專利名稱：一種施肥器智能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測試施肥器水力學(xué)性能、施肥均勻度的的智能測試裝置，屬 于水利工程領(lǐng)域，其IPC國際專利分類號為E02B 1/00，E02D 33/00。
背景技術(shù)：
施肥器是微灌系統(tǒng)中用于給作物均勻施肥的設(shè)備，根據(jù)水力學(xué)結(jié)構(gòu)與施肥原理的 不同，可以分為文丘里施肥器、施肥罐、比例施肥泵等三種形式，無論是哪種形式，施肥器的 基本功能是通過在灌溉的同時將肥料配兌成肥液一起輸送到作物根部土壤，供作物根系直 接吸收利用。與傳統(tǒng)的施肥方法相比有明顯優(yōu)點，比如不需人工撒肥作業(yè)，節(jié)省動力且方 便，定位施肥且均勻，控制入滲深度及劑量，防止地下水污染等。同時，微灌施肥可有效提高 肥料利用率，促進(jìn)作物生長。研究表明，滴灌系統(tǒng)中配備施肥器可以節(jié)約20% -40%氮肥， 節(jié)水30%，增產(chǎn)5% 10%，減少氮、磷向地下水輸入量20%以上，在我國具有廣泛的推廣 應(yīng)用潛力，具有顯著的社會、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益。但是，我國微灌施肥的研發(fā)技術(shù)體系尚未建 立，研究成果較少，研究技術(shù)手段落后；我國施肥設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)相對滯后、產(chǎn)品品種規(guī)格少、 配套水平低。因此，為進(jìn)一步提高我國施肥器的研制水平，有必要開發(fā)一種施肥器智能測試
直o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)多年的研究試驗結(jié)果，提出一種能自動測試施肥器水力學(xué)性能、施肥 均勻度的智能測試裝置。本發(fā)明提供的施肥器智能測試裝置，包括供水管路系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、測試 系統(tǒng)和排水管路系統(tǒng)，所述供水管路系統(tǒng)主要由水泵、具有485通訊接口的變頻器、供水管 道及第一逆止閥組成；數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)主要由計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和電纜組成；測試系 統(tǒng)主要由施肥器、第一壓力傳感器、第一流量傳感器、第二壓力傳感器及第二流量傳感器組 成；排水管路系統(tǒng)主要由第二逆止閥、排水管道組成；其中，所述變頻器一端與水泵連接， 另一端通過485通訊接口與計算機(jī)連接，所述水泵出水口連接供水管道，在所述供水管道 上，設(shè)置有第一逆止閥、第一多功能接頭、第一流量傳感器和第一壓力傳感器；所述施肥器 下部連接肥料罐，上部進(jìn)水口與出水口分別與供水管道的末端及排水管道的首端連接，所 述排水管道上設(shè)置有第二壓力傳感器、第二流量傳感器、第二多功能接頭和第二逆止閥；所 述第一壓力傳感器、第一流量傳感器、第二壓力傳感器及第二流量傳感器通過電纜與數(shù)據(jù) 采集器連接，數(shù)據(jù)采集器與計算機(jī)連接；所述第一多功能接頭和第二多功能接頭由活接頭 和伸縮接頭組成，能夠保證不小于1cm伸縮余量；所述供水管道上設(shè)有第一閥門，排水管道 上設(shè)有第二閥門，分別用于采集施肥器進(jìn)口和出口的水樣。優(yōu)選地，水泵額定壓力不小0. 6Mpa，額定流量一般不小于50m3/h。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集器可以采集模擬信號或數(shù)字信號。優(yōu)選地，第一流量傳感器和第二流量傳感器精度不低于0. 5%，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器量程為0 IMpa，精度不低于0. 5%。優(yōu)選地，供水管道管徑不小于63mm，設(shè)計壓力不低于0. 8Mpa。該技術(shù)方案既適合于測試文丘里施肥器、施肥罐、比例施肥泵等多種類型的施肥 器。具有施肥器安裝簡便、測試精度高、智能化程度高等特點。本發(fā)明一改施肥器性能測試主要依賴人工、手動計量測試的方式，將自動控制技 術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到施肥器測試裝置中，使得測試精度、測試效 率大幅度提高，施肥器測試周期大大縮短，將有力促進(jìn)我國施肥器的研發(fā)水平，具有顯著經(jīng) 濟(jì)社會效益。
四

圖1本發(fā)明的施肥器智能測試裝置平面示意圖。圖2本發(fā)明的施肥器智能測試裝置A-A剖視圖。圖中，1為蓄水池，2為水泵，3為變頻器，4為數(shù)據(jù)采集器，5為計算機(jī)，61為第一逆 止閥，7為供水管道，81為第一多功能接頭，91為第一流量傳感器，10為第一壓力傳感器，11 為施肥器，12為肥料罐，13為排水管道，14為第一閥門，15為電纜，62為第二逆止閥，82為 第二多功能接頭，92為第二流量傳感器，20為第二壓力傳感器，24為第二閥門。
五具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的施肥器智能測試裝置，包括供水管路系統(tǒng)、數(shù)據(jù) 采集分析系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和排水管路系統(tǒng)，所述供水管路系統(tǒng)主要有水泵2、具有485通訊 接口的變頻器3、供水管道7、第一逆止閥61，水泵2選型應(yīng)當(dāng)滿足測試所需流量和壓力的 要求，變頻器3主要用于提供穩(wěn)定的管道壓力，通過485通訊接口可以與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng) 相接；數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)由計算機(jī)5、數(shù)據(jù)采集器4和電纜15組成，計算機(jī)5上安裝有數(shù)據(jù) 處理和分析軟件，主要用于調(diào)節(jié)水泵2的工作壓力、采集并分析測試系統(tǒng)的傳來的管道流 量與壓力數(shù)據(jù)，測試系統(tǒng)主要由施肥器11、第一壓力傳感器10、第一流量傳感器91、第二壓 力傳感器20及第二流量傳感器92組成，排水管路系統(tǒng)包括第二逆止閥62、排水管道13組 成，主要是將水排入蓄水池1，防止回水。蓄水池1用來調(diào)節(jié)水體，水泵2可為測試系統(tǒng)提供合適的流量和壓力，水泵2的選 型應(yīng)當(dāng)依據(jù)設(shè)計測試工況要求，應(yīng)高于所測施肥器11的設(shè)計流量、設(shè)計壓力，水泵額定壓 力一般不小0. 6Mpa，額定流量一般不小于50m3/h，變頻器3 —端與水泵2連接，用于提供穩(wěn) 定的測試壓力，變頻器3另一端通過485通訊接口，與計算機(jī)5連接，可以根據(jù)數(shù)據(jù)處理和 軟件設(shè)置變化測試壓力，數(shù)據(jù)采集器4采集流量傳感器91、92和壓力傳感器10、20信號實 時數(shù)據(jù)，可以采集模擬信號和數(shù)字信號。計算機(jī)5安裝數(shù)據(jù)采集分析軟件，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯 示、圖表制作、數(shù)據(jù)打印、數(shù)據(jù)輸出等功能，逆止閥6主要用于防止管道回水影響測試精度， 供水管道7管徑一般不小于63mm，設(shè)計壓力不低于0. 8Mpa，多功能接頭81、82由活接頭和 伸縮接頭組成，可以保證不小于lcm伸縮余量，保證密封防漏效果，流量傳感器91、92用于 測量施肥器進(jìn)口、出口流量，應(yīng)根據(jù)所測試的施肥器額定流量范圍、單位時間吸肥量確定來 選型，精度不低于0.5%，壓力傳感器10、20用于測量施肥器11進(jìn)口、出口壓力，量程為0 IMpa，精度不低于0. 5%。施肥器11即為目標(biāo)測試儀器，下部連接肥料罐12，肥料罐12用于溶解肥料，排水管道13將測試排水引入蓄水池1，閥門14、24主要用于采集施肥器11進(jìn) 口、出口水樣，分析施肥比例，電纜15主要為供電線和信號線。流量傳感器91、92和壓力傳感器10、20應(yīng)當(dāng)每年到計量單位校正，保證在測試精 度范圍內(nèi)。本發(fā)明的施肥器智能測試裝置與常規(guī)施肥器測試方法相比應(yīng)用了流量傳感器、壓 力傳感器等傳感器，利用數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，可以自動設(shè)置各種測試狀態(tài)，自動分析測試結(jié) 果，測試效率大幅度提高，有助于提高我國灌溉施肥器的整體研發(fā)水平，縮短研發(fā)周期。
權(quán)利要求
一種施肥器智能測試裝置及測試方法，包括供水管路系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和排水管路系統(tǒng)，所述供水管路系統(tǒng)主要由水泵(2)、具有485通訊接口的變頻器(3)、供水管道(7)及第一逆止閥(61)組成；數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)主要由計算機(jī)(5)、數(shù)據(jù)采集器(4)和電纜(15)組成；測試系統(tǒng)主要由施肥器(11)、第一壓力傳感器(10)、第一流量傳感器(91)、第二壓力傳感器(20)及第二流量傳感器(92)組成；排水管路系統(tǒng)主要由第二逆止閥(62)、排水管道(13)組成；其中，所述變頻器(3)一端與水泵(2)連接，另一端通過485通訊接口與計算機(jī)(5)連接，所述水泵(2)出水口連接供水管道(7)，在所述供水管道(7)上，設(shè)置有第一逆止閥(61)、第一多功能接頭(81)、第一流量傳感器(91)和第一壓力傳感器(10)；所述施肥器(11)下部連接肥料罐(12)，上部進(jìn)水口與出水口分別與供水管道(7)的末端及排水管道(13)的首端連接，所述排水管道(13)上設(shè)置有第二壓力傳感器(20)、第二流量傳感器(92)、第二多功能接頭(82)和第二逆止閥(62)；所述第一壓力傳感器(10)、第一流量傳感器(91)、第二壓力傳感器(20)及第二流量傳感器(92)通過電纜(15)與數(shù)據(jù)采集器(4)連接，數(shù)據(jù)采集器(4)與計算機(jī)(5)連接；所述第一多功能接頭(81)和第二多功能接頭(82)由活接頭和伸縮接頭組成，能夠保證不小于1cm伸縮余量；所述供水管道(7)上設(shè)有第一閥門(14)，排水管道(13)上設(shè)有第二閥門(24)，分別用于采集施肥器(11)進(jìn)口和出口的水樣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施肥器智能測試裝置，其特征在于所述水泵(2)額定壓力 不小0. 6Mpa，額定流量一般不小于50m7h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的施肥器智能測試裝置，其特征在于數(shù)據(jù)采集器(4)可以采 集模擬信號或數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的施肥器智能測試裝置，其特征在于第一流量傳感器 (91)和第二流量傳感器(92)精度不低于0.5%，第一壓力傳感器(10)和第二壓力傳感器 (20)量程為0 IMpa,精度不低于0.5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的施肥器智能測試裝置，其特征在于供水管道(7)管徑不小 于63mm，設(shè)計壓力不低于0. 8Mpa。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種施肥器測試裝置，屬于水利工程領(lǐng)域，IPC國際專利分類號為E02B1/00，E02D 33/00包括供水管路系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和排水管路系統(tǒng)，供水管路系統(tǒng)由水泵、具有485通訊接口的變頻器、供水管道及逆止閥組成；數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)主要由計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和電纜組成；測試系統(tǒng)主要由施肥器、壓力傳感器及流量傳感器組成；排水管路系統(tǒng)主要由逆止閥、排水管道組成；所述施肥器下部連接肥料罐，上部進(jìn)水口與出水口分別與供水管道及排水管道連接，流量傳感器、壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)連接。該測試裝置具有安裝簡便、測試精度高等特點，將有力促進(jìn)我國施肥器的研發(fā)水平，具有顯著經(jīng)濟(jì)社會效益。
文檔編號G01M99/00GK101876596SQ20091025054
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者劉洪祿, 吳文勇, 尹世洋, 郝仲勇, 韓啟彪 申請人:北京市水利科學(xué)研究所