烟草喷雾机雾滴均匀性及沉积特性研究

烟草喷雾机作业效果的好坏是决定烟叶质量与产量高低的重要因素,雾滴均匀性及沉积特性是判定烟草喷雾机作业效果的重要指标。选取3种喷雾压力、风机风速和样机行驶速度进行喷雾试验,探究不同条件对雾滴均匀性及沉积特性的影响。试验结果表明:雾滴均匀性随喷雾压力和风机风速增大略微变好,基本不随样机行驶速度增大变化;雾滴覆盖率随喷雾压力增大覆盖率最大值不变,随风机风速增大覆盖率最大值减小,随样机行驶速度增大覆盖率整体减小。试验结果为后续烟草喷雾机优化设计提供参考。

植保无人机烟草大田施药作业参数优选

为探究当前主流植保无人机作业参数对烟草大田不同时期雾滴沉积分布规律的影响,获得雾滴最佳分布效果,以电动多旋翼植保无人机为对象,采用三因素三水平的正交试验对植保无人机飞行高度、飞行速度、施药量3个作业参数优化组合,同时对植保无人机的田间有效喷幅进行检验。结果表明:(1)在烟草伸根期最佳作业参数为飞行高度3 m、飞行速度4 m/s、施药量15 L/hm^(2);(2)在烟草旺长期最佳作业参数为飞行高度3 m、飞行速度5 m/s、施药量15 L/hm^(2);(3)在烟草成熟期最佳作业参数为飞行高度5 m、飞行速度4 m/s、施药量30 L/hm^(2);(4)植保无人机在烟草上的作业喷幅宜设为3~4 m。该试验结果可为后续植保无人机在烟草不同生长期的病虫害防治提供理论基础。

表面活性剂对提高农药雾滴在烟叶叶面上喷洒效率的研究

采用电子显微镜连续拍摄,记录单个农药雾滴在烟叶叶面上的整个蒸发过程,对比研究几种不同种类以及不同添加比例的表面活性剂对农药雾滴在烟叶叶面上扩展面积和蒸发时间的影响。旨在为实际烟叶病虫害防治工作中筛选出最佳种类的表面活性剂及其最佳添加比例,对提高农药喷雾效率提供依据。

基于级联卷积网络的烟支外观检测系统

针对烟支在生产过程中可能出现的黑点、油渍、刺破、夹沫、褶皱、缺嘴、烟支长短不一等缺陷,提出一种基于深度学习的烟支图像对比分析方法。对烟支中的水松纸区域,基于级联卷积网络,搭建了一种满足现场需求的最佳权重分布的神经网络分类模型;对烟支中的卷烟纸区域,采用高低值的模型比对算法,两者相结合大幅提高了烟支检测的实时性和准确性;同时引入了多尺度的时空特征,利用图像序列实现了帧间前后烟支缺陷信息的关联标记,将剔除轮的烟支剔除率降低了约2/3。在自建烟支数据集的基础上,搭建的分类模型准确率较ResNet-18提高了8.64个百分点,较紧固件缺陷自动检测(ADDF)算法和自动织物缺陷检测(AFDD)算法提高了7个百分点以上。

植保无人机喷雾助剂及喷头类型对烟田雾滴沉积分布的影响

为明确植保无人机对烟田的喷雾效果,减少农药使用量,研究了3种植物油类助剂(倍达通、迈飞和迈道)和2种喷头(液力式喷头SX110015、离心式喷头IDK120015)对药液理化性质、雾滴沉积密度和覆盖率的影响。结果表明:3种植物油类助剂可降低药液表面张力和接触角,降低小雾滴数量占比和雾滴谱相对跨度,增加雾滴在烟草冠层的沉积密度和覆盖率,提高雾滴均匀性。与未添加助剂相比,添加1.0%倍达通,药液表面张力和接触角分别降低58.8%和64.3%,采用SX110015喷雾,烟草上、中、下冠层的药液雾滴密度分别提高32.0%、42.1%和202.8%,覆盖率分别提高97.9%、106.1%和141.5%;添加迈飞后,药液雾滴DV0.5增加13.8%,小雾滴数量占比降低22.7%。与SX110015喷头相比,采用IDK120015喷雾,烟草上、中、下冠层的药液雾滴密度分别提高92.9%、101.6%和160.7%。表明烟田植保无人机施药时,药液中添加倍达通、迈飞和迈道均可有效提高烟草冠层的施药效果;SX110015喷头的喷雾药液雾滴穿透性强,而IDK120015喷头喷雾药液雾滴粒径细、雾滴密度高,适宜在风速≥0.6 m/s条件下喷洒保护性或内吸性药剂。

片烟加料外混式空气雾化喷嘴雾化粒径分布特性

为检测烟草加料工艺过程中料液雾化液滴粒径分布特性,利用两台高速相机、外混式空气雾化喷嘴激光平台试验装置以及Halcon图像处理软件,分析了料液流量、料液温度、喷嘴气压对外混式雾化喷嘴雾化粒径分布的影响,同时利用离散型均匀分布方法建立了雾化液滴粒径的均匀性分布函数,利用量纲分析法建立了索太尔平均直径(SMD)的试验数学模型。结果显示:①在其他条件不变时,随着检测区域变化,雾化液滴分布均匀性效果逐渐变佳,其中区域4雾化液滴分布均匀性统计量变化差异最大。②其他条件相同时,随着雾化气压力的增加,雾化液滴分布均匀性呈逐渐降低趋势。③其他条件相同时,雾化液滴分布均匀性随料液流量增加而逐渐增加;雾化液滴分布均匀性随料液温度增加先减小后增大。④其他条件相同时,随着料液温度、雾化气压力的增加,SMD值呈不规则变化;随着料液流量、雾化气压力的增加,SMD值呈先减小后增大趋势;随着料液流量、料液温度的增加,SMD值逐渐减小。