打捆裹包机自动控制喷药装置的研究

齐泽中+汤明昊+肖煜

摘 要：现阶段的打捆裹包机多为国外进口，在实际生产中并不完全适合我国国情，为了缩短青贮饲料的发酵周期，需要对打捆前的秸秆等原材料进行药液的喷洒，但是这个过程中会出现的药液浪费现象，所以我们利用压力传感器，角度传感器以及流量控制器与单片机程序设计了打捆裹包机自动控制喷药装置。

关键词：打捆裹包机；流量控制；喷药：密度流；检测；青贮添加剂

在我国，秸秆资源非常丰富。据统计，根据 2010 年统计年鉴 和秸秆产量 / 经济产量 估算中国 2009 年主要作物秸秆总量约 6.46 亿 t，其中以玉米、稻谷的秸秆为主，占总体的 2/3。作物秸秆用途广泛，在畜牧业可制成青贮饲料喂养牲畜；在新能源方面可以用于发电、制造燃料乙醇、发酵后生产沼气；作为液化发生灶原料；栽培食用菌等。随着国家相关环保政策的实施和农业产业结構的调整，秸秆的综合利用问题得到了很高的重视。[3-4] 随着科技的发展我国大力扶植农业的国策推行，科技兴农逐渐变为我们现在的主流路线，我们此次的研究项目在打捆裹包一体机上加装药液自动控制喷洒装置，利用药液用量控制装置以及草量检测装置通过此装置来实现青贮打捆裹包时药液喷洒不均匀，而造成药液严重浪费以及发酵不均匀的现象，主要利用了现在比较主流的单片机以及数字自动控制技术，利用压力传感器装置以及角度传感器装置的共同使用来检测入草口的草量进入情况，通过对草量的检测合理的喷洒适当的药液，做到药液的均匀喷洒，通过以上技术以及理念来实现我们药液自动控制喷装置的设计。通过对打捆裹包一体机药液自动控制喷洒装置的设计研究，来解决青贮饲料打捆裹包时药液喷洒不均匀，而造成药液严重浪费以及发酵不均匀的现象，同时通过此装置的加装让这种国外进口的大型农业机械更加适合我国农业的发展现状，让青贮饲料可以大规模快速的生产使用，促进我国青贮饲料的推广以及大规模使用。

一、系统的整体框架

1.草料重量检测装置

对打捆裹包机进草口处加装草料重量检测装置，通过该装置对每时刻通过进草口的草料的重量进行检测，得出草料的重量将这些重量转变为电子信号输入到计算机中。

该装置在具体设计时我们利用了压力传感器装置，分别在进草进口的传送带下面加装多个压力传感器对不同的区域进行同时检测，可以提高传送带上方便于各个药液喷头对传送带上不同区域的青贮原料进行均匀的药液喷洒，已达到装置设计的目的。

2.草料厚度检测装置

对打捆裹包机进草口处加装草料厚度检测装置，通过该装置对每时刻通过进草口的草料的厚度进行检测，主要目的是结合草料重量检测装置，通过检测每个时刻通过进草口传送带的草料的重量以及高度得出草料的密度流，通过密度流的得出实现对不同时刻进草口传送带上的草料药液的均匀喷洒实现，打轮裹包机喷药装置装置喷药时的合理性，避免了药液不必要的浪费。

该装置在设计时主要采用了角度传感器，在进草口加装挡板，每块挡板分别于一个角度传感器连接，并且每个角度传感器与挡板和一个可控药液喷头连接形成一个部分喷药系统，通过草料通过挡板时，挡板抬起的高度来确定草料的高度，在通过角度传感器将偏转的角度，转化为电子信号传送到控制器中，对喷头进行控制。

3.药液喷洒控制装置

计算机接收到草料重量检测装置所检测的每个时刻的进草口的草料密度流信号后，通过之前编写的草料总与药液用量的换算比得住药液的具体用量，通过流量控制器控制输出所需的药液用量，然后通过药液控制装置控制喷头对草料进行喷药。因为在药液喷洒的过程中我们利用了多个传感器分别检测的方法，来提高检测的准确性，所以在喷药时各个喷头的喷药量根据其检测值有关，已达到自动合理的对草料进行药液的喷洒。

4.流量控制器

工作原理是流量传感器采集到流量信息，通过变换器，转化为电信号，AD转换器将模拟电信号转化为离散信号，传给单片机。单片机软件系统根据事先的设定值对采集的信息进行处理，输出离散的控制信号。DA转换器将离散的控制信号转化为模拟电量。通过模拟电量来控制阀门的动作，从而调节流量，实现流量的精确控制。

流量是指单位时间内通过管道某一截面的物料数量。本控制系统的任务是对通过某一管道截面的物料数量即降粘剂流量进行控制。本系统采用单片机控制，通过流量计采集流量信息，传给单片机。单片机通过预先设定值和系统软件进行分析，发出相应的控制信号，驱动调节阀动作，从而确定降粘剂的配比与耗量，实现生产过程自动化。

二、结语

我国现阶段设计出的打捆裹包机械在技术水平上与发达国家相比还有一定的差距。为加快我国大捆机具的发展，提出以下建议：

加强自主创新研发能力，提高机具可靠性。结合我国特定的情况，研制出适合我国的打捆裹包机具。在满足设备可靠性及适应性的同时，降低生产成本，提高操作性能。

引进国外先进机具和技术，吸取其先进的设计经验，根据我国实际情况，对相应机械进行改进创新，逐渐完善我国打捆裹包机械的品种。

充分发挥政府在我国农业产业结构中的积极作用，为了进一步推动行业的健康发展，政府应充分发挥其作用。要加大对打捆裹包机械研发的投入；对国内打捆裹包机械生产企业和机械购买者提供农机补贴政策。在打捆裹包机械的研发、生产、销售等环节给予扶持和支持，形成一个有效的良性循环。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家统计局 .2010 中国统计午鉴 [M]. 北京 ： 中国统计出版 ，2010.

[2]全国农业技术推广服务中心 . 中国有机肥料养分志 [M]. 北京 ： 中国农业出版 ，1999.

[3]Vough I， Buckm aster D， Heinrichs J Baleage system 一 what is working best today[J].Silage for Dairy Farms Growing ，Harvesting Storing and Feeding NRAES-181，2006：158-170.

[4]Roybal J.Putting Hay To Work[J].Beef.Minneapolis 2006，43（1）：18.endprint