙智能喷雾器,合作的程度的一个例子需要更精确的智能喷雾器喷涂操作亚马逊宣布他们的试验,3公司参与车载技术)。

农作物喷雾器继续发展。基本原则是;液体的解决方案是通过精确形状的喷嘴,以一定的压力将液滴的分布在目标植物,杂草或土壤。现代喷雾器可以更准确和更大程度的控制。精密喷涂使用智能的概念喷雾器承诺甚至更有针对性的应用程序有可能减少杀虫剂的使用,减少阻力发展,同时保持功效。

精度在喷洒不断提高:

• 喷嘴喷雾模式更好地繁荣喷雾均匀
• 准确的压力监测和前进速度测量
• 空气吸入喷嘴的使用以减少漂移
• 成角的喷嘴改变覆盖在某些目标
• 繁荣的高度控制系统,以减少漂移
• 自动开关的部分或喷嘴在海角和短期,最小化重叠。
• 喷雾机控制系统易于设置和控制输出
• 智能手机喷涂应用来帮助选择喷嘴,速度和压力

智能/精密喷涂

在传统的喷涂操作力求整个领域,涂抹于智能/精度的方法是目标;只在植物或部分应用化学领域,将从中受益,在适当的利率。达到这种程度的精度至少有三个基本的组成部分:

• 传感系统可以测量不同的作物、土壤和杂草形成的基础变量应用程序或治疗。这些传感器可以植被,或偶尔土壤,传感器,可能是拖拉机悬挂,drone-mounted、基于卫星或者由一个用户。数据从传感器的组合和其他来源,如产量或土壤地图,或手动验证杂草(地面真理)可以用来给更多信息见过任何变化的原因。
• 一个响应函数根据研究,决定要做什么。如果确定是杂草区域,喷洒除草剂,但如果一种疾病重点是识别,气象数据和模型只能用于确定,重点是治疗或整个领域。
• 喷涂技术允许速度变化或产品被添加到响应要求可变利率或喷洒。这需要做的足够快,分辨率(即治疗宽度或地区)提供的信息相匹配。

最终的应用程序可分为三类:

• 可变利率应用程序:包括改变产品的速度被应用基于测量的可变性。的分辨率或大小的区域应用这个变化将取决于测量和/或应用技术。最小宽度如可能完整的繁荣。24米宽繁荣宽度,或者它可能是部分或更小,如果喷嘴输出可以单独控制。
• 补丁喷涂:这是一个领域中的特定区域,可能存在杂草或疾病重点是识别,喷与特定产品和其他领域未得到治疗。
• 现场喷涂:这就像补丁喷洒除了它意味着喷雾可以针对一个小得多的地区,例如可能是针对单一的杂草。

变化的传感器

虽然有很多农作物和土壤的特点是可以衡量的,那些用于实时往往“multi-spec”或“RGB图像传感器测量电磁波谱的一部分,我们看到的颜色;但它也包括不可见波长。激光雷达距离传感器也使用类型。通过微调测量和处理数据,这些可以用来识别植物的存在,也许是识别植物类型(杂草或作物),甚至是衡量植物压力(疾病或干旱)。评估形状和模式(机器视觉)也可以确定植物类型。

喷嘴和喷嘴控制技术

扇形喷嘴,空气-感应或标准,是否多才多艺和西装制服的应用。然而他们为可变利率应用程序是相当有限的。使用喷雾压力改变影响喷涂质量成负相关关系,漂移和作物渗透。改变前进速度将改变应用程序速度,但这对工作效率的影响,只能工作在整个繁荣宽度(12至36米)。三个新喷嘴技术给可变速度控制选项:

• 可变利率与导管机械计量喷嘴
• 多喷嘴开关选项在每个喷嘴的位置
• 脉冲宽度调制(PWM)控制在每个喷嘴

机械计量喷嘴

这些孔喷嘴的身体有一个变量,通常由喷雾机压力控制,随着压力增加而增加。与传统的喷嘴从2到4栏一倍的压力可能会增加输出只有40%,但“Varitarget”变量孔喷嘴,改变将使产量增加350%。但这些喷嘴类型难以维持输出控制的程度需要精确的杀菌剂和除草剂使用。另一个变体Turbodrop可变利率的有一个喷孔与第二孔打开当压力不断增加。喷嘴类型依赖于压力变化来改变需要很好的压力控制系统。他们没有在欧洲有很多应用程序。

多喷嘴开关选项在每个喷嘴。

这越来越多的可用技术的例子包括Exactapply(约翰迪尔)Amaselect(亚马孙)硒整流器(Arag)和二(Hypro)反应。这些自动切换喷嘴座单元可以有5个喷嘴的不同大小控制电子,可以瞬间转换,需要输出的需求变化。整个繁荣而喷洒压力保持不变,可用性的说02、03、04和05年大小喷嘴可单独工作,或组合,允许范围的输出被自动选择每个喷嘴点给可变利率的可能性应用在每个喷嘴位置。此外该系统可以弥补差异在繁荣的速度,因为它把一个角落或曲线。

脉冲宽度调制(PWM)

PWM喷雾机控制的概念很简单。而不是通过喷嘴喷雾流动不断,它可以通过它来减少“脉冲”流。“脉冲宽度调制”一词来自于电子控制电路使用,这是通常用于控制电机的速度。在喷涂应用程序中,脉冲可能发生在10赫兹到100赫兹即每秒10到100倍。在最大流量喷嘴喷洒不断,但50%流量喷嘴只打开一半的时间工作周期(50%),所以对于每一个脉冲,它在相同长度的时间,但有10 - 100脉冲/秒。这些系统通常允许多达四、五倍的变化输出如从200升/公顷到50公升。喷淋管道和电磁系统必须保持系统压力完全确保每个短脉冲提供了一个适当的喷雾模式在即时喷洒。通常每秒钟喷嘴正在相反的阶段所以当一个脉冲,相邻喷嘴,降低作物的风险被“错过”较低的频宽比利率,更高的速度向前发展。脉冲率越高(20 - 100 hz)降低了作物的风险。这个系统非常适合可变利率的应用程序,因为它可以保持喷雾质量(液滴大小、渗透和报道)在一系列输出和瞬时开/关和单个喷嘴控制系统允许特别适用于现场喷涂。 PWM does not work well with air induction nozzles. There are a number of manufacturers working on, or offering PWM systems including Teejet, Amazone, Raven, Agrifac.

一个变量的基础上提供不同的产品

智能喷洒系统需要额外的喷雾产品(e。g额外除草剂),而不是只是一个可变利率,添加spot-spraying或patch-spraying,交货有很多选项:

独立的喷雾通过:喷雾器提供主要产品,然后提供额外的产品在一个单独的运行在“补丁”或“现货”喷雾模式使用必要的传感器/地图为基础的控制技术。

多线系统:这需要一个完全独立的喷淋管道系统(包括单独的喷嘴和喷淋罐)在经济繁荣时期,通常有一个喷淋管道以恒定的应用程序提供一个整体产品率,然后;现货或贴片治疗线配有必要的传感器/地图控制技术为基础,将第二个产品在一个可变利率斑点或斑块内的字段。

剂量或直接喷射系统:在此系统中,未稀释的农药产品分开持有稀释剂(水)通过喷淋管道循环。农药产品准确地计量供给而喷洒非常精确的计量和混合设备。这通常会遵循应用程序地图应用杀菌剂以恒定速率和添加除草剂作为由控制应用程序地图。虽然这使得几乎无穷无尽的混合和应用的可能性,它是复杂的,昂贵的,涉及到处理未稀释的产品。也比现场更适合补丁喷喷,因为它不能立即交付所需的产品单个喷嘴。然而有优势在一片喷淋系统和企业如乌鸦和Diimotion开发这些系统。

无人驾驶飞机交付:炒作无人机持续农业和在许多领域是合理的。在精密方法中,无人机携带摄像机/ multi-spec传感器的能力是有用的,但无人机可能交付和农药应用到补丁或者点字段需要少量的补丁或喷洒。例如如果一个10公顷字段需要喷洒1%的区域发展草坪杂草的问题,与产品应用于50升/公顷,需要无人机载荷的5公斤这样做有一个填满。

把它放在一起

精密喷涂这里讨论的概念存在至少30年,但发展缓慢,因为它依赖于研究传感器、定位、数据处理(包括机器学习、人工智能),响应模型/算法和喷雾机控制,将这些概念工作模型。虽然一直在进步组件,我们现在才看到完整的系统配置被放在一起,可能导致在未来大规模应用。亚马孙最近宣布智能喷雾机的田间试验表明所必需的合作水平一起带来必要的技术。亚马孙生产喷雾器及其控制,博世生产相机传感器用来扫描作物和杂草识别和Xarvio,巴斯夫公司提供的软件决定了喷雾器的回应。喷雾器使用PWM允许准确应用点的基础上所确定的杂草和传统的喷雾机线同时整体喷涂与一个单独的产品。而三个商业公司合作在这个聪明的喷雾器,主机附带的技术源自许多大学和研究所的项目。有很多研究和商业团体致力于这些技术。

上图:PWM提供脉冲切除卵巢的模式,允许变量输出,也适合“现货”应用程序。相邻喷嘴工作交替脉冲阶段。

图像对的:约翰迪尔多喷嘴开关(exactapply)约翰迪尔单元可切换的喷嘴的身体只是一个例子,在这种情况下,可以结合PWM给予大量的输出和自动化功能

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