ساخت و ارزيابي سامانه كنترل غلظت محلول خروجي سمپاش ميزان‌ متغير

Construction and Evaluation of Outlet Flow Control System for a Variable Rate Sprayer

در اين تحقيق، سامانه كنترل غلظت محلول مصرفي براي دستگاه سمپاش بوم­دار پشت تراكتوري، ساخته و ارزيابي­شد. اين سامانه شامل حسگر سرعت پيشروي سمپاش، پمپ مقسم مواد شيميايي، محرك پمپ مقسم، حسگر سرعت دوراني پمپ مقسم، واحد اختلاط آب با مواد شيميايي و واحد كنترل الكترونيكي است. با نصب سامانه روي دستگاه سم­پاش پشت تراكتوري، قابليت كاربرد مواد شيميايي محلول در آب با مديريت موضعي ايجاد شد. از محلول آب نمك براي تعيين دقت سامانه در مزرعه به­اين دليل استفاده شد كه اندازه ­گيري غلظت آن آسان است. اين سامانه از نوع تزريق مستقيم است كه براي تغيير غلظت محلول مصرفي، مقدار ماده مؤثر را در سيال حامل (آب) تغيير مي­دهد. در آزمون كارگاهي، اثر عوامل فشار محلول مصرفي و سرعت دوراني محور پمپ مقسم در بده خروجي پمپ مقسم ارزيابي شد. رابطۀ رگرسيوني بين متغير وابسته بده خروجي پمپ مقسم و متغيرهاي مستقل تهيه ­شد. در آزمون­هاي مزرعه­اي، نقشۀ توصيه­ اي غلظت محلول مصرفي براي قطعۀ زراعي مورد استفاده با نرم­افراز ArcGIS تهيه شد. اثر سرعت پيشروي (3 سطح 3، 6 و 9 كيلومتر در ساعت) و فشار رايج پاشش محلول در مزرعه (3 سطح 3، 4 و 5 بار) بر مقدار خطاي غلظت محلول خروجي (درصد) افشانك­هاي اول و آخر سمت راست تيرك، نيز به­طور جداگانه ارزيابي شد. نتايج آزمون كارگاهي نشان مي­دهد سرعت دوراني پمپ مقسم، فشار محلول مصرفي و اثر متقابل آنها بر بده پمپ در سطح يك درصد معني دار است. نتايج آزمون مزرعه نيز نشان مي­دهد كه فشار محلول مصرفي و سرعت پيشروي در خطاي غلظت محلول خروجي از افشانك اول معني­دار نيست و اثر سرعت پيشروي در خطاي غلظت محلول خروجي از افشانك آخر در سطح يك درصد معني ­دار است. متوسط ميانگين خطاي افشانك­هاي اول و آخر به­ ترتيب 2/71 و 3/56 درصد است.

This study designed and built an electronic control system to control the chemical concentration of the spray solution in a crop sprayer. The system consisted of a speed sensor, a chemical metering pump, driver, and rotating speed sensor, mixing unit, and electronic control unit. The sprayer provided site-specific crop management after installation of the system on a field sprayer. The direct injection system changed the volume of the mixed chemicals in the carrier fluid (water) to change the concentration of the spray solution. The effects of spray solution pressure and rotational speed of metering pump on pump discharge were evaluated in laboratory testing. A regression relationship was observed between the dependent variable (metering pump discharge) and independent variables. In farm tests, the prescriptive map for concentration of spraying solution was first developed using ArcGIS software. The effects of travel speed (3, 6, and 9 km/h) and spray pressure (3, 4, and 5 bar) on spray concentration error of the first and last nozzles on the right-hand side of the sprayer boom were evaluated. The results showed no significant effect for pressure of sprayed solution and travel speed of the machine on the error of sprayed solution concentration of the first nozzle. The effect of travel speed of the machine was significant on the error of the sprayed solution concentration of the last nozzle. The mean sprayed solution concentration error of the first nozzle was 2.71% and of the last nozzle was 3.56%.