Aktuális cikkek

Mérőeszköz fejlesztés a permetezőgépek ellenőrzéséhez

Bevezetés

A növényvédelmi munka hatékonyságát számos tényező között a kijuttatás eszközrendszere és annak műszaki állapota is befolyásolja. A vegyszeres növényvédelem agrár- és környezetvédelem hatását is elismerve már az 1970-es évektől kezdve számos permetezőgép vizsgálati eredményt hoztak nyilvánosságra a hazai meghatározó egyetemi és felsőoktatási kutatóműhelyek, azonban a növényvédő gépek műszaki felülvizsgálatának gondolata csak az EU csatlakozási szándékunk tükrében az 1990-es évek végén merült fel. A Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi intézetében már évek óta folyik a növényvédelmi gépek időszakos műszaki felülvizsgálatát lehetévő tevő eszközrendszer kialakítása és a rendelkezésre álló műszeres infrastruktúrára alapozva több vizsgálati eredmény is született, amely alátámasztotta a növényvédőgépek műszeres műszaki felülvizsgálatának szükségességét (Antal, 2013; 2015; Antal et. al. 2016).

Anyag és módszer

A permetezőgép ellenőrző eszközrendszernek illeszkednie kell a magyar agrárgazdasági viszonyokhoz. Olyan vizsgálóberendezésekre van szükség, amely a vizsgálati szolgáltatást végzők számára megfizethető és ezáltal a gazdálkodóknak is elfogadható anyagi terhet jelent a szolgáltatás igénybe vétele. Egy ilyen ültetvény-permetezőgép vizsgálóberendezés kifejlesztésében működik együtt a Magyar Növényvédő Mérnöki és Növényorvosi Kamara és a Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézete.
Az ültetvény-permetezőgép vizsgálóberendezésekkel szemben támasztott műszaki követelményeket a külpiacokról beszerezhető berendezések alapvetően teljesítik, azonban a magas áruk mellett a rendszeres üzemeltetésük folyamán is merültek fel olyan problémák, amelyek az új fejlesztést indokolják és a rohamosan fejlődő információtechnika is egyre olcsóbb mérési megoldásokat tesz lehetővé.
Az ültetvény-permetezőgép vizsgálóberendezés kifejlesztésénél az alapvető célkitűzésünk az volt, hogy az új berendezés legalább olyan jól lássa el a használati funkcióit, mint a jelenleg forgalomban levő berendezések és az ára is sokkal kedvezőbb legyen azoknál. A céljaink megvalósítása érdekében a mérőrendszer kifejlesztéséhez először modellvizsgálatokat végeztünk.

1. ábra – Az egyszelepes felső beömlésű mérőrendszer hidraulikus vázlata

A modellvizsgálatok menete és módszerei:

  • A jelenlegi ültetvény-permetezőgép vizsgálóberendezések mérési elveinek, módszereinek tanulmányozása, elemzése.
  • A lehetséges mérési elveinek, módszereinek tanulmányozása, elemzése.
  • A mérési modellek kidolgozása, megvalósítása.
  • A mérések elvégzése, a mérési eredmények kiértékelése, elemzése.

A mérési eredmények kiértékelésénél, elemzésénél alkalmazott módszerek:

  • Folyadékáram meghatározás mérési módonként 5 ismétlésben.
  • Átlag és szórás meghatározás mérési módonként.
  • A mérési eredmények összehasonlító elemzése táblázatos és grafikus megjelenítés alapján.

Eredmények és értékelésük

Az ültetvény-permetezőgépek kötelező időszakos felülvizsgálatának ki kell terjednie egy előre rögzített névleges nyomásértéknél az egyes szórófejeken fajlagosan átáramló folyadékmennyiség ellenőrzésére. A vizsgálatokhoz ennek érdekében mérni kell a növényvédő gépen beállított nyomás tényleges értékét a szórófejeken és minden egyes szórófej esetén meg kell határozni az azokon fajlagosan a szabadba kiáramló folyadékmennyiséget.

2. ábra – A kiáramló folyadékmennyiség átlaga kísérletenként

A jelenlegi ültetvény-permetezőgép vizsgáló berendezések mérési elveinek, módszereinek tanulmányozása, elemzése:
Az egyszelepes mérőrendszereknek több olyan gyakorlati megvalósítási változata is lehetséges, amely megfelel az ültetvény-permetezőgépek vizsgálóberendezésével szemben támasztott követelményeknek.
A jelenleg forgalmazott és az EU-ban elterjedten alkalmazott berendezéseken gyakran alkalmaznak egyszelepes felső beömlésű mérőrendszert.
Az ültetvény-permetezőgépek szórófejeit azonos hosszúságú flexibilis vezetékkel közvetlenül kötjük össze a mérőberendezéssel (1. ábra). A mérőedények feltöltése azonos magasságból, mérőkörönként azonos hosszúságú merev vezetéken keresztül szabad kifolyással felülről történik.

A mérések elvégzése, a mérési eredmények kiértékelése, elemzése

A kialakított mérési modell segítségével négy különböző feltöltési módot vizsgáltunk öt ismétlésben. A vizsgált feltöltési módok: 1. felső beömlésű zárt rendszer, 2. felső beömlésű nyitott rendszer, 3. alsó beömlésű zárt rendszer alsó beömlési szint alatti flexibilis feltöltő vezetékkel, 4. alsó beömlésű zárt rendszer felső beömlési szint fölé vezetett flexibilis feltöltő vezetékkel.
A mérési sorozatokat egy előzetesen kalibrált szabad kiáramlás mellett végeztük el. A flexibilis feltöltővezeték eltávolítása után nyitottuk a fő elzárószelepet és kalibrált mérőhengerben felfogtuk a kiáramló folyadékot és rögzítettük a zárás és a nyitás közötti időtartamot. A feltöltési sebességet az ültetvénypermetezési gyakorlatban szokásos 1,5d m3/min értékhez közelítettük.
A kalibrálás után feltöltési módonként öt ismétlésben elvégeztük a mérést és 415,0 mm és 115,0 mm érzékelési szintekhez tartozó időtartamból határoztuk meg kísérletenként a tényleges feltöltési (kiáramlási) sebességet. A feltöltési módonként öt ismétlésben elvégzett mérések átlageredménye és szórása a 2. ábrán látható.
A feltöltési módonként meghatározott kiáramlási sebességek szórásának maximuma ϭ=0,016 volt, így minden mérési eredmény megfelelően reprezentálja az átlagot. Az egyes feltöltési módozatok átlaga szignifikánsan eltért egymástól. A 3. és a 4. sorozat eredménye között nem mutatkozott szignifikáns eltérés, mivel a flexibilis feltöltővezetékben a folyadékáram a 4. feltöltési mód esetén sem szakadt meg.
A kialakított mérési modellel elvégzett kísérletek azt igazolták, hogy az alkalmazott ultrahangos folyadékszintérzékelő jeladó és jeltovábbító alkalmas a mérőedénybe beáramló folyadékszintváltozás követésére, amely alapján az átlagos kiáramlási sebesség meghatározható.

Következtetések

Mindegyik feltöltési mód esetén megállapítható, hogy a tényleges kiáramlási sebesség értékek eltérnek a szabad kiáramlás esetén mért kalibrálási értéktől. A kifejlesztendő rendszerben a mérési eredmények alapján meghatározott átlagos értékek szoftveres korrekciója szükséges.
A kifejlesztendő vizsgálóberendezés esetén a mérések folyamán a flexibilis feltöltővezetékben biztosítani kell a folyamatos, megszakadásmentes folyadékáramlást.
A mérések folyamán mérési módozatonként a mérési és a mérési eredményekből származtatott átlagos folyadékáram értékek szórása alacsony, ebből következően az ultrahangos folyadékszint-érzékelés pontossága megfelelő.
Mérési módozatonként a mért értékek alacsony szórása nem befolyásolja a kifejlesztendő mérőrendszer elvárt mérési pontosságát.

Összefoglalás

A növényvédelmi munka hatékonyságát számos tényező között a kijuttatás eszközrendszere és annak műszaki állapota is befolyásolja. A növényvédő gépek időszakos vizsgálatáról a hatályos EU irányelveknek megfelelően hazánkban is jogszabály rendelkezik. A permetezőgép ellenőrző eszközrendszernek illeszkedni kell a magyar agrárgazdasági viszonyokhoz. Olyan vizsgálóberendezésekre van tehát szükség, amely a vizsgálati szolgáltatást végzők számára megfizethető és ezáltal a gazdálkodóknak is elfogadható anyagi terhet jelent a szolgáltatás igénybe vétele. Egy ilyen ültetvény-permetezőgép vizsgálóberendezés kifejlesztésére irányuló tevékenység elkezdődött a Magyar Növényvédő Mérnöki és Növényorvosi Kamara és a Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézetének együttműködésében. A fejlesztés eredményei által a gazdák egy megfizethető, de magas minőségű és színvonalú szolgáltatáshoz jutnak.

Irodalom

Antal T. 2013. Szántóföldi permetezőgépek műszaki felülvizsgálatainak eredményei. Őstermelő, 2013/2. szám, 2013. április-május, 26-28. p. ISSN 1418-088X
Antal T. 2015. Permetezőgépek karbantartása és műszaki felülvizsgálata. Őstermelő, 2015/3. szám, 2015. június-július, 37-40. p. ISSN 1418-088X
Antal T. – Kovács Z. – Kalmár I. 2016. Növényvédőgépek műszaki felülvizsgálatainak berendezései és vizsgálati eredmények. Acta Academiae Nyiregyhaziensis 2, 6-12. p.

Dr. Kalmár Imre, Dr. Kovács Zoltán,
Dr. Kalmárné Dr. Vass Eszter, Lajtos István

Hozzászólás a cikkhez