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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.49 No.5 pp.321-332
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2015.49.5.321

Pattern Analysis of a Single-disc Granule Spreader for Uniform Application of Fertilizer

Cheol-Woo Han1, HyoJe Park1, SangYoon Lee1, YoungKi Hong2, ongHoon LeeD3, Giyoung Kweon1
1Dept. of Bio-Industrial Machinery Engineering(Institute of Agriculture and Life Science),
Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea
2Dept. of Agriculture Engineering, National Academy of Agricultural Science, RDA, JeonJu 54875, Korea
3Dept. of Biosystems Engineering, Chungbuk National University, Cheongu, 28644, Korea
Corresponding author : Kweon Giyoung Tel: +82-55-772-1898 Fax: +82-55-772-1899 gkweon@gnu.ac.kr
August 13, 2015 October 23, 2015 October 29, 2015

Abstract

In recent years, the variable rate application has been widely adopted for economic benefit and environmental preservation. However, the variable rate application resulted in skewed spread patterns especially in spinner spreaders. The spread patterns of a single disc spreader were investigated under the various conditions of hopper loadage, application rate and discharge location. The ASABE Standard S341.3 was utilized for stationary and moving tests. The spreader was operated for one minute for the stationary test, and then a problem was reported that the mass of discharged fertilizer increased from 1,753.06kg/ha to 2,081.63kg/ha when hopper loadage was increased from 50% (320kg) to 90% (576kg) as keeping other conditions constant. When the application rate increased, the deposit of fertilizer increased to the opening direction of feed rate control device, resulted in skewed spread patterns. In the moving test, the Gaussian-like spread pattern was generated at the application rate of 50% by operating a discharge location control device. As the application rate decreased from 50% to 25%, the coefficient of variation(CV) increased from 3.78% to 12.98% for the race track travel mode and from 5.05% to 28.90% for the back and forth travel mode. In the spreader pattern analysis of the discharge location, it was found that the spreader pattern was shifted to the same direction when the discharge location was rotated at each 5° to the CW and CCW directions. The variation of spreader pattern due to the various hopper loadage and application rates could be adjusted by the discharge location control device.


단일 원판식 입제 살포기의 균일시비를 위한 패턴분석

한 철우1, 박 효제1, 이 상윤1, 홍 영기2, 이 동훈3, 권 기영1
1경상대학교 생물산업기계공학과(농업생명과학연구원)
2농촌진흥청 농업과학원
3충북대학교 바이오시스템공학과

초록

최근 경제적 이익과 환경오염 방지를 위하여, 시비 시 적정량을 살포하는 변량시비가 이루어지고 있 다. 본 연구에서는 변량시비 시 균일한 살포패턴에 영향을 주는 요인 중 호퍼 비료적재량, 시비량, 출 구 위치 등에 따른 원심식 비료살포기의 살포패턴 변화를 조사하였다. 실험방법은 ASABE Standard S341.3에 따라 정지 및 동적 시험으로 실시하였다. 정지 시험의 결과, 호퍼 충전율이 90%(576kg)에서 50%(320kg)로 변화함에 따라 단위 면적당 시비되는 비료의 양이 2,081.63kg/ha에서 1,753.06kg/ha로 변화하는 문제점이 발견되었고, 시비량이 증가함에 따라 시비량 조절장치의 출구가 열리는 방향으로 비 료의 살포량이 증가하는 문제점이 발견되었다. 동적 시험의 결과, 트랙터의 시비량이 50% 일 때, ‘Gaussian’ 형태의 패턴이 나타나게 설정하고 시비량을 25%까지 감소시켰을 때 트랙 전이살포(race track mode) 방법으로 주행 시 변이계수가 3.78%에서 12.98%으로, 순차 왕복살포 (back and forth mode) 방법으로 주행 시 변이계수가 5.05%에서 28.90%으로 증가하였다. 출구방향에 따른 살포패턴 분 석에서 출구방향을 5°씩 회전시켰을 때 살포패턴도 같은 방향으로 회전하여 출구방향 제어로 살포패턴 의 제어가 가능하다고 판단되었다. 본 연구에서 나타난 결과로 보았을 때 변량시비 시 비료적재량과 시 비량의 변화에 따른 살포패턴 변화에 대한 문제점을 출구방향 및 시비량을 제어함으로써 해결할 수 있 을 것으로 판단된다.


    Rural Development Administration
    PJ01050303

    서론

    최근 경제적 이익과 환경오염 방지를 위하여, 시 비 시 적재적소에 적정량을 살포하는 변량시비가 이루어지고 있다. 하지만 전통적인 시비방법과 장 비 등은 변량시비 시 균일한 살포가 되지 않는 점 이 보고되고 있다. 바람직한 변량시비에 있어 중요 한 것은 물리적으로는 시비량, 단위 면적당 살포 균일도, 생물학적으로는 농부와 작물이 원하는 만 큼의 비료를 성장단계, 토양, 환경상태 등에 맞추 어 시비를 하는 것이다. 변량시비 시 균일한 정도 는 변이계수 (coefficient of variation: CV)로 평 가 할 수 있는데 이 값은 살포패턴을 트랙터 주행 방법과 주행간격에 의해 겹치도록 하여 살포된 비 료량 평균을 표준편차로 나눈 것이며 CV값이 낮을 수록 살포 균일도가 높은 것을 의미한다. 하지만 실제적인 변량시비에서 변이계수는 0에서 상당히 벗어나며 그 이유로는 부적합한 시비기의 디자인 과 구조, 날씨와 조작오차 등이 있다(Kweon et al., 2009).

    대표적으로 부적합한 시비기의 디자인에는 원판식 비료살포기가 포함되며 이러한 이유 등으로 균일살 포가 되지 않을 경우, 비료가 과도하게 투여되어 자 원낭비, 작물피해, 잠재적인 환경피해 등으로 이어 진다(Helms et al., 1987). 지상에 비료를 살포하는 경우에는 대부분 원판식 살포기를 사용한다. 원판식 살포기의 장점으로는 넓은 영역 살포, 간단한 디자 인, 신뢰성, 싼 가격, 높은 내구성과 낮은 유지비 등이 있다. 하지만, 비료 살포 시 경작지에 살포될 비료량과 트랙터 주행 경로 등을 정확하게 계획하지 않으면 비료가 균일하게 살포되는 것이 힘들다. 이 에 대한 대안으로 개발되어진 것이 붐(boom)형 살 포기이다(Fulton et al., 2004).

    Fulton et al.(2001)는 ASABE 341.2 표준 방 법을 사용하여 살포패턴을 대규모로 조사하였는데 최소 56kg/ha에서 최대 168kg/ha까지 시비량에 대하여 살포패턴을 조사하였다. 그 결과, 시비량 이 적을 때는 바람직한 살포패턴인 Gaussian 모 양을 보였지만 시비량이 증가할수록 바람직하지 않은 살포패턴인‘M’모양을 나타내었으며 시비 량이 더 증가하였을 때‘W’모양의 살포패턴이 나타났다.‘M’모양과‘W’모양의 살포패턴으로 는 트랙터의 주행방법과 주행간격으로 겹치도록 하였을 때 균일한 살포패턴, 즉 CV값을 낮게 만 드는 것은 사실상 불가능하다(Grift, 2000). 살포 패턴에 영향을 주는 다른 요소로는 시비기 높이와 PTO 속도(Parish, 2002)a, 호퍼 적재량(Parish, 1999) 등이 있다. Parish(2002)b 는 비료가 호퍼 에서 원판으로 낙하하는 속도 또한 살포패턴의 균 일도에 영향을 준다고 하였고 또한, 시비량 변화 는 살포폭과 살포패턴의 모양에 중요한 영향을 준 다. 살포패턴의 모양이 바람직하게 나타날 경우 살포균일도 변이계수가 낮아지고, 바람직하지 않 을 경우 살포균일도 변이계수가 높아지는 원인이 된다(Olieslagers, 1997).

    Kweon et al.(2006)은 광센서와 단일 원판형 (single disc type)의 호퍼에서 원판으로 비료가 공 급되는 출구를 개조하고 열린 정도를 실시간으로 제 어하여 살포패턴의 가변성을 없애고 균일한 패턴으 로 살포 가능한 알고리즘과 장치를 개발하였고 Kweon et al.(2009)은 개발한 알고리즘을 바탕으로 실시간으로 입제비료 살포기의 출구를 조정하여 양 수 원판형 (dual disc type)의 시비기에도 적용이 가능하다고 하였다. 여러 연구자들이 보고한 바와 같이 원판식 시비기는 균일한 살포패턴을 위해서 패 턴에 영향을 미치는 요인을 제어할 수 있어야 하는 것을 알 수 있다. 또한, Fiala et al.(1999)는 자동 제어가 가능한 원판형 시비기를 개발했는데, 이는 양수 원판형 시비기로 진행 속도 센서, 전기 모터, 근접 센서, 내장 컴퓨터 등을 사용해서 제작하였다. 하지만 국내에서는 미국에 비하여 상대적으로 좁은 경작지에서 재배를 하고 있기 때문에 양수 원판형 시비기를 사용할 만한 곳이 없기 때문에 자동 제어 가 가능한 원판식 시비기의 개발이 필요하다.

    본 연구에서는 단일 원판식 입제살포기를 사용하 여 패턴에 영향을 미치는 인자의 변화에 따른 시비 패턴을 분석하여 균일살포를 위한 기초자료로 사용 하고자 한다.

    재료 및 방법

    1.시험용 시비기

    Figure 1은 비료 살포 패턴분석을 위하여 제작 한 시비기의 설명도 (a)와 시비량과 출구방향 제어 를 위하여 되먹임(feedback)이 가능한 액츄에이터 를 설치한 사진(b), 비료가 살포되는 원판을 촬영 한 사진(c), 실제로 트랙터에 비료살포기를 설치한 사진(d)을 나타내고 있다. 시비기는 상용 단일 원 판형 살포기(DP-2500N, Daepoong, Gyeongnam, Changwon, Korea)를 시험조건에 맞도록 구조를 다음과 같이 변경하였다. 회전속도를 제어하기 위 하여 PTO 축으로 구동되어 회전하던 원판을 브러 쉬레스 DC(BLDC) 모터와 기어박스를 부착하여 24V를 사용하여 구동하고, 마이크로 컨트롤러를 이 용하여 전압을 변경하여 속도를 제어하도록 제작하 였다. 시비량과 출구위치를 조정하는 부분에는 되 먹임 제어가 가능한 액추에이터를 부착하여 마이크 로 컨트롤러를 통하여 시비량 및 출구위치를 조정 할 수 있게 하였다.

    2.시비기의 정지 시험

    시비기의 정지 시험은 트랙터 정지상태에서 비료 살포 시 나타나는 살포패턴을 분석하기 위하여 ASABE Standard S341.3을 참조하여 실시하였다. ASABE Standard S341.3은 트랙터의 살포패턴을 측정하기 위한 목적으로 미국농공학회(ASABE)에서 제시한 방법이다. 실험방법은 바람이 5m/s이하이고 비가 오지 않을 때, 시험포장에 비료수집용 트레이 를 일정 간격마다 배치하고 트랙터가 이동하며 비료 를 살포 후 비료수집용 트레이 내부에 있는 비료를 수거하여 무게를 측정하고 통계처리 하여 살포패턴 및 CV값을 분석한다. Fig. 2는 시험에 사용된 비료 수집용 트레이다. 정지 시험은 트랙터 정지 상태에 서 각 시험조건에 맞추어 비료를 1분간 살포 후 비 료 수집용 트레이 내부의 비료를 수거하여 무게를 측정하고 통계처리 후 살포패턴을 분석하였다.

    2.1.호퍼 비료 충전율에 따른 살포패턴

    Figure 3는 원심식 비료살포기에서 시비량 조절 장치를 나타낸 것이다. 원심식 비료살포기에서 비료 는 호퍼내부에 적재된 후 살포시작 시 시비량 조절 장치(①)를 통하여 회전원판으로 공급된다. 비료의 입자는 회전원판으로 공급된 후 출구방향 조절장치 (②) 내부에서 원판(③) 이 회전하는 방향으로 회전 운동을 진행하다가 출구위치에서 살포된다. 이 때, 회전원판에 공급되는 비료의 양은 시비량 조절장치 가 열린 정도에 따라 결정되나, 호퍼 비료적재량에 따라서도 비료가 공급되는 속도가 변화하여 시비량 이 변화하게 된다. 이러한 요인이 살포패턴에 어떠 한 영향을 주는지 파악하기 위하여 호퍼 비료 충전 율이 100%일 때 640kg을 기준으로 두고 시험에 사 용한 호퍼 비료충전율은 50%(320kg), 70%(448kg), 90%(576kg)으로 하였고, 다른 시험조건은 시비기 원판높이 60cm, 시비량 30%, 시비방향 0°, 원판회 전속도 540rpm으로 고정하여 실시하였다. 또한, 단 위면적당 살포된 비료의 무게를 계산하기 위하여 ASABE Standard S341.3에서 제시된 식 (1)을 활용 하여 계산하였으며 기본단위는 kg/ha이다.

    R = KW / AE
    (1)

    R은 비료의 단위면적당 살포량(kg/ha), K는 단위변 환 상수로 100,000으로 일정하며 W는 샘플의 무게 (g), A는 수집 트레이의 바닥넓이(cm2), E는 수집 트 레이의 개수를 나타낸다.

    2.2.시비량에 따른 살포패턴

    Figure 3에서 나타난 것과 같이 시비량 조절장치 를 조정하면 호퍼에서 원판으로 공급되는 시비량이 변화하고 비료가 원판에 낙하하는 면적도 넓어지게 된다. 이 시험에서는 시비량 조절장치가 완전히 열 렸을 때를 시비량 100%로 가정하고 시비량을 25, 30, 35, 40%로 변경하여 실험하였고 나머지 조건은 원판회전속도 540rpm, 시비기 원판높이 60cm, 시 비방향 0°, 비료 충전율 50%로 두고 정지 시험을 실시하였다.

    2.3.출구방향에 따른 살포패턴

    Figure 4는 출구위치에 대한 정의를 나타낸 것 으로 좌측은 디스크의 실제사진, 우측은 설명도 이고 빨간색으로 표시된 부분이 출구부분이다. 출구부분 왼쪽 끝부분과 트랙터 진행방향 사이의 각도를 시비방향으로 정의하였다. 이 시험에서는 출구 방향에 따라 살포패턴이 어떠한 영향을 받 는지 알아보기 위하여 원판회전속도 540rpm, 시 비기 원판높이 60cm, 시비량을 30%로 고정하고 시비방향을 -5, 0, 5, 10, 15°로 변경하며 정지 시험을 실시하고 살포패턴의 움직임을 알아보기 위하여 비료 수거 후 측정된 무게 값을 X축, Y축 방향으로 더하여 가장 수치가 높은 부분을 살포 패턴의 중심으로 두고 살포패턴의 움직임을 측정 하였다.

    3.시비기의 동적 시험

    시비기의 동적 시험은 트랙터를 일정한 속도로 이동 시 살포패턴을 알아보기 위한 시험으로서 시 험방법 ASABE Standard S341.3에 기초하여 실시 하였다. 동적 시험은 트랙터를 3km/h의 속도로 고 정시킨 후에 진행하였으며, 나머지 시험방법은 정 지시험과 동일하였다. 살포균일도에 관한 척도로서 변이계수를 사용하며 값이 작을수록 균일하게 살포 된 것을 나타내며, 다음 식 (2)와 같이 정의된다 (Pettersen et al., 1991).

    CV = s a × 10
    (2)

    식 (2)에서 는 다음 식 (3), (4)와 같이 정의된다.

    s = 1 n 1 i = 1 n a i a ¯ 2
    (3)
    a ¯ = 1 n i = 1 n a
    (4)

    는 중복살포지역에 살포된 비료량 평균, 는 중복살 포지역에 살포된 비료량 표준편차 이며 는 비료수 집박스에 수집된 비료의 질량이며 는 비료수집박스 의 개수이다.

    3.1.시비량에 따른 살포패턴

    시비량의 변화가 살포패턴에 어떠한 영향을 주는 지 알아보기 위하여 시비량이 50%일 때 살포패턴이 Gaussian 모양이 나오도록 설정하고 35, 30, 25% 의 순서로 감소시켰으며, 나머지 시험조건은 원판회 전속도 540rpm, 시비기 원판높이 55cm, 시비방향 0°, 트랙터 주행속도를 3km/h로 고정하여 동적 시 험을 실시하였다.

    3.2.살포균일도 변이계수(CV) 분석

    Figure 5는 대표적인 두 가지 트랙터 주행방법인 트랙 전이 살포형태(race track mode)와 순차 왕복 살포 형태(back and forth mode)를 나타낸 것이다. 변이계수의 분석은 비료 시비량 변화에 따른 살포패 턴 측정결과를 바탕으로 트랙터의 주행 간격 (살포 폭: Swath width)을 10m로 가정하여, 상기 두 가지 주행방법에 대하여 가상으로 중첩 적용하여 2.3절에 서 설명한 식(2)을 이용하여 계산하였다.

    결과 및 고찰

    1.정지살포패턴

    1.1.비료 충전율에 따른 살포패턴

    Figure 6은 호퍼 비료적재량에 따른 살포패턴 그 래프와 히스토그램이며 Table. 1은 단위 면적당 살 포된 비료의 무게를 식(1)을 사용하여 계산한 것이 다. 살포패턴은 호퍼 비료 충전율이 50%일 때 단위 면적당 시비되는 비료의 질량은 1,753.06kg/ha, 70% 일 때 1,817.68kg/ha, 90%일 때 2,081.63kg/ ha로 호퍼 비료 적재량이 증가할수록 단위면적당 비료의 살포량이 증가하였다. 이는 호퍼 비료적재량 이 증가할수록 단위 시간당 호퍼에서 원판으로 공급 되는 비료량이 증가하여 나타나는 현상으로 판단된 다. 차후 실험 시, 호퍼에 비료적재량을 측정할 수 있는 센서를 설치하여 적재된 비료량에 따라 출구위 치와 시비량을 조정하여 비료가 살포되는 패턴을 일 정하게 유지할 수 있을 것으로 판단된다.

    1.2.시비량에 따른 살포패턴

    Figure 7은 비료 시비량에 따른 그래프와 히스 토그램이다. 시비량이 증가할수록 비료량 조절 출 구가 열리는 방향으로 증가하여 살포방향을 기준 으로 우측에 살포되는 비료의 양이 증가하는 것으 로 나타났다. 시비량이 증가함에 따라 살포방향을 기준으로 좌측에 살포되는 비료량은 일정하게 증 가하지만 우측에 살포되는 비료량은 좌측 증가량 에 비하여 많이 증가하는 것으로 나타났다. 차후 실험 시, 균일한 살포패턴을 유지하기 위하여 시비 량이 증가할 때 출구방향 조절 등을 통하여 살포 방향을 좌측으로 옮길 필요가 있으며 비료량 증가 에 따른 살포패턴의 변화에 대한 원인의 분석이 필요하였다.

    1.3.출구방향에 따른 살포패턴

    Figure 8은 출구방향에 따른 그래프와 히스토그 램이다. 측정된 시험결과에서 시비패턴의 이동은 출구방향을 -5, 0, 5, 10, 15°으로 두고 측정하 였을 때 각각 살포패턴이 좌측으로 24, 13, 0°, 우측으로 13, 24°이동한 것으로 나타났다. 또한, 그래프와 히스토그램에서는 출구방향이 회전 이동 함에 따라 살포패턴도 따라 이동하는 것으로 나타 났으며 향후 변량 시 호퍼 비료적재량과 시비량 증가에 따른 시비 패턴의 이동에 대한 문제점을 출구방향을 제어하는 것으로 해결이 가능하다고 생각되었다.

    2.동적 살포패턴

    2.1.시비량 변화에 따른 살포패턴 분석

    Figure 9는 변량시비 시 시비량 변화에 따른 살 포패턴을 나타낸 것이다. 시비량 50%에서 살포패턴 이 Gaussian에 가까운 패턴으로 나타났으며 시비 량 35%일 때는 'M'모양의 살포패턴이 나타났다. 시 비량이 감소함에 따라 각각의 패턴이 Fig. 9에서 나타난 트랙터 진행 방향을 기준으로 좌측으로 이 동하는 것을 알 수 있다. 차후 실험에서는 시비량 에 따라 출구위치를 제어하여 시비량 증감에 관계 없이 Gaussian에 가까운 패턴을 유지해야 할 필요 가 있다.

    2.2.변량시비의 살포균일도 변이계수(CV) 분석

    트랙 전이 살포

    Figure 10은 트랙 전이살포형태(Race track mode) 로 살포간격(살포폭: Swath width)을 10 m로 가정하 여 25, 30, 35, 50%시비량을 중첩 하여 계산한 CV값 을 나타낸 결과이다. 살포패턴의 균일도 변이계수 값 은 Table 2와 같이 나타났다. 비료 시비량이 감소함에 따라 변이계수가 높아지는 것으로 나타났으며 이는 2.1 절의 살포패턴 분석결과에서 비료 시비량이 감소 함에 따라 살포패턴이 한쪽으로 이동되는 것이 중첩되 어 변이계수를 높이는 것이며 이를 해결하기 위하여 시비량의 변화에 따라 살포방향을 조정하여 해결이 가 능할 것으로 판단되었다.

    순차 왕복형 살포

    Figure 11은 순차 왕복 살포형태로 트랙터의 주행 간격을 10m로 설정하여 25, 30, 35, 50% 시비량을 중복한 결과를 나타낸 것이다. 살포패턴의 균일도 변이계수 값은 Table 2와 같이 나타났다. 트랙 전이 살포형태와 마찬가지로 비료 시비량이 감소함에 따 라 변이계수가 높아지는 것으로 나타났으며 이는 2.1절에서 나타난 살포패턴 분석결과에서 시비량 감 소에 따라 패턴이 한쪽으로 이동되는 것이 중첩되어 변이계수를 높이는 것이며 이를 해결하기 위하여 시 비량의 변화에 따라 살포방향을 조정하여 해결이 가 능할 것으로 판단되었다.

    결론

    단일 원판형 입제살포기의 살포패턴에 영향을 주는 여러 요인들에 대해 분석한 결과, 시비기의 정지시험 중 호퍼의 비료 충전율의 변화에 따라서 는 단위면적당 시비되는 비료의 양은 90%(576kg) 의 경우 2,081.63kg/ha, 70%(448kg)의 경우 1,817.68kg/ha, 50%(320kg)의 경우 1,753.06 kg/ha 로 나타나 호퍼 비료적재량이 증가할수록 단위면적 당 비료 살포량이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 호퍼 비료적재량이 증가할수록 단위시간당 호퍼에서 원판으로 공급되는 비료량이 증가하여 나타나는 현 상으로 판단되었다.

    비료 시비량의 변화에서는 시비량이 증가할수록 비료량이 조절 출구가 열리는 방향으로 살포량이 증 가하여 비료의 살포방향을 기준으로 좌측에 살포되 는 비료량은 일정하게 증가하지만 우측에 살포되는 비료량은 좌측 증가량에 비하여 많이 증가하는 것으 로 나타났다.

    출구방향에 따른 살포패턴 분석에서는 출구방향을 -5°, 0°, 5°, 10°, 15°으로 두고 측정하였을 때 각 각 살포패턴이 좌측으로 24°, 13°, 0°, 우측으로 13°, 24°이동한 것으로 나타났나 출구방향이 회전 이동함에 따라 살포패턴도 같은 방향으로 회전하는 것으로 나타나 향후 변량 시 비료적재량과 시비량의 변화에 따른 살포패턴 변화에 대한 문제점을 해결할 수 있을 것으로 생각되었다.

    시비기의 동적 시험에서는 시비량 변화에 따른 살 포패턴을 분석결과 시비량 50%에서 살포패턴이 Gaussian에 가까운 패턴으로 나타났으며 35%에서 'M'에 가까운 패턴이 나타났다. 또한, 시비량이 감 소함에 따라 각각의 패턴이 트랙터의 진행방향을 기 준으로 좌측으로 이동하는 것을 알 수 있었다. 변량 시비 시 살포균일도 변이계수 영향 분석에서는 트랙 전이 살포와 순차 왕복형 살포방법으로 트랙터를 주 행하여 시비하였을 때, 변이계수가 트랙 전이 살포 에서 25, 30, 35와 50%일 때 각각 12.98%, 9.47%, 10.55%와 3.78%로 나타났고, 순차 왕복형 살포에서 는 각각 28.90%, 27.31%, 14.18% 및5.05%로 나타 나 비료 시비량이 감소함에 따라 변이계수가 높아지 는 것으로 나타났다. 이는 살포패턴 분석결과에서 나타난 시비량 감소에 따라 패턴이 한쪽으로 이동되 는 것이 중첩되어 변이계수를 낮추는 것으로 판단되 었다.

    본 논문에서 나타난 결과로 보았을 때 단일 원판 형의 원심식 살포기는 비료적재량(충전율), 시비량 등의 변화를 출구방향과 시비량을 조절하면 보다 균 일한 살포패턴을 만들 수 있을 것으로 판단되었다.

    차후 연구에서는 살포패턴에 영향을 주는 요인인 원판회전속도에 관련한 살포패턴 변화 분석과 변량 시 발생하는 살포패턴의 변이를 분석하기 위하여 회 전원판 위에서의 비료 입자 거동 등에 관련한 실험 을 하고자 하며, 차후 실시간으로 센서, 카메라 등 을 활용하여 살포패턴에 영향을 주는 요인을 측정하 고 피드백 제어시스템을 활용하여 균일한 살포패턴 제어에 관련한 연구를 하고자 한다.

    Figure

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    Experimental apparatus for a fertilizer spreader

    JALS-49-321_F2.gif

    A collection tray for spreader pattern test

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    A single disc fertilizer spreader with a feed rate control device

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    Configuration of a discharge location

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    Operating modes of the race track travel and the back and forth travel

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    Variation of spread pattern and histogram in various hopper loadage of fertilizers

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    Variation of spread pattern and histogram in various application rates

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    Variation of spread pattern and histogram in various discharge locations

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    Spatial spread patterns by dynamic tests in various application rates

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    Spatial spread patterns by dynamic tests in various application rates for a Race track mode

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    Spatial spread patterns by dynamic tests in various application rates for a Back and forth mode

    Table

    Change of discharge flow in various hopper loadage (1 min application)

    Coefficient of variation(CV) in various application rates for the operation modes

    *Swath width(m): 10m

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