植保机械喷头磨损和损坏的研究
陈宝昌+李存斌+王立军+林君堂+刘晓娟+吕海杰
摘要喷头是植保喷雾装置的关键部件之一，喷头的类型、大小和质量对喷雾质量有极大的影响，而喷头的磨损和损坏更会严重影响雾化质量，最终影响防治效果。因此，研究喷头的磨损和损坏情况对喷雾质量的影响是十分重要的。本文主要介绍了喷头磨损和损坏的影响因素以及国内外对于喷头磨损的研究进展，并且提出了今后在喷头磨损方面的研究趋势。
关键词植保机械喷头磨损变异系数
基金项目：超高地隙自走式喷杆喷雾机,植保喷雾装置喷头损坏的研究是2013年黑龙江省应用技术研究与开发计划项目”。
作者简介：陈宝昌（1973-）,男，河北献县人，高级工程师，主要从事植保机械研究，E-mail：cbc_2006@163.com。0引言
喷雾系统中最为重要的部件之一是喷头，喷头的类型、大小和质量很大程度上决定了雾滴的大小、密度、分布状况。当前，常用的喷头从作用原理来分有离心式和压力式两种喷头。离心式转子喷头的优点在于产生的雾滴粒谱范围较窄，而且很容易从同一喷头得到不同大小的雾滴，因其雾滴的大小取决于它的转速。压力式喷头有较长的应用历史，通常适用于大容量的喷雾。因为压力喷头产生的雾滴有较大的初速度，所以其抗漂移性能明显优于转子式喷头，但是同时压力喷头也具有明显的缺点，比如雾滴粒谱较广，难以达到精量喷雾的要求等。现在压力喷头的种类很多，常见的有各种型号的扁扇喷头，空心锥雾喷头和双流喷头等。种类不同的喷头其作用原理、适用条件和所产生雾滴的物理特性都不相同，精心选择合适的喷头是保证喷雾质量的重要因素[1]。
喷头雾化性能好坏直接影响到农药的防治效果。在使用过程中喷头可能会发生磨损、腐蚀、堵塞以及意外损伤等问题。而喷头的磨损和损坏会大大影响喷头雾化性能进而影响喷雾质量，这种情况不但导致达不到预期的防治目的，并且还可能造成农药的浪费和环境污染问题。经过调查发现，在实际使用中大约有1/3的喷头存在过度磨损问题。
在喷头使用过程中磨损是不可避免的。喷头的磨损受到外部和内部两大类因素的影响，外部因素一般是指喷雾时的各种外部条件，如天气等，而内部因素主要是指喷头本身的型式和材质。国外围绕植保机械喷头磨损的研究已经做了很多，国内这方面的研究相对较少。
1喷头磨损的原因
农药的剂型、喷嘴的材料、喷头的种类、喷雾压力以及使用时间等都会造成喷头磨损。目前，市场上的农药品种繁多，名称各异，性质不同，用法有别。农药制剂的种类尤其是其中添加的载体对喷头的磨损很大。有实验发现农药可湿性粉剂对喷头磨损的速度非常快，在喷雾仅仅20 hm2后，喷头的磨损已经超过12％。另外，由于农药制剂的质量问题，很多农药产品达不到国家标准，这些劣质的农药也会加速喷头的磨损。
能够制造喷嘴的材料很多，主要包括铜、不锈钢、陶瓷、聚合物等。在相同使用条件下，喷嘴的材料往往对于喷头的使用寿命起着决定性作用。一开始，喷头制造采用的材料多是用金属铜，这主要是因为铜是一种软金属，加工起来相对简单容易。然而正是由于铜是软金属，用铜制造的喷头很快就会严重磨损，导致其使用寿命相对较短。后来，随着不锈钢和硬质合金等较硬的金属被用来制造喷头，很大程度上延长了喷头的使用寿命。聚合物、陶瓷等耐磨材料在喷头制造领域的应用，也提高了喷头的使用寿命。大量研究证明，喷头的材料对于喷头磨损起着至关重要的作用。
喷头的种类特别是喷嘴的形状和大小对喷头磨损的影响也很大。喷头的磨损是喷头与液体相互作用力的结果，喷嘴的形状不同，所受到的力也就大不相同。通过实验证明，喷嘴的形状对于喷嘴磨损的影响要比喷嘴的厚度等因素影响更大一些。同样，喷嘴的大小不同也会造成喷头与液体之间的作用力不同。喷嘴的尺寸越小，喷嘴磨损的越快。喷嘴的大小跟喷嘴磨损之间存在着密切相关性。另外，喷头的磨损还受到喷雾压力、使用时间等因素的影响。
2喷头磨损部位及对喷雾分布质量的影响
喷头的磨损会影响喷量，并且会改变原有的喷雾质量。用磨损后的喷头大面积喷洒农药，不但将增加作业成本，同时增大发生药害的可能性。欧洲的施药标准要求当喷头的喷量增加10%时，就必须更换喷头。我国目前还没有关于这方面的规范，严重磨损喷头的使用现象非常普遍。
以扁扇喷头为例，磨损是不可避免的，还有就是使用、清洗不当造成的人为损坏。喷头正常喷雾作业造成的磨损一般比较规则，大多发生在扇形雾喷头的短半轴，也就是扇形雾喷头的短关轴半径增大了，如图1b所示。而使用、清洗不当造成的人为损坏发生的部位是无规律可言的，如图1c所示。由于喷头磨损或损坏的部位不同，造成喷头喷雾分布的变化也完全不同。正常喷雾作业磨损的喷头，其正下方喷雾量增加较多，如图2b所示。使用清洗不当造成的人为损坏的喷头，其喷雾分布变化不规则，喷雾量增加或减少部位也是随机的，如图2c所示。图1喷头磨损和损坏部位图2喷头磨损和损坏对分布质量的影响图2中CV值是喷雾变异系数，是用来衡量喷雾分布质量的参数，其数值越低，喷雾质量越高。计算公式为：
CV%=（标准偏差量平均量）×100%
由图2中所示可知，正常喷雾作业磨损造成了CV值增大，但远不如使用、清洗不当造成的人为损坏的喷头增加幅度大。一般人为损坏的喷头应立即更换，因此，在实际作业中，使用者一定要特别注意使用方法，尽量避免人为损坏喷头，造成损失。
3喷头磨损对于喷雾性能的影响
3.1对于流量的影响
流量是农药喷施过程中是一个重要的参数。而喷头磨损会导致喷孔的尺寸变大，在压力恒定的前提下，流量必然会随之变大。这就不仅造成农药的过量使用，而且加大了农民的用药成本,同时也会对环境造成严重的破坏。
流量参数是植保机械检测中由厂家提供的一个重要的参考指标。同样，检测流量也提供了一种确定喷头磨损程度的方便、快捷的手段。一般情况下，喷头流量在喷头磨损后超过原始流量10%时就应该更换喷头。喷头磨损后流量会改变，在这方面，国外做了大量的研究。现在已经能用下面的公式表明流量与喷头磨损之间的关系。在此基础上经过推导得出了扇形喷头磨损的数学预测模型，在此模型中可以清楚地看到流量增加的百分比率与喷头使用的时间、喷嘴原始的尺寸、喷雾压力、液体与喷嘴的摩擦系数等因素有关。
η=1001+yx2expK1-mt1-m-yx2-100
式中η—喷头流量增加的百分比率/%；
y—扇形雾喷头的长半轴半径；
x—扇形雾喷头的短半轴半径；
t—喷头使用时间(即磨损时间)；
m—取决于喷头大小、材质与流体特性的系数；
K—取决于工作压力、喷头与流体摩擦力的系数[2]。
喷头流量的改变很清楚地反映了喷头的磨损率，因此我们通常是通过测量喷头流量的变化来测定喷头磨损程度的。标准测定流程应具备几个基本要素：待测喷头、药箱、搅拌装置、泵以及喷雾液体，同时要求，流量的测定应该控制在1％的误差范围之内。通过流量测定由不同材质制成的喷头的耐磨损程度，结果表明，虽然大多数的喷头都可以抵抗几个小时的磨损，可是随着时间的延长，不同的材质制成的喷头磨损程度就出现了显著的差异，硬化的不锈钢耐磨损性能最好，其次是聚合物、陶瓷、尼龙，最差的是铜质喷头。
3.2对于雾型分布的影响
扇形雾、空心圆锥雾和实心圆锥雾是喷头雾化的三种基本雾型。喷头雾型分布对于农药的正确使用是非常重要的，一般而言，喷洒除草剂推荐采用扇形雾喷头，而喷施杀虫剂和杀菌剂一般选用圆锥雾喷头。对于喷杆喷雾机来说，雾型分布意义更为重大。喷头必须要安装合理并且多个喷头的雾型分布经过叠加后要尽量分布均匀，才能使农药喷施均匀，进而起到良好的防治效果。一般来说，扇形雾喷头的雾型分布具有较好的喷洒均匀性，因而被广泛应用于喷杆喷雾机上用来防治大田平面作物的病虫草害。在20世纪80年代之前，国内外关于喷头磨损对于雾型分布影响的研究比较少，大量有关喷头磨损方面的研究都集中在喷雾流量方面。1966年，国外研究人员通过一种雾型分布测定仪器对新、旧喷头的雾型分布进行了研究。实验结果发现，如果喷头使用时间不长，雾型分布就没有明显的变化。其后在实验室环境条件下测量了10种不同喷头磨损前后的变化，包括流量以及雾型分布的变化，研究结果发现，在喷头磨损后流量增加了15%的情形下，喷头的雾型分布也没有发生显著变化。
在研究喷头磨损对于雾型分布影响方面成果较少的原因在于缺少先进的仪器设备，从而无法完成对雾型分布的快速、准确测量以及数据收集。雾化部分、收集部分以及数据采集部分是传统的测量雾型分布的三个主要部分。雾化部分一般由水箱、泵、压力表以及喷头组成；收集部分是由带有“V”型凹槽的斜板与在斜板末端经过刻度校正后的试管组成；而数据采集部分一般通过人工记录。对于这些传统的仪器来说，这种方式不但非常费时，而且人为记录难以避免产生误差。因此，以前的研究受限于仪器与人为方面的误差没有取得太多的进展。
近年来，雾型分布的测定仪器在数据采集部分有了新的进展。就是通过称重法采集或者超声传感器采集可以完全实现全自动数据采集，这些经过自动采集后的数据会直接传输到计算机，然后经过分析可以快速绘制雾型分布曲线。并且在通过市场调研分析了传统的测定雾型分布的仪器以及其主要缺点的基础上，又开发出一种通过称重法自动采集数据测量雾型分布的仪器。这套仪器主要包括泵系统、喷雾收集系统以及称重与数据采集系统。实际应用表明，喷头喷出的雾滴经过收集系统被相应的容器收集，然后通过容器下面的电子秤测量收集到的雾滴重量并被自动录入数据采集系统进行分析，最终能够快速绘制雾型分布曲线。通过对不同种类的喷头进行磨损前后雾型分布测量，结果表明，喷头磨损前后喷头雾型分布曲线的宽度变化很小，但是可以明显看出曲线的高度发生变化，磨损后的喷头雾型分布曲线要比磨损前显著变高，这就清楚地说明雾化中心区域的喷量变大。通过与传统仪器测量得到的结果比较来看，这种新的自动化程度高的测量方式大大提高了测定的效率和准确性。
3.3对于雾滴大小的影响
喷雾质量是植保机械性能优劣最主要的评价指标，包括喷雾漂移性和喷雾覆盖率，雾滴大小与这两个喷雾质量指标都直接相关。雾滴大小、雾滴速度以及靶标表面特性等因素影响雾滴在靶标上的沉积覆盖率。同时，最佳粒径理论表明，防治不同的有害生物需要的最佳雾滴粒径大小也不相同。雾滴的粒径范围在很大程度上决定着雾滴在靶标上的沉积、覆盖以及雾滴在沉积过程中的飘失。
喷头磨损后，雾滴就达不到预期的尺寸。扇形雾喷头在磨损前后雾滴沉积的变化很明显，喷头磨损后虽然在靶标上的沉积覆盖率要比未磨损喷头的大，可是单位面积上雾滴的数量显著下降，这就清楚地说明磨损后雾滴的粒径变大。通常雾滴尺寸的测量采用的是雾滴粒度分析仪，用雾滴的体积中径作为比较参数。实验结果表明，在相同的流量下，新喷头的材质对雾滴粒径的影响不大，对磨损的喷头来说，雾滴的体积中径要比相同条件下未发生磨损的喷头产生的雾滴体积中径大。
然而，喷头要磨损到什么程度时雾滴的粒径才无法被接受，还需要进一步做深入研究。
4结语
通过研究喷头磨损的规律性，制定出合理的使用和维护方法，能够最大程度地减缓喷头的磨损速率，延长喷头使用寿命，保证喷雾质量。并且还能为喷头的失效预测提供合理的建议，对喷头材料的开发提供可靠的理论依据。经过系统研究，还可以对喷头内部易磨损的地方进行局部强化，从而可以提高喷头的耐用性。
目前，国内外对喷头磨损检测的研究还是以间接测量为主，但研究直接快速检测喷头磨损的方法将会成为新的方向。现有的间接测量法主要是先测定喷嘴的流量、流速或雾滴大小等喷雾参数的改变大小，通过这些参数的改变程度来间接估计喷嘴的磨损率。这种方法虽然比较简单、方便并容易操作，但却有其局限性，也就是无法准确对喷头具体位置的磨损情况和原因进行定性。相对而言，直接测量法是借助某种仪器设备直接对喷头的内部磨损情况进行直观准确描述，主要方法有超声测量、图像采集、x光射线等无损检测。国外有研究人员用扫描电子显微镜(SEM)直接检测扇形雾喷头的磨损状况，发现了扇形喷嘴的短半轴磨损的更快，并有力地说明了SEM完全可以作为一种直接、快速、分辨率高的无损检测方法用于喷头磨损的直接检测。现在，国外对喷头磨损的理论和机理研究也进一步加深了，能够通过对流体动力学和雾化理论进行分析，并且利用仿真模型，对喷头内部流场进行模拟工作，从而预测喷头的磨损程度和使用寿命[3]。
总之，对于喷头磨损的研究不仅能在技术和理论上对喷头生产厂商提供指导，而且对提高农药利用率及减少农药对环境的压力具有重要意义。
参考文献：
[1]傅泽田,祁力钧,王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社,2002，48.
[2]何雄奎,邵振润,张钟宁.第二届植保机械与施药技术国际学术研讨会论文集[A].中国农业大学出版社,2010，110-114.
[3]庄蕾,方湄.喷头内部流场模拟及结构改进[J].流体机械，2002（07）:21-22.
(04)在20世纪80年代之前，国内外关于喷头磨损对于雾型分布影响的研究比较少，大量有关喷头磨损方面的研究都集中在喷雾流量方面。1966年，国外研究人员通过一种雾型分布测定仪器对新、旧喷头的雾型分布进行了研究。实验结果发现，如果喷头使用时间不长，雾型分布就没有明显的变化。其后在实验室环境条件下测量了10种不同喷头磨损前后的变化，包括流量以及雾型分布的变化，研究结果发现，在喷头磨损后流量增加了15%的情形下，喷头的雾型分布也没有发生显著变化。
在研究喷头磨损对于雾型分布影响方面成果较少的原因在于缺少先进的仪器设备，从而无法完成对雾型分布的快速、准确测量以及数据收集。雾化部分、收集部分以及数据采集部分是传统的测量雾型分布的三个主要部分。雾化部分一般由水箱、泵、压力表以及喷头组成；收集部分是由带有“V”型凹槽的斜板与在斜板末端经过刻度校正后的试管组成；而数据采集部分一般通过人工记录。对于这些传统的仪器来说，这种方式不但非常费时，而且人为记录难以避免产生误差。因此，以前的研究受限于仪器与人为方面的误差没有取得太多的进展。
近年来，雾型分布的测定仪器在数据采集部分有了新的进展。就是通过称重法采集或者超声传感器采集可以完全实现全自动数据采集，这些经过自动采集后的数据会直接传输到计算机，然后经过分析可以快速绘制雾型分布曲线。并且在通过市场调研分析了传统的测定雾型分布的仪器以及其主要缺点的基础上，又开发出一种通过称重法自动采集数据测量雾型分布的仪器。这套仪器主要包括泵系统、喷雾收集系统以及称重与数据采集系统。实际应用表明，喷头喷出的雾滴经过收集系统被相应的容器收集，然后通过容器下面的电子秤测量收集到的雾滴重量并被自动录入数据采集系统进行分析，最终能够快速绘制雾型分布曲线。通过对不同种类的喷头进行磨损前后雾型分布测量，结果表明，喷头磨损前后喷头雾型分布曲线的宽度变化很小，但是可以明显看出曲线的高度发生变化，磨损后的喷头雾型分布曲线要比磨损前显著变高，这就清楚地说明雾化中心区域的喷量变大。通过与传统仪器测量得到的结果比较来看，这种新的自动化程度高的测量方式大大提高了测定的效率和准确性。
3.3对于雾滴大小的影响
喷雾质量是植保机械性能优劣最主要的评价指标，包括喷雾漂移性和喷雾覆盖率，雾滴大小与这两个喷雾质量指标都直接相关。雾滴大小、雾滴速度以及靶标表面特性等因素影响雾滴在靶标上的沉积覆盖率。同时，最佳粒径理论表明，防治不同的有害生物需要的最佳雾滴粒径大小也不相同。雾滴的粒径范围在很大程度上决定着雾滴在靶标上的沉积、覆盖以及雾滴在沉积过程中的飘失。
喷头磨损后，雾滴就达不到预期的尺寸。扇形雾喷头在磨损前后雾滴沉积的变化很明显，喷头磨损后虽然在靶标上的沉积覆盖率要比未磨损喷头的大，可是单位面积上雾滴的数量显著下降，这就清楚地说明磨损后雾滴的粒径变大。通常雾滴尺寸的测量采用的是雾滴粒度分析仪，用雾滴的体积中径作为比较参数。实验结果表明，在相同的流量下，新喷头的材质对雾滴粒径的影响不大，对磨损的喷头来说，雾滴的体积中径要比相同条件下未发生磨损的喷头产生的雾滴体积中径大。
然而，喷头要磨损到什么程度时雾滴的粒径才无法被接受，还需要进一步做深入研究。
4结语
通过研究喷头磨损的规律性，制定出合理的使用和维护方法，能够最大程度地减缓喷头的磨损速率，延长喷头使用寿命，保证喷雾质量。并且还能为喷头的失效预测提供合理的建议，对喷头材料的开发提供可靠的理论依据。经过系统研究，还可以对喷头内部易磨损的地方进行局部强化，从而可以提高喷头的耐用性。
目前，国内外对喷头磨损检测的研究还是以间接测量为主，但研究直接快速检测喷头磨损的方法将会成为新的方向。现有的间接测量法主要是先测定喷嘴的流量、流速或雾滴大小等喷雾参数的改变大小，通过这些参数的改变程度来间接估计喷嘴的磨损率。这种方法虽然比较简单、方便并容易操作，但却有其局限性，也就是无法准确对喷头具体位置的磨损情况和原因进行定性。相对而言，直接测量法是借助某种仪器设备直接对喷头的内部磨损情况进行直观准确描述，主要方法有超声测量、图像采集、x光射线等无损检测。国外有研究人员用扫描电子显微镜(SEM)直接检测扇形雾喷头的磨损状况，发现了扇形喷嘴的短半轴磨损的更快，并有力地说明了SEM完全可以作为一种直接、快速、分辨率高的无损检测方法用于喷头磨损的直接检测。现在，国外对喷头磨损的理论和机理研究也进一步加深了，能够通过对流体动力学和雾化理论进行分析，并且利用仿真模型，对喷头内部流场进行模拟工作，从而预测喷头的磨损程度和使用寿命[3]。
总之，对于喷头磨损的研究不仅能在技术和理论上对喷头生产厂商提供指导，而且对提高农药利用率及减少农药对环境的压力具有重要意义。
参考文献：
[1]傅泽田,祁力钧,王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社,2002，48.
[2]何雄奎,邵振润,张钟宁.第二届植保机械与施药技术国际学术研讨会论文集[A].中国农业大学出版社,2010，110-114.
[3]庄蕾,方湄.喷头内部流场模拟及结构改进[J].流体机械，2002（07）:21-22.
(04)在20世纪80年代之前，国内外关于喷头磨损对于雾型分布影响的研究比较少，大量有关喷头磨损方面的研究都集中在喷雾流量方面。1966年，国外研究人员通过一种雾型分布测定仪器对新、旧喷头的雾型分布进行了研究。实验结果发现，如果喷头使用时间不长，雾型分布就没有明显的变化。其后在实验室环境条件下测量了10种不同喷头磨损前后的变化，包括流量以及雾型分布的变化，研究结果发现，在喷头磨损后流量增加了15%的情形下，喷头的雾型分布也没有发生显著变化。
在研究喷头磨损对于雾型分布影响方面成果较少的原因在于缺少先进的仪器设备，从而无法完成对雾型分布的快速、准确测量以及数据收集。雾化部分、收集部分以及数据采集部分是传统的测量雾型分布的三个主要部分。雾化部分一般由水箱、泵、压力表以及喷头组成；收集部分是由带有“V”型凹槽的斜板与在斜板末端经过刻度校正后的试管组成；而数据采集部分一般通过人工记录。对于这些传统的仪器来说，这种方式不但非常费时，而且人为记录难以避免产生误差。因此，以前的研究受限于仪器与人为方面的误差没有取得太多的进展。
近年来，雾型分布的测定仪器在数据采集部分有了新的进展。就是通过称重法采集或者超声传感器采集可以完全实现全自动数据采集，这些经过自动采集后的数据会直接传输到计算机，然后经过分析可以快速绘制雾型分布曲线。并且在通过市场调研分析了传统的测定雾型分布的仪器以及其主要缺点的基础上，又开发出一种通过称重法自动采集数据测量雾型分布的仪器。这套仪器主要包括泵系统、喷雾收集系统以及称重与数据采集系统。实际应用表明，喷头喷出的雾滴经过收集系统被相应的容器收集，然后通过容器下面的电子秤测量收集到的雾滴重量并被自动录入数据采集系统进行分析，最终能够快速绘制雾型分布曲线。通过对不同种类的喷头进行磨损前后雾型分布测量，结果表明，喷头磨损前后喷头雾型分布曲线的宽度变化很小，但是可以明显看出曲线的高度发生变化，磨损后的喷头雾型分布曲线要比磨损前显著变高，这就清楚地说明雾化中心区域的喷量变大。通过与传统仪器测量得到的结果比较来看，这种新的自动化程度高的测量方式大大提高了测定的效率和准确性。
3.3对于雾滴大小的影响
喷雾质量是植保机械性能优劣最主要的评价指标，包括喷雾漂移性和喷雾覆盖率，雾滴大小与这两个喷雾质量指标都直接相关。雾滴大小、雾滴速度以及靶标表面特性等因素影响雾滴在靶标上的沉积覆盖率。同时，最佳粒径理论表明，防治不同的有害生物需要的最佳雾滴粒径大小也不相同。雾滴的粒径范围在很大程度上决定着雾滴在靶标上的沉积、覆盖以及雾滴在沉积过程中的飘失。
喷头磨损后，雾滴就达不到预期的尺寸。扇形雾喷头在磨损前后雾滴沉积的变化很明显，喷头磨损后虽然在靶标上的沉积覆盖率要比未磨损喷头的大，可是单位面积上雾滴的数量显著下降，这就清楚地说明磨损后雾滴的粒径变大。通常雾滴尺寸的测量采用的是雾滴粒度分析仪，用雾滴的体积中径作为比较参数。实验结果表明，在相同的流量下，新喷头的材质对雾滴粒径的影响不大，对磨损的喷头来说，雾滴的体积中径要比相同条件下未发生磨损的喷头产生的雾滴体积中径大。
然而，喷头要磨损到什么程度时雾滴的粒径才无法被接受，还需要进一步做深入研究。
4结语
通过研究喷头磨损的规律性，制定出合理的使用和维护方法，能够最大程度地减缓喷头的磨损速率，延长喷头使用寿命，保证喷雾质量。并且还能为喷头的失效预测提供合理的建议，对喷头材料的开发提供可靠的理论依据。经过系统研究，还可以对喷头内部易磨损的地方进行局部强化，从而可以提高喷头的耐用性。
目前，国内外对喷头磨损检测的研究还是以间接测量为主，但研究直接快速检测喷头磨损的方法将会成为新的方向。现有的间接测量法主要是先测定喷嘴的流量、流速或雾滴大小等喷雾参数的改变大小，通过这些参数的改变程度来间接估计喷嘴的磨损率。这种方法虽然比较简单、方便并容易操作，但却有其局限性，也就是无法准确对喷头具体位置的磨损情况和原因进行定性。相对而言，直接测量法是借助某种仪器设备直接对喷头的内部磨损情况进行直观准确描述，主要方法有超声测量、图像采集、x光射线等无损检测。国外有研究人员用扫描电子显微镜(SEM)直接检测扇形雾喷头的磨损状况，发现了扇形喷嘴的短半轴磨损的更快，并有力地说明了SEM完全可以作为一种直接、快速、分辨率高的无损检测方法用于喷头磨损的直接检测。现在，国外对喷头磨损的理论和机理研究也进一步加深了，能够通过对流体动力学和雾化理论进行分析，并且利用仿真模型，对喷头内部流场进行模拟工作，从而预测喷头的磨损程度和使用寿命[3]。
总之，对于喷头磨损的研究不仅能在技术和理论上对喷头生产厂商提供指导，而且对提高农药利用率及减少农药对环境的压力具有重要意义。
参考文献：
[1]傅泽田,祁力钧,王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社,2002，48.
[2]何雄奎,邵振润,张钟宁.第二届植保机械与施药技术国际学术研讨会论文集[A].中国农业大学出版社,2010，110-114.
[3]庄蕾,方湄.喷头内部流场模拟及结构改进[J].流体机械，2002（07）:21-22.
(04)
摘要喷头是植保喷雾装置的关键部件之一，喷头的类型、大小和质量对喷雾质量有极大的影响，而喷头的磨损和损坏更会严重影响雾化质量，最终影响防治效果。因此，研究喷头的磨损和损坏情况对喷雾质量的影响是十分重要的。本文主要介绍了喷头磨损和损坏的影响因素以及国内外对于喷头磨损的研究进展，并且提出了今后在喷头磨损方面的研究趋势。
关键词植保机械喷头磨损变异系数
基金项目：超高地隙自走式喷杆喷雾机,植保喷雾装置喷头损坏的研究是2013年黑龙江省应用技术研究与开发计划项目”。
作者简介：陈宝昌（1973-）,男，河北献县人，高级工程师，主要从事植保机械研究，E-mail：cbc_2006@163.com。0引言
喷雾系统中最为重要的部件之一是喷头，喷头的类型、大小和质量很大程度上决定了雾滴的大小、密度、分布状况。当前，常用的喷头从作用原理来分有离心式和压力式两种喷头。离心式转子喷头的优点在于产生的雾滴粒谱范围较窄，而且很容易从同一喷头得到不同大小的雾滴，因其雾滴的大小取决于它的转速。压力式喷头有较长的应用历史，通常适用于大容量的喷雾。因为压力喷头产生的雾滴有较大的初速度，所以其抗漂移性能明显优于转子式喷头，但是同时压力喷头也具有明显的缺点，比如雾滴粒谱较广，难以达到精量喷雾的要求等。现在压力喷头的种类很多，常见的有各种型号的扁扇喷头，空心锥雾喷头和双流喷头等。种类不同的喷头其作用原理、适用条件和所产生雾滴的物理特性都不相同，精心选择合适的喷头是保证喷雾质量的重要因素[1]。
喷头雾化性能好坏直接影响到农药的防治效果。在使用过程中喷头可能会发生磨损、腐蚀、堵塞以及意外损伤等问题。而喷头的磨损和损坏会大大影响喷头雾化性能进而影响喷雾质量，这种情况不但导致达不到预期的防治目的，并且还可能造成农药的浪费和环境污染问题。经过调查发现，在实际使用中大约有1/3的喷头存在过度磨损问题。
在喷头使用过程中磨损是不可避免的。喷头的磨损受到外部和内部两大类因素的影响，外部因素一般是指喷雾时的各种外部条件，如天气等，而内部因素主要是指喷头本身的型式和材质。国外围绕植保机械喷头磨损的研究已经做了很多，国内这方面的研究相对较少。
1喷头磨损的原因
农药的剂型、喷嘴的材料、喷头的种类、喷雾压力以及使用时间等都会造成喷头磨损。目前，市场上的农药品种繁多，名称各异，性质不同，用法有别。农药制剂的种类尤其是其中添加的载体对喷头的磨损很大。有实验发现农药可湿性粉剂对喷头磨损的速度非常快，在喷雾仅仅20 hm2后，喷头的磨损已经超过12％。另外，由于农药制剂的质量问题，很多农药产品达不到国家标准，这些劣质的农药也会加速喷头的磨损。
能够制造喷嘴的材料很多，主要包括铜、不锈钢、陶瓷、聚合物等。在相同使用条件下，喷嘴的材料往往对于喷头的使用寿命起着决定性作用。一开始，喷头制造采用的材料多是用金属铜，这主要是因为铜是一种软金属，加工起来相对简单容易。然而正是由于铜是软金属，用铜制造的喷头很快就会严重磨损，导致其使用寿命相对较短。后来，随着不锈钢和硬质合金等较硬的金属被用来制造喷头，很大程度上延长了喷头的使用寿命。聚合物、陶瓷等耐磨材料在喷头制造领域的应用，也提高了喷头的使用寿命。大量研究证明，喷头的材料对于喷头磨损起着至关重要的作用。
喷头的种类特别是喷嘴的形状和大小对喷头磨损的影响也很大。喷头的磨损是喷头与液体相互作用力的结果，喷嘴的形状不同，所受到的力也就大不相同。通过实验证明，喷嘴的形状对于喷嘴磨损的影响要比喷嘴的厚度等因素影响更大一些。同样，喷嘴的大小不同也会造成喷头与液体之间的作用力不同。喷嘴的尺寸越小，喷嘴磨损的越快。喷嘴的大小跟喷嘴磨损之间存在着密切相关性。另外，喷头的磨损还受到喷雾压力、使用时间等因素的影响。
2喷头磨损部位及对喷雾分布质量的影响
喷头的磨损会影响喷量，并且会改变原有的喷雾质量。用磨损后的喷头大面积喷洒农药，不但将增加作业成本，同时增大发生药害的可能性。欧洲的施药标准要求当喷头的喷量增加10%时，就必须更换喷头。我国目前还没有关于这方面的规范，严重磨损喷头的使用现象非常普遍。
以扁扇喷头为例，磨损是不可避免的，还有就是使用、清洗不当造成的人为损坏。喷头正常喷雾作业造成的磨损一般比较规则，大多发生在扇形雾喷头的短半轴，也就是扇形雾喷头的短关轴半径增大了，如图1b所示。而使用、清洗不当造成的人为损坏发生的部位是无规律可言的，如图1c所示。由于喷头磨损或损坏的部位不同，造成喷头喷雾分布的变化也完全不同。正常喷雾作业磨损的喷头，其正下方喷雾量增加较多，如图2b所示。使用清洗不当造成的人为损坏的喷头，其喷雾分布变化不规则，喷雾量增加或减少部位也是随机的，如图2c所示。图1喷头磨损和损坏部位图2喷头磨损和损坏对分布质量的影响图2中CV值是喷雾变异系数，是用来衡量喷雾分布质量的参数，其数值越低，喷雾质量越高。计算公式为：
CV%=（标准偏差量平均量）×100%
由图2中所示可知，正常喷雾作业磨损造成了CV值增大，但远不如使用、清洗不当造成的人为损坏的喷头增加幅度大。一般人为损坏的喷头应立即更换，因此，在实际作业中，使用者一定要特别注意使用方法，尽量避免人为损坏喷头，造成损失。
3喷头磨损对于喷雾性能的影响
3.1对于流量的影响
流量是农药喷施过程中是一个重要的参数。而喷头磨损会导致喷孔的尺寸变大，在压力恒定的前提下，流量必然会随之变大。这就不仅造成农药的过量使用，而且加大了农民的用药成本,同时也会对环境造成严重的破坏。
流量参数是植保机械检测中由厂家提供的一个重要的参考指标。同样，检测流量也提供了一种确定喷头磨损程度的方便、快捷的手段。一般情况下，喷头流量在喷头磨损后超过原始流量10%时就应该更换喷头。喷头磨损后流量会改变，在这方面，国外做了大量的研究。现在已经能用下面的公式表明流量与喷头磨损之间的关系。在此基础上经过推导得出了扇形喷头磨损的数学预测模型，在此模型中可以清楚地看到流量增加的百分比率与喷头使用的时间、喷嘴原始的尺寸、喷雾压力、液体与喷嘴的摩擦系数等因素有关。
η=1001+yx2expK1-mt1-m-yx2-100
式中η—喷头流量增加的百分比率/%；
y—扇形雾喷头的长半轴半径；
x—扇形雾喷头的短半轴半径；
t—喷头使用时间(即磨损时间)；
m—取决于喷头大小、材质与流体特性的系数；
K—取决于工作压力、喷头与流体摩擦力的系数[2]。
喷头流量的改变很清楚地反映了喷头的磨损率，因此我们通常是通过测量喷头流量的变化来测定喷头磨损程度的。标准测定流程应具备几个基本要素：待测喷头、药箱、搅拌装置、泵以及喷雾液体，同时要求，流量的测定应该控制在1％的误差范围之内。通过流量测定由不同材质制成的喷头的耐磨损程度，结果表明，虽然大多数的喷头都可以抵抗几个小时的磨损，可是随着时间的延长，不同的材质制成的喷头磨损程度就出现了显著的差异，硬化的不锈钢耐磨损性能最好，其次是聚合物、陶瓷、尼龙，最差的是铜质喷头。
3.2对于雾型分布的影响
扇形雾、空心圆锥雾和实心圆锥雾是喷头雾化的三种基本雾型。喷头雾型分布对于农药的正确使用是非常重要的，一般而言，喷洒除草剂推荐采用扇形雾喷头，而喷施杀虫剂和杀菌剂一般选用圆锥雾喷头。对于喷杆喷雾机来说，雾型分布意义更为重大。喷头必须要安装合理并且多个喷头的雾型分布经过叠加后要尽量分布均匀，才能使农药喷施均匀，进而起到良好的防治效果。一般来说，扇形雾喷头的雾型分布具有较好的喷洒均匀性，因而被广泛应用于喷杆喷雾机上用来防治大田平面作物的病虫草害。在20世纪80年代之前，国内外关于喷头磨损对于雾型分布影响的研究比较少，大量有关喷头磨损方面的研究都集中在喷雾流量方面。1966年，国外研究人员通过一种雾型分布测定仪器对新、旧喷头的雾型分布进行了研究。实验结果发现，如果喷头使用时间不长，雾型分布就没有明显的变化。其后在实验室环境条件下测量了10种不同喷头磨损前后的变化，包括流量以及雾型分布的变化，研究结果发现，在喷头磨损后流量增加了15%的情形下，喷头的雾型分布也没有发生显著变化。
在研究喷头磨损对于雾型分布影响方面成果较少的原因在于缺少先进的仪器设备，从而无法完成对雾型分布的快速、准确测量以及数据收集。雾化部分、收集部分以及数据采集部分是传统的测量雾型分布的三个主要部分。雾化部分一般由水箱、泵、压力表以及喷头组成；收集部分是由带有“V”型凹槽的斜板与在斜板末端经过刻度校正后的试管组成；而数据采集部分一般通过人工记录。对于这些传统的仪器来说，这种方式不但非常费时，而且人为记录难以避免产生误差。因此，以前的研究受限于仪器与人为方面的误差没有取得太多的进展。
近年来，雾型分布的测定仪器在数据采集部分有了新的进展。就是通过称重法采集或者超声传感器采集可以完全实现全自动数据采集，这些经过自动采集后的数据会直接传输到计算机，然后经过分析可以快速绘制雾型分布曲线。并且在通过市场调研分析了传统的测定雾型分布的仪器以及其主要缺点的基础上，又开发出一种通过称重法自动采集数据测量雾型分布的仪器。这套仪器主要包括泵系统、喷雾收集系统以及称重与数据采集系统。实际应用表明，喷头喷出的雾滴经过收集系统被相应的容器收集，然后通过容器下面的电子秤测量收集到的雾滴重量并被自动录入数据采集系统进行分析，最终能够快速绘制雾型分布曲线。通过对不同种类的喷头进行磨损前后雾型分布测量，结果表明，喷头磨损前后喷头雾型分布曲线的宽度变化很小，但是可以明显看出曲线的高度发生变化，磨损后的喷头雾型分布曲线要比磨损前显著变高，这就清楚地说明雾化中心区域的喷量变大。通过与传统仪器测量得到的结果比较来看，这种新的自动化程度高的测量方式大大提高了测定的效率和准确性。
3.3对于雾滴大小的影响
喷雾质量是植保机械性能优劣最主要的评价指标，包括喷雾漂移性和喷雾覆盖率，雾滴大小与这两个喷雾质量指标都直接相关。雾滴大小、雾滴速度以及靶标表面特性等因素影响雾滴在靶标上的沉积覆盖率。同时，最佳粒径理论表明，防治不同的有害生物需要的最佳雾滴粒径大小也不相同。雾滴的粒径范围在很大程度上决定着雾滴在靶标上的沉积、覆盖以及雾滴在沉积过程中的飘失。
喷头磨损后，雾滴就达不到预期的尺寸。扇形雾喷头在磨损前后雾滴沉积的变化很明显，喷头磨损后虽然在靶标上的沉积覆盖率要比未磨损喷头的大，可是单位面积上雾滴的数量显著下降，这就清楚地说明磨损后雾滴的粒径变大。通常雾滴尺寸的测量采用的是雾滴粒度分析仪，用雾滴的体积中径作为比较参数。实验结果表明，在相同的流量下，新喷头的材质对雾滴粒径的影响不大，对磨损的喷头来说，雾滴的体积中径要比相同条件下未发生磨损的喷头产生的雾滴体积中径大。
然而，喷头要磨损到什么程度时雾滴的粒径才无法被接受，还需要进一步做深入研究。
4结语
通过研究喷头磨损的规律性，制定出合理的使用和维护方法，能够最大程度地减缓喷头的磨损速率，延长喷头使用寿命，保证喷雾质量。并且还能为喷头的失效预测提供合理的建议，对喷头材料的开发提供可靠的理论依据。经过系统研究，还可以对喷头内部易磨损的地方进行局部强化，从而可以提高喷头的耐用性。
目前，国内外对喷头磨损检测的研究还是以间接测量为主，但研究直接快速检测喷头磨损的方法将会成为新的方向。现有的间接测量法主要是先测定喷嘴的流量、流速或雾滴大小等喷雾参数的改变大小，通过这些参数的改变程度来间接估计喷嘴的磨损率。这种方法虽然比较简单、方便并容易操作，但却有其局限性，也就是无法准确对喷头具体位置的磨损情况和原因进行定性。相对而言，直接测量法是借助某种仪器设备直接对喷头的内部磨损情况进行直观准确描述，主要方法有超声测量、图像采集、x光射线等无损检测。国外有研究人员用扫描电子显微镜(SEM)直接检测扇形雾喷头的磨损状况，发现了扇形喷嘴的短半轴磨损的更快，并有力地说明了SEM完全可以作为一种直接、快速、分辨率高的无损检测方法用于喷头磨损的直接检测。现在，国外对喷头磨损的理论和机理研究也进一步加深了，能够通过对流体动力学和雾化理论进行分析，并且利用仿真模型，对喷头内部流场进行模拟工作，从而预测喷头的磨损程度和使用寿命[3]。
总之，对于喷头磨损的研究不仅能在技术和理论上对喷头生产厂商提供指导，而且对提高农药利用率及减少农药对环境的压力具有重要意义。
参考文献：
[1]傅泽田,祁力钧,王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社,2002，48.
[2]何雄奎,邵振润,张钟宁.第二届植保机械与施药技术国际学术研讨会论文集[A].中国农业大学出版社,2010，110-114.
[3]庄蕾,方湄.喷头内部流场模拟及结构改进[J].流体机械，2002（07）:21-22.
(04)在20世纪80年代之前，国内外关于喷头磨损对于雾型分布影响的研究比较少，大量有关喷头磨损方面的研究都集中在喷雾流量方面。1966年，国外研究人员通过一种雾型分布测定仪器对新、旧喷头的雾型分布进行了研究。实验结果发现，如果喷头使用时间不长，雾型分布就没有明显的变化。其后在实验室环境条件下测量了10种不同喷头磨损前后的变化，包括流量以及雾型分布的变化，研究结果发现，在喷头磨损后流量增加了15%的情形下，喷头的雾型分布也没有发生显著变化。
在研究喷头磨损对于雾型分布影响方面成果较少的原因在于缺少先进的仪器设备，从而无法完成对雾型分布的快速、准确测量以及数据收集。雾化部分、收集部分以及数据采集部分是传统的测量雾型分布的三个主要部分。雾化部分一般由水箱、泵、压力表以及喷头组成；收集部分是由带有“V”型凹槽的斜板与在斜板末端经过刻度校正后的试管组成；而数据采集部分一般通过人工记录。对于这些传统的仪器来说，这种方式不但非常费时，而且人为记录难以避免产生误差。因此，以前的研究受限于仪器与人为方面的误差没有取得太多的进展。
近年来，雾型分布的测定仪器在数据采集部分有了新的进展。就是通过称重法采集或者超声传感器采集可以完全实现全自动数据采集，这些经过自动采集后的数据会直接传输到计算机，然后经过分析可以快速绘制雾型分布曲线。并且在通过市场调研分析了传统的测定雾型分布的仪器以及其主要缺点的基础上，又开发出一种通过称重法自动采集数据测量雾型分布的仪器。这套仪器主要包括泵系统、喷雾收集系统以及称重与数据采集系统。实际应用表明，喷头喷出的雾滴经过收集系统被相应的容器收集，然后通过容器下面的电子秤测量收集到的雾滴重量并被自动录入数据采集系统进行分析，最终能够快速绘制雾型分布曲线。通过对不同种类的喷头进行磨损前后雾型分布测量，结果表明，喷头磨损前后喷头雾型分布曲线的宽度变化很小，但是可以明显看出曲线的高度发生变化，磨损后的喷头雾型分布曲线要比磨损前显著变高，这就清楚地说明雾化中心区域的喷量变大。通过与传统仪器测量得到的结果比较来看，这种新的自动化程度高的测量方式大大提高了测定的效率和准确性。
3.3对于雾滴大小的影响
喷雾质量是植保机械性能优劣最主要的评价指标，包括喷雾漂移性和喷雾覆盖率，雾滴大小与这两个喷雾质量指标都直接相关。雾滴大小、雾滴速度以及靶标表面特性等因素影响雾滴在靶标上的沉积覆盖率。同时，最佳粒径理论表明，防治不同的有害生物需要的最佳雾滴粒径大小也不相同。雾滴的粒径范围在很大程度上决定着雾滴在靶标上的沉积、覆盖以及雾滴在沉积过程中的飘失。
喷头磨损后，雾滴就达不到预期的尺寸。扇形雾喷头在磨损前后雾滴沉积的变化很明显，喷头磨损后虽然在靶标上的沉积覆盖率要比未磨损喷头的大，可是单位面积上雾滴的数量显著下降，这就清楚地说明磨损后雾滴的粒径变大。通常雾滴尺寸的测量采用的是雾滴粒度分析仪，用雾滴的体积中径作为比较参数。实验结果表明，在相同的流量下，新喷头的材质对雾滴粒径的影响不大，对磨损的喷头来说，雾滴的体积中径要比相同条件下未发生磨损的喷头产生的雾滴体积中径大。
然而，喷头要磨损到什么程度时雾滴的粒径才无法被接受，还需要进一步做深入研究。
4结语
通过研究喷头磨损的规律性，制定出合理的使用和维护方法，能够最大程度地减缓喷头的磨损速率，延长喷头使用寿命，保证喷雾质量。并且还能为喷头的失效预测提供合理的建议，对喷头材料的开发提供可靠的理论依据。经过系统研究，还可以对喷头内部易磨损的地方进行局部强化，从而可以提高喷头的耐用性。
目前，国内外对喷头磨损检测的研究还是以间接测量为主，但研究直接快速检测喷头磨损的方法将会成为新的方向。现有的间接测量法主要是先测定喷嘴的流量、流速或雾滴大小等喷雾参数的改变大小，通过这些参数的改变程度来间接估计喷嘴的磨损率。这种方法虽然比较简单、方便并容易操作，但却有其局限性，也就是无法准确对喷头具体位置的磨损情况和原因进行定性。相对而言，直接测量法是借助某种仪器设备直接对喷头的内部磨损情况进行直观准确描述，主要方法有超声测量、图像采集、x光射线等无损检测。国外有研究人员用扫描电子显微镜(SEM)直接检测扇形雾喷头的磨损状况，发现了扇形喷嘴的短半轴磨损的更快，并有力地说明了SEM完全可以作为一种直接、快速、分辨率高的无损检测方法用于喷头磨损的直接检测。现在，国外对喷头磨损的理论和机理研究也进一步加深了，能够通过对流体动力学和雾化理论进行分析，并且利用仿真模型，对喷头内部流场进行模拟工作，从而预测喷头的磨损程度和使用寿命[3]。
总之，对于喷头磨损的研究不仅能在技术和理论上对喷头生产厂商提供指导，而且对提高农药利用率及减少农药对环境的压力具有重要意义。
参考文献：
[1]傅泽田,祁力钧,王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社,2002，48.
[2]何雄奎,邵振润,张钟宁.第二届植保机械与施药技术国际学术研讨会论文集[A].中国农业大学出版社,2010，110-114.
[3]庄蕾,方湄.喷头内部流场模拟及结构改进[J].流体机械，2002（07）:21-22.
(04)在20世纪80年代之前，国内外关于喷头磨损对于雾型分布影响的研究比较少，大量有关喷头磨损方面的研究都集中在喷雾流量方面。1966年，国外研究人员通过一种雾型分布测定仪器对新、旧喷头的雾型分布进行了研究。实验结果发现，如果喷头使用时间不长，雾型分布就没有明显的变化。其后在实验室环境条件下测量了10种不同喷头磨损前后的变化，包括流量以及雾型分布的变化，研究结果发现，在喷头磨损后流量增加了15%的情形下，喷头的雾型分布也没有发生显著变化。
在研究喷头磨损对于雾型分布影响方面成果较少的原因在于缺少先进的仪器设备，从而无法完成对雾型分布的快速、准确测量以及数据收集。雾化部分、收集部分以及数据采集部分是传统的测量雾型分布的三个主要部分。雾化部分一般由水箱、泵、压力表以及喷头组成；收集部分是由带有“V”型凹槽的斜板与在斜板末端经过刻度校正后的试管组成；而数据采集部分一般通过人工记录。对于这些传统的仪器来说，这种方式不但非常费时，而且人为记录难以避免产生误差。因此，以前的研究受限于仪器与人为方面的误差没有取得太多的进展。
近年来，雾型分布的测定仪器在数据采集部分有了新的进展。就是通过称重法采集或者超声传感器采集可以完全实现全自动数据采集，这些经过自动采集后的数据会直接传输到计算机，然后经过分析可以快速绘制雾型分布曲线。并且在通过市场调研分析了传统的测定雾型分布的仪器以及其主要缺点的基础上，又开发出一种通过称重法自动采集数据测量雾型分布的仪器。这套仪器主要包括泵系统、喷雾收集系统以及称重与数据采集系统。实际应用表明，喷头喷出的雾滴经过收集系统被相应的容器收集，然后通过容器下面的电子秤测量收集到的雾滴重量并被自动录入数据采集系统进行分析，最终能够快速绘制雾型分布曲线。通过对不同种类的喷头进行磨损前后雾型分布测量，结果表明，喷头磨损前后喷头雾型分布曲线的宽度变化很小，但是可以明显看出曲线的高度发生变化，磨损后的喷头雾型分布曲线要比磨损前显著变高，这就清楚地说明雾化中心区域的喷量变大。通过与传统仪器测量得到的结果比较来看，这种新的自动化程度高的测量方式大大提高了测定的效率和准确性。
3.3对于雾滴大小的影响
喷雾质量是植保机械性能优劣最主要的评价指标，包括喷雾漂移性和喷雾覆盖率，雾滴大小与这两个喷雾质量指标都直接相关。雾滴大小、雾滴速度以及靶标表面特性等因素影响雾滴在靶标上的沉积覆盖率。同时，最佳粒径理论表明，防治不同的有害生物需要的最佳雾滴粒径大小也不相同。雾滴的粒径范围在很大程度上决定着雾滴在靶标上的沉积、覆盖以及雾滴在沉积过程中的飘失。
喷头磨损后，雾滴就达不到预期的尺寸。扇形雾喷头在磨损前后雾滴沉积的变化很明显，喷头磨损后虽然在靶标上的沉积覆盖率要比未磨损喷头的大，可是单位面积上雾滴的数量显著下降，这就清楚地说明磨损后雾滴的粒径变大。通常雾滴尺寸的测量采用的是雾滴粒度分析仪，用雾滴的体积中径作为比较参数。实验结果表明，在相同的流量下，新喷头的材质对雾滴粒径的影响不大，对磨损的喷头来说，雾滴的体积中径要比相同条件下未发生磨损的喷头产生的雾滴体积中径大。
然而，喷头要磨损到什么程度时雾滴的粒径才无法被接受，还需要进一步做深入研究。
4结语
通过研究喷头磨损的规律性，制定出合理的使用和维护方法，能够最大程度地减缓喷头的磨损速率，延长喷头使用寿命，保证喷雾质量。并且还能为喷头的失效预测提供合理的建议，对喷头材料的开发提供可靠的理论依据。经过系统研究，还可以对喷头内部易磨损的地方进行局部强化，从而可以提高喷头的耐用性。
目前，国内外对喷头磨损检测的研究还是以间接测量为主，但研究直接快速检测喷头磨损的方法将会成为新的方向。现有的间接测量法主要是先测定喷嘴的流量、流速或雾滴大小等喷雾参数的改变大小，通过这些参数的改变程度来间接估计喷嘴的磨损率。这种方法虽然比较简单、方便并容易操作，但却有其局限性，也就是无法准确对喷头具体位置的磨损情况和原因进行定性。相对而言，直接测量法是借助某种仪器设备直接对喷头的内部磨损情况进行直观准确描述，主要方法有超声测量、图像采集、x光射线等无损检测。国外有研究人员用扫描电子显微镜(SEM)直接检测扇形雾喷头的磨损状况，发现了扇形喷嘴的短半轴磨损的更快，并有力地说明了SEM完全可以作为一种直接、快速、分辨率高的无损检测方法用于喷头磨损的直接检测。现在，国外对喷头磨损的理论和机理研究也进一步加深了，能够通过对流体动力学和雾化理论进行分析，并且利用仿真模型，对喷头内部流场进行模拟工作，从而预测喷头的磨损程度和使用寿命[3]。
总之，对于喷头磨损的研究不仅能在技术和理论上对喷头生产厂商提供指导，而且对提高农药利用率及减少农药对环境的压力具有重要意义。
参考文献：
[1]傅泽田,祁力钧,王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社,2002，48.
[2]何雄奎,邵振润,张钟宁.第二届植保机械与施药技术国际学术研讨会论文集[A].中国农业大学出版社,2010，110-114.
[3]庄蕾,方湄.喷头内部流场模拟及结构改进[J].流体机械，2002（07）:21-22.
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