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静电喷雾技术是一种新型施药技术,对促进植保机械行业的发展具有极其重要的意义。高压静电发生系统是静电喷雾装备的核心部件,对静电喷雾效果和应用有着决定性的作用。本文设计了喷雾静电发生系统,并对气助式静电喷雾装备的喷枪及动力装置优化。将喷雾静电发生系统应用于气助式静电喷雾装备,实验研究液压和电压两因数对荷质比、雾滴粒径、雾滴速度的影响。丰要研究内容及所获结论包括: 1.喷雾静电发生系统选用MOSFET为开关器件,采用开关电源PWM技术,以推挽式DC/DC逆变器为主变电路,通过高频变压器变压,四倍压整流后输出直流高压; 2.喷雾静电发生系统以AVR为控制核心,用单个ATmega16芯片来集中实现推挽式逆变技术、输出调压、LCD1602液晶显示、高电压隔离反馈稳压、过电压保护等功能。采用L6203驱动逆变器中的开关管; 3.系统控制是通过软件编程实现的,通过编程可以改变控制功能。利用proteus仿真控制系统,在protel中完成PCB设计,最终完成样机并调试。调试结果表明:设计程序运行可靠,软硬件调试结果达到预期目标。开关频率20kHZ,输出电压0~5kV连续可调,误差小于5%; 4.应用法拉第筒与网状目标相结合的试验装置进行荷质比实验,结果表明:在不同液压下,随着电压的升高,荷质比均呈现先增大后减小的趋势,其最大值出现在2500V附近。有效喷雾时,雾滴的最大荷质比达到4.89 mc/kg; 5.用Winner318型激光粒度分析仪对雾滴粒径试验研究,结果表明:在不同液压下,雾滴体积中径(VMD)在24~34μm之间,在生物最佳粒径理论值范围内,且液压小于为20psi时,雾滴的均匀度指标DR高于80%;相同液压下,随着电压的升高,2500V时,在静电场的作用下二次雾化,VMD逐渐变小,但是变化范围有限(2μm以内)。DR从82.2%增大至88%,即雾滴粒径更均匀。随着电压继续升高,VMD反向变大,DR也减小至83.5%; 6.利用PIV对雾滴速度试验研究,结果表明:液压为14psi时,雾滴群的最大速度从23.477 m/s(未荷电)提升至24.0494m/s(1500V),2500V时,雾滴群的最大速度为28.4308m/s,4500V时,雾滴群的最大速度减小至21.4745m/s,小速度雾滴数量明显增加。荷电后雾滴群的运动速度趋于平稳,在主喷雾区,雾滴群运动方向从杂乱无章到趋于一致并指向喷雾方向,径向速度差减小; 7.利用PIV分析气助式静电喷雾作用于目标物时雾滴的运动轨迹,结果表明:在气流场和静电场的辅助作用下,雾滴在目标物的背面有较多沉积; 8.结合实验结果得到本气助式静电喷雾装备的最佳工况为:静电电压2500V,液压14~16psi。