滴灌带性能测试设备研发探讨

2022-09-15

由于滴灌技术被越来越广泛的使用, 各种滴灌产品层出不穷, 生产厂家大量涌现, 现有的滴灌检测设备是否制约了产品的发展成了备受关注的焦点。因此, 对于滴灌带的性能测试及相关设备研发对于提升滴灌技术水平具有重要意义。

一、滴灌 (管) 带水力性能综合测评系统研发

早期的滴灌检测台 (以下称第一代滴灌检测台) 是由简单的设备台架、水泵、阀门、水箱及输水管等部件组成。在检测时将滴管带装入不同的分路接头进行试验。水泵将水压入输水管, 经过阀门调节到试验要求的水压, 在水压恒定后对其进行测试。第一代滴灌检测台通常只有一个压力表, 使用阀门调节压力时不能快速调至试验压力, 给操作者带来了很多的不便。

第二代滴灌检测台由设备台架、总阀门、分路阀门、水泵、水箱、压力表、及输水管等组成。操作步骤与第一代滴灌检测台基本相同, 但第二代滴灌台在空间的设计上改用阶梯式的设计, 占地面积较小, 且更接近人体操作习惯, 操作起来更为方便。设计的检测支路增多, 增加了滴灌 (管) 带检测数量。水泵将水压入输水管, 通过总阀门和总压力表控制总水压, 每一条分路有分路阀门和压力表, 分别控制每一条的分路水压。设备台架各分路均有一个用于循环输水的输水槽, 在端部开有出水孔, 便于用水循环。不足之处在于:分路输水槽在日常的卫生清洁时较麻烦, 擦洗用水很容易流进循环水槽, 污染循环用水, 造成管路堵塞。最上方的支路和最下方的支路因为高度原因, 往往不便使用和清理, 造成设计过剩。在设备使用过程中, 检测的数据需要人工读取, 检测数据具有较大的误差。检测设备没有设计相应的过滤装置, 无法对水质进行控制。

第三代滴灌 (管) 带水力性能综合测评系统主要包含水压线性调节自动恒压控制系统、分路管网压力检测及报警系统、计算机数据采集记录系统三个子系统。水压线性调节自动恒压控制系统主要实现进口主管网压力线性给定与自动恒压功能, 分路试验管网压力由设备原有分支管路入口手动阀控制;分路管网压力检测及报警系统实现各分支管路压力测量、报警与信号采集任务, 以确保各分支检验管路压力满足检验要求, 时时将实验水压进行线性调节。自动恒压控制系统、试验台分路管网末端压力检测报警系统检测行成的试验数据, 通过工业RS485通讯网络来实现过程数据传输, 计算机自动采集, 由计算机过程记录软件实现数据的保存和分析。

二、滴灌 (管) 带水力性能综合测评系统性能验证

1. 不同检测设备在不同压力下数值精确度比较

通过对比试验得出, 第一代检测设备和第二代检测设备压力数值和真实值均存在较大的差异, 最大误差分别为1.800%和1.543%, 第三代检测设备因设备本身检测精度较高, 最大数据误差为0.826%。压力数据相对不准确的主要原因为:1、操作员在读压力表显示数值时会因为个人操作的不同会带来数据的差异, 经统计对于压力表读数一般情况下读数都会偏小, 目视压力表时产生人为读数误差。2、由于检测设备所安装的压力表数据显示只能精确到小数点后2位, 比如读数为0.10MPa。而试验本身需要在0.1MPa下持续保压, 所以即使实际的压力产生波动或者没有达到/超过规定压力值时, 在压力表上也不能很好的反应。检测的结果也会因此受到影响, 造成结果不准确。

2. 不同检测设备压力稳定性比较

第一代、第二代设备在保压时压力波动较大;第三代设备压力波动非常小。在试验过程中, 压力常随着时间波动, 前2代滴灌检测台都需要实验员在实验过程中手动控制球阀进行微调, 所以产生了较长时间压力不能回归的现象。第三代设备由于压力信号及时反馈给计算机, 计算机根据压力反馈信息及时控制水泵转速进行调压, 所以整个过程总压力显示较为稳定, 波动较小。

3. 不同检测设备自动化程度比较

通过对滴灌 (管) 带的流量均匀度、耐静水压和流态指数进行试验, 流量均匀度和耐静水压都以3条样品进行检验, 流态指数因为时间较长, 只检验一组样品。无论做流量均匀度、耐静水压还是流态指数试验, 第三代滴灌检测台所需时间都大大少于前两代, 主要原因是因为前两代检测系统自动化程度低, 检测过程基本采用人工操作, 压力的控制全部由实验员对管路球阀控制进行压力调节, 在调定某个压力时, 由于球阀在调节时很难进行微调, 往往需要很长的时间才能调整准确, 而且由于人为因素, 造成试验时间过长。无法满足检验结果的及时性, 不利于企业中大规模生产产品的检验。检验有较大的滞后性。

结束语

不论是技术手段上还是设备能力上都提高了产品检测能力, 设备成本的降低不但可以使其用于科研机构, 而且也适合于大多数检测机构。通过我公司和部分公司对该设备的使用情况来看, 该设备不但检测效率较高, 且成本相对于目前研究出的同类产品为低。有利于设备在检测行业推广, 为滴灌产品质量控制奠定了设备和技术基础。在未来的发展过程中, 滴灌带设备必然会朝向比如:高精度化、高稳定、自动化、多功能化等方向发展, 为经济发展带来更多的效益。

摘要：农业灌溉用水量占全国用水量的百分之七十以上, 传统的灌溉方式落后, 水资源浪费十分严重。节水灌溉作为解决农业水资源短缺问题的出路之一, 在全国范围内得到了推广。本文通过对节水灌溉设备进行性能比较, 提出了设备研发策略, 以期更好的满足农田灌溉需求。

关键词：滴灌带,性能测试,设备研发