一種基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，包括依次通過管道連接的壓力源、恒壓工作站和流量計量裝置，所述流量計量裝置安裝在檢測臺上，在所述檢測臺上還安置有與流量計量裝置連接的待測樣件，在所述檢測臺的側部還設有與流量計量裝置連接的計算機控制系統(tǒng)。本實用新型所述基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術中功能單一、自動化程度低和人工勞動量大等缺陷，以實現(xiàn)功能多、自動化程度高和人工勞動量小的優(yōu)點。
【專利說明】一種基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及滴灌裝置【技術領域】，具體地，涉及一種基于光電傳感計量技術的 灌水器檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 滴灌（drip irrigation)是利用塑料管道將水通過直徑約IOmm毛管上的孔口或 滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，水 的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時可以結合施肥，提高肥效一 倍以上。可適用于果樹、蔬菜、經(jīng)濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大 田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結垢和堵塞，因此應對水源進行嚴格的過濾處理。
[0003] 灌水器就是給植物或作物灌水用的器具。它是利用壓力系統(tǒng)按照作物需水要求， 通過配水管道系統(tǒng)將水和作物生長所需肥水養(yǎng)分以均勻地、準確地直接輸送到植物、作物 根部的土壤表面或土層中，使作物根部的土壤經(jīng)常保持在最佳水、肥、氣狀態(tài)的灌水用器。 微灌系統(tǒng)特制灌水器有滴頭、微噴頭、滲灌管和微管等；噴灌系統(tǒng)灌水器有各種噴頭；人工 淋灌系統(tǒng)有快速取水器；甚至把人工灑水用器等，也可以算作灌水器。
[0004] 當前廣泛應用多種類多規(guī)格灌水器產(chǎn)品的檢測系統(tǒng)功能單一、自動化程度低的現(xiàn) 狀
[0005] 在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在功能單一、自動化 程度低和人工勞動量大等缺陷。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種基于光電傳感計量技術的灌水 器檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)功能多、自動化程度高和人工勞動量小的優(yōu)點。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種基于光電傳感計量技術的 灌水器檢測系統(tǒng)，包括依次通過管道連接的壓力源、恒壓工作站和流量計量裝置，所述流量 計量裝置安裝在檢測臺上，在所述檢測臺上還安置有與流量計量裝置連接的待測樣件，在 所述檢測臺的側部還設有與流量計量裝置連接的計算機控制系統(tǒng)。
[0008] 進一步地，所述流量計量裝置，包括堅直設置的多組管狀體，安裝在每組管狀體底 端的匯流三通，安裝在所述匯流三通底端的排水電磁閥，以及安裝在每組管狀體中一個管 狀體上的液位光電傳感器；所述液位光電傳感器和排水電磁閥分別與計算機控制系統(tǒng)電連 接，每組管狀體中另一個管狀體的上端開口為待測量液體入口。
[0009] 進一步地，所述液位光電傳感器，包括安裝在所述管狀體與匯流三通接觸處的第 一液位光電傳感裝置，以及安裝在所述管狀體頂端與另一管狀體中液位相同高度處的第二 液位光電傳感裝置；所述第一液位光電傳感裝置和第二液位光電傳感裝置，分別與計算機 控制系統(tǒng)電連接。
[0010] 進一步地，所述計算機控制系統(tǒng)，具體為數(shù)顯控制中樞系統(tǒng)。
[0011] 進一步地，所述數(shù)顯控制中樞系統(tǒng)，具體為PLC控制器。
[0012] 進一步地，所述多組管狀體，具體為截面均勻管狀體。
[0013] 本實用新型各實施例的基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，由于包括依次 通過管道連接的壓力源、恒壓工作站和流量計量裝置，流量計量裝置安裝在檢測臺上，在檢 測臺上還安置有與流量計量裝置連接的待測樣件，在檢測臺的側部還設有與流量計量裝置 連接的計算機控制系統(tǒng)；從而可以克服現(xiàn)有技術中功能單一、自動化程度低和人工勞動量 大的缺陷，以實現(xiàn)功能多、自動化程度高和人工勞動量小的優(yōu)點。
[0014] 本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書 中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。
[0015] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0017] 圖1為本實用新型基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)的工作原理示意圖；
[0018] 圖2為本實用新型基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)中流量測量裝置的 工作原理。
[0019] 結合附圖，本實用新型實施例中附圖標記如下：
[0020] 1-壓力源；2-恒壓工作站；3-計算機控制系統(tǒng)；4-待測樣件；5-流量計量裝置； 6_檢測臺；7-管狀體(截面積S為定值，即截面均勻管狀體）;8_匯流三通；9-排水電磁閥； 10-第一液位光電傳感裝置；11-第二液位光電傳感裝置；12-數(shù)顯控制中樞系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0021] 以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu) 選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0022] 針對當前廣泛應用多種類多規(guī)格灌水器產(chǎn)品的檢測系統(tǒng)功能單一、自動化程度低 的現(xiàn)狀，根據(jù)本實用新型實施例，如圖1和圖2所示，提供了一種基于光電傳感計量技術的 灌水器檢測系統(tǒng)，具體為一種滴灌用灌水器檢測系統(tǒng)。該基于光電傳感計量技術的灌水器 檢測系統(tǒng)，應用光電傳感流量自動計量技術、PLC控制與運算技術、管網(wǎng)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)恒壓 技術，實現(xiàn)在灌水器持續(xù)滴水工作過程中，完成實時數(shù)據(jù)的采集、運算、顯示、儲存、輸出等 諸多功能。檢測精度、項目等指標均符合IS09261、GB/T19812. 1-2005、GB/T17188-1997、SL/ T67. 2-94的要求。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明的技術方案，主要由五部分組成：壓力源1、恒壓工作站2、集人 機對話計算機控制系統(tǒng)3、待測樣件4、流量計量裝置5、檢測臺6。本發(fā)明技術方案涉及的 關鍵技術內(nèi)容：
[0024] ⑴恒壓控制技術
[0025] 采用PLC編程計算機控制系統(tǒng)，為各測試項目提供滿足灌水器相關標準要求條件 的壓力源。系統(tǒng)各壓力敏感部位設有壓力傳感裝置，與計算機控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件組成閉環(huán) 計算機控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定升壓和連續(xù)穩(wěn)定降壓雙向可逆變閉環(huán)壓力調(diào)節(jié)、穩(wěn)定功 能，大大減少了人為操作對試驗數(shù)據(jù)的影響，降低了數(shù)據(jù)誤差，提高了數(shù)據(jù)的精度，減少了 工作者的勞動強度。既可供安裝在采樣架的試樣做流量均勻度測試和流量壓力關系測試， 還可供放置在恒溫水浴裝置中的試樣做耐靜水壓測試和爆破試驗。
[0026] ⑵光電傳感流量精準測量裝置技術原理
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明檢測系統(tǒng)檢測臺包含符合灌水器相關檢測標準要求數(shù)量的若 干個光電傳感流量測量裝置，與被測灌水器個數(shù)相對應。其工作原理如圖2所示，設計利用 光電傳感技術，根據(jù)被測量灌水器水流將第一液位光電傳感裝置(如第一液位光電傳感裝 置10)位置到第二液位光電傳感裝置(如第二液位光電傳感裝置11)位置之間L長度管狀 體(如管狀體7)充滿所用時間t，來計算被測量水流的流量q。已知：管狀體幾何截面積S 為定值；兩液位光電傳感裝置之間的距離L為定值；所以其第一液位光電傳感裝置位置到 第二液位光電傳感裝置位置之間L長度管狀體容積V亦為定值，V = S*L*2 ;時間t是控制 中樞系統(tǒng)根據(jù)液位到達第一液位光電傳感裝置位置時傳輸?shù)墓怆娦盘柡鸵何坏竭_到第二 液位光電傳感裝置位置時傳輸?shù)墓怆娦盘栕詣拥贸觯簭亩鴔=v/t。在圖2中，在每組管狀體 的下端連接有匯流三通(如匯流三通8)，在匯流三通的下端連接有排水電磁閥(如排水電磁 閥9)，第一液位光電傳感裝置、第二液位光電傳感裝置和排水電磁閥，分別與數(shù)顯控制中樞 系統(tǒng)(如數(shù)顯控制中樞系統(tǒng)12)電連接。
[0028] 將含有多個灌水器滴水口的試樣水平懸吊在試驗臺架上，啟動灌水器檢測系統(tǒng)， 自動加壓至額定工作壓力后，系統(tǒng)在恒壓模塊的調(diào)節(jié)下保持穩(wěn)定的灌水器工作壓力，灌水 器滴水時間不少于3min后，系統(tǒng)開始第一次光電信號采集并按設定程序計算各灌水器流 量數(shù)據(jù)。稍后在設定時間n秒后重啟檢測系統(tǒng)開始第二次數(shù)據(jù)采集、運算。同一傳感器兩 次采集、運算的q偏差不得大于2%，否則重新采集，直到符合要求。取每個灌水器兩次采集、 運算得出的流量平均值記錄并形成數(shù)據(jù)記錄以表格形式保存。
[0029] ⑶計算機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動采集與運算技術
[0030] 將含有多個灌水器滴水口的試樣水平懸吊在檢測臺架上，啟動灌水器檢測系統(tǒng)， 自動加壓至額定工作壓力后，系統(tǒng)在恒壓模塊的調(diào)節(jié)下保持穩(wěn)定的灌水器工作壓力。灌水 器滴水時間不少于3min后，系統(tǒng)開始第一次光電信號采集并按設定程序計算各灌水器流 量數(shù)據(jù)。稍后在設定時間n秒后開始第二次數(shù)據(jù)采集、運算。取每個灌水器兩次采集的合 乎灌水器相關檢測標準要求的流量數(shù)據(jù)，運算得出的流量平均值并形成數(shù)據(jù)記錄、保存。 [0031] 系統(tǒng)將記錄保存的各灌水器流量數(shù)據(jù)q按灌水器布置順序對應排列，同時將所有 灌器流量數(shù)據(jù)的大小進行排序。這樣就完成了標準規(guī)定各項指標運算的數(shù)據(jù)的運算儲備， 系統(tǒng)模塊可根據(jù)按水器相關檢測標準編制的運算程序計算以下規(guī)定指標：
[0032] 滴水口平均流量、變異系數(shù)、標準偏差和平均流量相對于額定流量偏差的計算。其 運算公式分別見式（1)?式（4)。
【權利要求】
1. 一種基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括依次通過管道連 接的壓力源、恒壓工作站和流量計量裝置，所述流量計量裝置安裝在檢測臺上，在所述檢測 臺上還安置有與流量計量裝置連接的待測樣件，在所述檢測臺的側部還設有與流量計量裝 置連接的計算機控制系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述流量計量裝置，包括堅直設置的多組管狀體，安裝在每組管狀體底端的匯流三通，安裝在 所述匯流三通底端的排水電磁閥，以及安裝在每組管狀體中一個管狀體上的液位光電傳感 器；所述液位光電傳感器和排水電磁閥分別與計算機控制系統(tǒng)電連接，每組管狀體中另一 個管狀體的上端開口為待測量液體入口。
3. 根據(jù)權利要求2所述的基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述液位光電傳感器，包括安裝在所述管狀體與匯流三通接觸處的第一液位光電傳感裝置， 以及安裝在所述管狀體頂端與另一管狀體中液位相同高度處的第二液位光電傳感裝置；所 述第一液位光電傳感裝置和第二液位光電傳感裝置，分別與計算機控制系統(tǒng)電連接。
4. 根據(jù)權利要求2或3所述的基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述計算機控制系統(tǒng)，具體為數(shù)顯控制中樞系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述數(shù)顯控制中樞系統(tǒng)，具體為PLC控制器。
6. 根據(jù)權利要求2或3所述的基于光電傳感計量技術的灌水器檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述多組管狀體，具體為截面均勻管狀體。
【文檔編號】G01F23/292GK204142309SQ201420556301
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權日:2014年9月25日
【發(fā)明者】丁蘇疆 申請人:新疆新環(huán)環(huán)境監(jiān)測(研究院）有限公司