農(nóng)業(yè)給水栓數(shù)字化測量儀選擇研究

毛威 陸季鵬 孫海杰 夏天晴 尤瀟瀟

摘要：在我國的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)積水拴數(shù)字化測量儀應(yīng)用成為了當(dāng)前農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要研究內(nèi)容。因此農(nóng)業(yè)技術(shù)人員針對當(dāng)前常用的兩種數(shù)字測量技術(shù)，開展了技術(shù)選擇研究。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)積水拴；數(shù)字化測量儀；選擇

隨著我國農(nóng)業(yè)建設(shè)的不斷發(fā)展以及水資源保護(hù)體系的建立，農(nóng)業(yè)水資源保護(hù)已經(jīng)成為了我國農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的重要內(nèi)容。為此利用數(shù)字化技術(shù)提高水資源控制質(zhì)量，進(jìn)而確保農(nóng)業(yè)供水的精確度與可控制性就成為了農(nóng)業(yè)供水研究的重要組成部分。其中利用數(shù)字化測量儀，進(jìn)而保障農(nóng)業(yè)供水栓測量質(zhì)量就成為了數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的重要組成部分。在目前的農(nóng)業(yè)給水栓常用分類可以分為以下幾類：電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、渦街流量計(jì)以及插入式流量計(jì)幾個(gè)主要類型。其中較為常見的數(shù)字化測量儀可分為超聲波流量計(jì)與電磁流量計(jì)兩種類型。因此研究者對這兩種類型數(shù)字化流量計(jì)開展了技術(shù)分析與研究，進(jìn)而為農(nóng)業(yè)供水?dāng)?shù)字化發(fā)展提供支持。

一、 兩種儀表的技術(shù)參數(shù)研究

在實(shí)際的農(nóng)業(yè)給水測量中，兩種儀表使用中的技術(shù)參數(shù)決定了其實(shí)際的使用效果。在研究中技術(shù)人員將其主要的技術(shù)參數(shù)總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（一） 電磁流量儀技術(shù)參數(shù)

（1）常用設(shè)備技術(shù)參數(shù)：

（2）設(shè)備運(yùn)行技術(shù)參數(shù)：

（二）超聲波流量儀技術(shù)參數(shù)

二、兩種儀表的技術(shù)特征分析

（一）電磁流量儀特征研究

電磁流量計(jì)是一種當(dāng)前極為常用的導(dǎo)電液體體積流量的儀表。隨著鍵控低頻矩形波激磁技術(shù)發(fā)展，計(jì)量儀已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。在給水栓用水量測量中，其主要的技術(shù)特征包括了以下幾點(diǎn)：（1）適用于農(nóng)業(yè)用水使用。電磁供水計(jì)量儀的測量通道采用的是無阻流檢測件光滑直管，因此在使用中不容易受到固體顆粒阻塞。這一特征是其可以更加適用于農(nóng)業(yè)供水，特別是小型供水渠水質(zhì)極為渾濁的供水情況。特別是在大管徑供水管道應(yīng)用中，由與其供水低阻力損失較少，因此其供水能力更加顯著。（2）測量的精度與可控制性較高。在實(shí)際的測量中，電磁儀流量計(jì)測得的體積流量，不容易受到流體密度、粘度、溫度、壓力以及規(guī)范閾值電導(dǎo)率變化影響。同時(shí)在測量中其測量范圍程度較大，而且測量工作者可選流量范圍，即滿度值液體流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。（3）計(jì)量儀測量使用性能較強(qiáng)。電磁計(jì)量儀前段直管段要求低，同時(shí)可在線進(jìn)行標(biāo)定。同時(shí)嵌入式數(shù)字控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)儀表的自檢和自診斷功能，方便電磁儀表的檢修。最后是可以根據(jù)用戶實(shí)際使用需求在線修改量程。

（二）超聲波流量儀技術(shù)特征分析

超聲波流量計(jì)數(shù)字技術(shù)支持下的新型流量計(jì)，根據(jù)功能可以劃分為能動(dòng)型和被動(dòng)型兩大類。超聲波流量計(jì)的使用原理是利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔?，以便檢測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。在實(shí)際的使用中其主要的技術(shù)特征包括了以下幾點(diǎn)：（1）在使用中，其特殊的信號數(shù)字化處理技術(shù)，可以保證給水栓測量中儀表測量信號更穩(wěn)定，同時(shí)提高給水測量的抗干擾能力，保證了給水栓供水計(jì)量準(zhǔn)確性。（2）由于這一設(shè)備使用中沒有使用機(jī)械傳動(dòng)部件，因此不存在機(jī)械磨損與故障問題，運(yùn)行穩(wěn)定、不用進(jìn)行機(jī)械維護(hù)，確保了計(jì)量儀表的使用壽命。特別是在農(nóng)業(yè)供水中，其不容易受到泥沙等問題對機(jī)械部件磨損影響。（3）這類計(jì)量儀表在設(shè)計(jì)中采用了高度的集成模塊化設(shè)計(jì)，因此其電路設(shè)計(jì)更優(yōu)化，使用中的能源功耗低，使用可靠性高。（4）在控制過程中，超聲波流量儀使用了智能化標(biāo)準(zhǔn)信號輸出模式，處理中人機(jī)界面友好，提供了多種二次信號輸出方式，為操作者提供了良好的選擇空間。五是這一計(jì)量儀在使用中采用了管段式小管徑測量經(jīng)濟(jì)又方便，測量精度高。

三、兩種計(jì)量儀表選擇研究

在實(shí)際的給水栓計(jì)量應(yīng)用中，技術(shù)人員針對兩種計(jì)量設(shè)備開展了選擇研究：

在小型農(nóng)業(yè)供水渠設(shè)計(jì)中，由于其使用的水源較為復(fù)雜，水質(zhì)較為渾濁且使用環(huán)境控制較為困難，且控制系統(tǒng)成本較低因此在給水栓測量中采用電磁流量儀較為適用。而在大中型農(nóng)業(yè)供水渠使用中，由于超聲波流量儀控制界面較為方便，且在使用中不易發(fā)生故障，使用壽命較長，因此較為適用于。

參考消息

[1]汪洋.相關(guān)法超聲流量計(jì)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)測試研究[D]..沈陽工業(yè)大學(xué) 2013

[2]張世偉，孫坤，張志軍，韓進(jìn)，張明達(dá)，李玉英. 基于稱重原理的滴管式氣體流量測量裝置與方法[J].真空. 2016（06）