林业科学  2003, Vol. 39 Issue (3): 94-97   PDF    
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熊惠龙, 舒朝然, 陈国发, 陈方, 詹敏.
Xiong Huilong, Shu Chaoran, Chen Guofa, Cheng Fang, Zhan Min.
不同电压下静电喷粉沉积效果的比较试验
STUDY ON EFFECTS OF ELECTROSTATIC DUSTINGBY USING DIFFERENT HIGH VOLTAGES
林业科学, 2003, 39(3): 94-97.
Scientia Silvae Sinicae, 2003, 39(3): 94-97.

文章历史

收稿日期:2001-12-03

作者相关文章

熊惠龙
舒朝然
陈国发
陈方
詹敏

不同电压下静电喷粉沉积效果的比较试验
熊惠龙1, 舒朝然1, 陈国发1, 陈方1, 詹敏2     
1. 国家林业局森林病虫害防治总站 沈阳 110034;
2. 沈阳农业大学 沈阳 110161
摘要: 利用玻片计数法测定了1.5×104V、3×104V、5×104V 3种电压下的静电喷粉效果,并与常规喷粉效果作了比较。结果表明,5×104V、3×104V和1.5×104V高压下的粉粒在靶标上的沉积密度分别是常规喷粉的3.77、3.24和1.72倍。实际应用中,应用3万伏高压即可达到理想的喷粉效果。
关键词: 静电喷粉    电压    粉粒沉积密度    
STUDY ON EFFECTS OF ELECTROSTATIC DUSTINGBY USING DIFFERENT HIGH VOLTAGES
Xiong Huilong1, Shu Chaoran1, Chen Guofa1, Cheng Fang1, Zhan Min2     
1. General Station of Forest Pest Management Shenyang 110034;
2. Shenyang Agricultural University Shenyang 110161
Abstract: The effects of electrostatic dusting with different voltages was determined using microscope slides counting method, and was compared with the effect of normal dusting. The results showed that, the deposit density of the electrostatic dusting with 5.0×104V, 3.0×104V and 1.5×104V voltages were respectively 3.77, 3.24 and 1.72 times that in the normal dusting. In practice the ideal effect of the electrostatic dusting could be achieved by using 3×104V voltage electrostatic duster.
Key words: Electrostatic dusting    Voltage    Deposit density    

静电喷粉过程中使粉粒带电,喷出后由于静电作用能与植物表面主动吸附(浅野和俊,1986),因而对植物覆盖面广,在植物表面(无论正面或背面)的沉积密度大,分布均匀,对病虫体防效好,用药少,成本低(熊惠龙等,2001)。这是传统液力或风力喷药技术无法做到的(Dobbins,1995)。为了开发应用这项技术,笔者对常规喷粉机做了改进,增加了高压静电发生器和高压诱电电极,利用载玻片计数法(张宗炳,1988)进行了不同电压(1.5×104V、3.0×104V、5.0×104V)下的静电喷粉效果的试验,其效果明显优于常规喷粉。

1 材料与方法 1.1 供试机器

3WF-3S型背负式喷粉机(山东临沂药械厂)加装高压静电发生器(1.5×104V、3.0×104V、5.0×104V)和诱电电极。

1.2 供试粉剂

为能够直观地观察喷粉效果,采用铁红颜料粉(细度为300目以上)。

1.3 静电喷粉效果测试方法

采用玻片喷粉计数法(张宗炳,1988)进行测试。试验分为4组,其中3组为静电喷粉试验,即将高压静电分为1.5×104V、3.0×104V、5.0×104V 3组,另一为常规喷粉试验作为对照。取一般实验用载玻片100片,也分为4组,每组25片,其中3组用于静电喷粉试验,另1组用于常规喷粉试验。每组玻片均按顺序编为1~25号,静电喷粉用载玻片和常规喷粉用载玻片编号要一一对应。载玻片的一面均匀涂上一薄层凡士林油,置于按试验组编号的玻片标本盒内待用。另做25根长1.5 m,宽3 cm且有一定厚度的毛竹片,竹片的一端削尖,可直插于疏松的土壤中。而另一端则沿横断面纵切一条缝,可使载玻片插立(或夹于)其中。选一块平地,晴天微风日(风速3 m·min-1,相对湿度60%),将25根竹片按株距、行距为1.5 m插置于地面上,行间竹片均保持平行。然后将涂有凡士林油的载玻片按编号顺序夹于25根竹片的顶端(这样玻片之间也均保持平行),喷粉时将喷粉机喷口保持在离第一排玻片垂直距离5 m的地方左右移动(移动速度0.67 m·s-1),喷粉方向始终与玻片平面保持平行。喷粉速度控制在2档,各种处理的喷粉速度始终一致。3组静电喷粉和常规喷粉重复做4次试验。每组喷粉试验做完后按顺序取下各号载玻片,依编号放置于按试验组编号的玻片标本盒内。4组试验做完后,回室内用普通显微镜依次分别对各组玻片进行镜检(放大倍数:目镜10×物镜40),按视野统计玻片上沉积的红色粉粒数。每一玻片随机检查4个视野,做好记录,最后取其平均数。

2 结果与分析

静电喷粉效果测试见表 1,由表 1中看出,除了个别玻片的情况外,3组静电喷粉试验的大部分载玻片上附着的粉粒数量远高于常规喷粉的相同位置的载玻片。特别是第2排玻片6、7、8、9、10号和第3排玻片11、12、13、14、15号,即离喷粉机喷口垂直距离为6.5~8.0 m处的玻片,特别是5.0×104V和3.0×104V静电喷粉的载玻片的粉粒沉积密度是常规喷粉的载玻片的数倍。从6号到10号,即第2排的第7号位载玻片每视野沉积数最高,3组静电喷粉分别为118、116、70,而相对应的常规喷粉为38粒,即3组静电喷粉分别为常规喷粉的3.11、3.05、1.84倍;3组静电喷粉的第10号位载玻片的每视野沉积数最低,分别41、31、20,而相对应的常规喷粉仅为2。即3组静电喷粉为常规喷粉的20.5、15.5、10.0倍;第2排的6~10号位的载玻片,不同电压条件下的3组静电喷粉平均每视野沉积数分别为83.4、80.4、40.8,而常规喷粉条件下平均每视野为26.4,即3组静电喷粉平均分别为常规喷粉的3.16、3.05、1.55倍。第3排也即距喷粉机喷口垂直距离为9.0~10.0 m处的载玻片11~15号中,3组静电喷粉的第13号位的载玻片的每视野沉积数最高,分别为153、150、30,而相对应的常规喷粉为28,即3组静电喷粉分别为常规喷粉的5.46、5.36、1.07倍;3组静电喷粉的第12号位的载玻片每视野沉积数最低,分别为32、28、16,而相对应的常规喷粉仅为2.0,即3组静电喷粉分别为常规喷粉的16、14、8倍;3组静电喷粉在第3排的载玻片平均每视野沉积数分别为71.3、68.25、24.8,而相对应的常规喷粉平均每视野沉积数仅为17.8,即3组静电喷粉平均分别为常规喷粉的4.01、3.83、1.39倍。从玻片1~25号,3组静电喷粉每视野沉积数平均分别为45.3、41.6、20.2,而常规喷粉平均为16.8,3组静电喷粉每视野沉积数平均为常规喷粉的3.77、3.24、1.72倍。另外,从镜检观察,静电喷粉条件下的载玻片表面沉积粉粒数远比常规喷粉密而均匀;而且另一面(未涂凡士林)也明显有多而密的粉粒,而常规喷粉的载玻片的另一面(未涂凡士林)虽有,但少而不明显。与上述规律类似,静电喷粉条件下,凡是涂有凡士林的一面有密集粉粒沉积的载玻片,其另一面(未涂凡士林)也有较为密集的粉粒沉积。例如,第2排7号位的载玻片未涂凡士林的一面上的粉粒沉积密度也较高,3组静电喷粉分别为91、86、55,而相对应的常规喷粉仅为10.5;第3排第13号位的载玻片未涂凡士林的一面上的粉粒沉积密度也很高,3组静电喷粉分别为121、109、12,而相对应的常规喷粉仅为13;从1~25号载玻片的未涂凡士林的一面上的粉粒沉积数统计看,3组静电喷粉的粉粒沉积密度(每视野)平均数分别为31、3 5.5、16.2,而常规喷粉平均为7.0,即3组静电喷粉在载玻片未涂凡士林的一面上的粉粒沉积密度平均为常规喷粉的4.4、5.07、2.3倍。

表 1 不同电压(高压)条件下粉粒沉积密度镜检统计比较 Tab.1 Deposit density of electrostatic dusting by using different high voltages

将3组静电喷粉和常规喷粉的各排载玻片的粉粒沉积密度的平均值一一对应进行比较,便可得出图 1的结果。由图看出,常规喷粉效果与距离密切相关,距离越远,效果越差;1.5×1 04V电压的静电喷粉效果不佳,与常规喷粉没有明显的差别;3.0×104V和5.0×104V电压的静电喷粉效果在5~8 m区间远远优于常规喷粉,特别在6~8 m区间效果最好,为常规喷粉的3倍以上,但3.0×104V与5.0×104V的效果之间没有明显的区别。

图 1 不同电压下的静电喷粉与常规喷粉粉粒沉积密度的比较 Fig. 1 Deposit density of electrostatic dusting using different high voltages ①为喷粉机喷口与各排载玻片的水平距离 Distance from duster head(nozzle) to the microscope slides in each line.

测试试验是在晴天微风条件下进行的,且玻片表面均与喷粉方向保持平行。静电喷粉条件下的玻片沉积粉粒数与常规喷粉有较大的差异,这说明静电喷粉条件下所喷出的粉粒由于带静电而与玻片表面有主动的吸附效应,故沉积在玻片表面的粉粒数成倍地高于常规喷粉。从试验结果还可看出,不同电压条件下的静电喷粉效果是不同的,电压越高,喷粉效果越好,1.5×104V电压条件下,静电喷粉效果不佳,玻片每视野沉积粉粒数平均为20.2,与常规喷粉效果区别不大,仅为常规喷粉的1.72倍;5.0×104V和3.0×104V电压条件下,静电喷粉效果很理想,玻片每视野平均沉积粉粒数分别为45.3和41.6,与常规喷粉效果区别很大,分别为常规喷粉的3.77和3.24倍。这说明,喷头所施加的电场越强,从喷嘴喷出的带电粉粒与靶标表面之间的吸引力越强,因而被吸附到玻片表面的粉粒密度越大。但5.0×104V和3.0×104V下的静电喷粉效果相近,并未因电压的大幅增大而大幅提高。这说明在一定电压(或电场强度)范围内,静电喷粉效果的提高与电压的增大成一直线上升关系,但当喷头所施加的电场足够强大后,静电喷粉效果并非随着电压的继续增大而呈简单的直线提升。

3 结论与讨论

上述试验结果说明,静电喷粉能大大增加对靶标物的覆盖面,成倍地提高药粉在靶标物表面(正面和反面)的沉积;施加于喷头的电场越强(电压越大),带电粉粒沉积于靶标物表面的密度越大,当电场强度足够强大,即达到3.0×104V以上时,带电粉粒附着于靶标物表面的密度也达到最大,为常规喷粉的3倍以上,也即可获得最佳的静电喷粉效果。但其后再大幅增大电场强度(如增大到5.0×104V),粉粒沉积密度的增加并不明显,也即静电喷粉效果仅比3.0×104V的喷粉效果提高16.36%,并未随着电压的大幅度提高而大幅度提升,其内在原因尚不清楚,需进一步探讨。从节能、安全和实用的角度考虑,使用3.0×104V电压进行静电喷粉是最理想的。药粉粒经过喷粉机喷口的高压静电场时的带电程度也与粉粒直径大小、重量、干燥程度有关,粉粒越细,质量越轻,越干燥,越易被诱带电,因而喷出后越易与植物体表面吸附。因此,对药物的粉粒细度要求较严格,一般要求30 0目以上。由此可想到,把静电喷粉技术推广应用来进行烟剂和油烟剂的施放,防治病虫害的效果会更好。因为烟剂或油烟剂粒度很细,不含水分,质量很轻,很易被诱带电。

参考文献(References)
熊惠龙, 舒朝然, 陈国发. 静电喷粉效果测试和静电喷粉防治马尾松毛虫试验研究. 昆虫与环境-中国昆虫学会2001年学术年会论文集. 北京: 中国农业科技出版社, 2001: 377-381
张宗炳. 1988. 杀虫剂药剂的毒力测定. 北京: 科学出版社, 156-162.
浅野和俊. 1986. 静电散布. 植物防疫(日本), 40(3): 312-315.
Teresa D. 1995. Electrostatic spray head for misblowers. International Pest Control, 37(5): 155-158.