一種滴管帶性能綜合測評系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可綜合評價滴管帶性能的測評系統，屬于農業節水技術領域。
【背景技術】
[0002]我國作為農業大國，近年來在大力發展精準化生產方式，和推廣成熟可復制的農業物聯網應用模式。國務院在關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見(國發
[2015]40號)文件中提出“在基礎較好的領域和地區，普及基于環境感知、實時監測、自動控制的網絡化農業環境監測系統。在大宗農產品規模生產區域，構建天地一體的農業物聯網測控體系，實施智能節水灌溉、測土配方施肥、農機定位耕種等精準化作業。”精準化生產方式的核心技術之一就是智能節水灌溉，不僅可以大幅度節約用水，而且可以有效提高農業生產效率。
[0003]滴管帶是實現智能節水灌溉的重要方式之一，是利用塑料管道將水通過孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉，把水一滴一滴地均勻而緩慢地滴在作物根部附近的土壤中。使作物根系最發達區的土壤經常保持適宜的濕度，使土壤的水、肥、氣、熱、微生物活動，始終處于良好狀況，為作物高產穩產創造有利條件。
[0004]然而，滴管帶的質量良莠不齊，不合格的滴管帶不僅達不到智能節水灌溉的效果，而且可能會給作物的生長帶來嚴重影響。因此，滴管帶在生產和使用時均需要對其質量進行嚴格檢測，使其滿足國家相關標準。目前生產企業檢測滴管帶綜合性能主要靠人工，通過人工觀察和測量每個滴孔的出水情況，手工計算相關參數，獲得滴管帶樣品的綜合性能情況。人工的檢測，受到實驗員個人情況的限制，往往檢測結果偏差大，檢測效率低，無法滿足目前大規模工業生產的需求。本發明結合電子、計算機、機械和軟件等多方面技術，實現了一種全自動的滴管帶性能綜合測評系統，可提高滴管帶檢測效率和檢測質量，為智能節水灌溉技術的發展和普及提供有力保障。
【發明內容】
[0005]本發明公布一種滴管帶性能綜合測評系統。本綜合測評系統能夠實現對國內現產滴灌帶(內鑲貼片式滴灌帶、內鑲貼條式滴灌帶、內鑲圓柱式滴灌帶、單翼迷宮式滴灌帶、壓力補償式滴灌帶、地埋式滴灌帶等)流量均勻度、壓力與流量關系、耐靜水壓、爆破壓、抗虹吸堵塞性能(地埋式滴灌帶)的檢測，評價所檢滴灌帶產品等級水平；并可實現自動檢測、自動輸出檢測報告的功能。
[0006]本發明技術方案是這樣的，本發明公布的滴管帶性能綜合測評系統如圖3所示，由多個單路滴管帶性能檢測線17，通訊電纜18和控制主機19組成。單路滴管帶性能檢測線如圖1所示，由出水水壓傳感器1、出水管2、滴管帶末端連接頭3、多個滴管帶滴頭檢測終端6、滴管帶始端連接頭7、單路入水管8、入水水壓傳感器9、總入水管10、隔膜泵11組成，圖中4為待測的滴管帶樣品，5為待測滴管帶樣品的滴頭示意圖。每個滴管帶滴頭檢測終端6設計示意圖如圖2所示，由機體及固定支架12、核心處理器單元13、通信電纜防水接頭14、液滴接收容器15、泄水閥16組成。
[0007]本發明的工作原理是，將待測滴管帶樣品4放在本系統中，待測滴管帶樣品4兩端與本系統始端連接頭7和末端連接頭3相連。所有測評過程均有控制主機19控制完成。具體步驟如下，控制主機19控制單路檢測線17中的隔膜泵，將滴管水通過總輸入水管10，泵入單獨的檢測線17的輸入水管8中，由輸入端水壓傳感器9和輸出端水壓傳感器I對水壓進行檢測，水壓信息通過通訊電纜18反饋回控制主機19中，從而實現對待測滴管帶中的水壓實時控制，保證滴管帶中水壓符合評測條件并保持穩定。滴管帶中的液體最終由輸出水管2排除。通過對待測滴管帶樣品4的每一個滴頭5滴水情況進行檢測和分析，可獲得一些列的滴管帶綜合性能。對滴頭5滴水情況的檢測主要由其正下方放置的檢測終端6完成。檢測終端6設計有防水通訊接頭14，其與控制主機19通過通信電纜18相串聯，實現信息的傳輸和控制命令的收發。當測評過程啟動時，終端首先控制泄水閥16，由核心處理器單元13實現液滴接收容器15的排空和內部稱重模塊的去皮過程。通過計算單位時間內接收到的液體質量，推算液體體積，并將數據上傳至控制主機19中，由控制主機19中的軟件完成對單條待測滴管帶樣品5中每個滴頭的平均流量、各個滴頭的流量偏差、變異系數等指標進行計算，并最終輸出檢測報告。
[0008]控制主機19可同時連接不少于3條的單獨滴管帶性能檢測線17，單獨滴管帶性能檢測17中，一般可支持不少于10個的滴管帶滴頭檢測終端6。檢測線數量和檢測終端數量可根據需要自由連接和搭配。
[0009]本發明的優點和積極效果是:
[0010]本發明所述的滴管帶性能綜合測評系統完全有軟件程序控制，可實現對滴管帶每個滴頭性能的定量檢測，整個測評過程可實現全自動無人化管理，檢測效率高，檢測結果穩定準確。同時，本發明擴展性好，一臺控制主機可連接不少于3條的檢測線，每條檢測線可串聯不少于10臺的檢測終端。各檢測終端間通過總線連接，其順序可自由排放，通訊方式即可為有線連接，也可為無線連接，簡化了操作復雜程度。
【附圖說明】
[0011]圖1是單路滴管帶性能檢測線設計示意圖。
[0012]圖2是滴管帶每個滴頭檢測終端設計示意圖。
[0013]圖3是滴管帶綜合性能測評系統整體設計示意圖
【具體實施方式】
[0014]實施方式一:
[0015]依據國標《塑料節水灌溉器材內鑲式滴灌管、帶》(GB/T 19812.3-2008)中對滴管帶的測評要求，可利用本發明實現如流量均勻度實驗、壓力與流量關系實驗等。以壓力與流量關系實驗為例，設定實驗條件為滴灌帶入口壓力從小到大分段增壓，起始壓力0.02MPa，每階段壓力增幅不大于0.05MPa，最大壓力一般不大于0.5MPa，壓力上升階段調節時間不限，通水恒壓3min后進行測定，滴水時間不少于3min ;量筒容積500mL，滴水時長可以在量筒不溢出前提下自由設定(如流速10L/h，滴水時長最長為500mL/10L/h = 3min);當時間達到預設時間時，通過系統進行報警；設定測定項目為所檢滴灌帶樣品上的10個滴頭，檢測每個滴頭滴水質量(g)，稱重精度0.lg。
[0016]將待測滴管帶樣品4安裝到本系統中，開啟軟件，并按照以上要求設定相關參數，開啟系統。控制主機會控制隔膜泵11，將滴灌水泵入待測滴管帶中，通過輸入端水壓傳感器9和輸出端水壓傳感器1，測量水壓。取兩個傳感器的平均值作為滴管帶樣品中的水壓值，將其反饋給控制主機，最終調整隔膜泵輸出壓力，使得樣品中起始水壓為0.02MPa。待壓力穩定后，啟動各個滴頭檢測終端6，完成泄水、去皮等功能，并開始計時和稱重。當計時帶到3min時，獲取各個終端6中的液體質量，并傳輸至控制主機，由控制主機中的軟件實現每個階段壓力下每個滴頭流量計算、每個階段壓力下的平均流量計算和壓力-流量關系曲線繪制，并最終計算流態指數作為綜合測評指標。對于壓力補償式滴灌帶，當流態指數< 0.2，所檢滴灌帶合格，否則為不合格。
【主權項】
1.一種滴管帶性能綜合測評系統，其特征在于:系統由單路滴管帶性能檢測線和控制主機組成，控制主機控制待測滴管帶樣品中的水壓和滴頭檢測終端等實現全自動檢測滴管帶每個滴頭的定量指標，通過控制主機中軟件進行計算分析，獲得待測滴管帶樣品的綜合評測性能。2.根據權利要求1所述的一種滴管帶性能綜合測評系統，其特征在于控制主機可以連接不少于3條的單路滴管帶檢測線，并可獨立控制每一路滴管帶檢測線的水壓及測試過程。3.—種滴管帶性能綜合測評系統.根據權利要求1所述的一種滴管帶性能綜合測評系統，其特征在于單路滴管帶性能檢測線可支持的滴頭檢測終端數量為多臺，一般不少于10臺，各終端間采用總線的串聯方式，可單臺工作也可多臺同時工作。4.根據權利要求1所述的一種滴管帶性能綜合測評系統，其特征在于滴頭檢測終端可以自動完成去皮、泄水等功能，由控制主機控制可實現對收集容器內液體的質量記錄。5.根據權利要求1所述的一種滴管帶性能綜合測評系統，其特征在于滴管帶中的水壓測定由輸入端和輸出端水壓傳感器同時獲得。
【專利摘要】本發明公開了一種滴管帶性能綜合測評系統，其特征在于：系統由單路滴管帶性能檢測線和控制主機組成，控制主機控制待測滴管帶樣品中的水壓和滴頭檢測終端等實現全自動檢測滴管帶每個滴頭的定量指標，通過控制主機中軟件進行計算分析，獲得待測滴管帶樣品的綜合評測性能。整個測評過程可實現全自動無人化管理，檢測效率高，檢測結果穩定準確。本發明擴展性強，一臺控制主機可連接不少于3條的檢測線，每條檢測線可串聯不少于10臺的檢測終端，適于大規模的滴管帶性能綜合測量。
【IPC分類】G01M13/00
【公開號】CN104977166
【申請號】CN201510418594
【發明人】王慧泉, 余輝, 孫敬來, 劉東遠, 楊敏, 王金海
【申請人】天津工業大學
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年7月14日