CN101876596B - 一种施肥器智能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种施肥器测试装置，属于水利工程领域，IPC国际专利分类号为E02B1/00，E02D 33/00包括供水管路系统、数据采集分析系统、测试系统和排水管路系统，供水管路系统由水泵、具有485通讯接口的变频器、供水管道及逆止阀组成；数据采集分析系统主要由计算机、数据采集器和电缆组成；测试系统主要由施肥器、压力传感器及流量传感器组成；排水管路系统主要由逆止阀、排水管道组成；所述施肥器下部连接肥料罐，上部进水口与出水口分别与供水管道及排水管道连接，流量传感器、压力传感器与数据采集分析系统连接。该测试装置具有安装简便、测试精度高等特点，将有力促进我国施肥器的研发水平，具有显著经济社会效益。

Description

一种施肥器智能测试装置

一、技术领域

本发明涉及一种用于测试施肥器水力学性能、施肥均匀度的的智能测试装置，属于水利工程领域，其IPC国际专利分类号为E02B 1/00，E02D 33/00。

二、背景技术

施肥器是微灌系统中用于给作物均匀施肥的设备，根据水力学结构与施肥原理的不同，可以分为文丘里施肥器、施肥罐、比例施肥泵等三种形式，无论是哪种形式，施肥器的基本功能是通过在灌溉的同时将肥料配兑成肥液一起输送到作物根部土壤，供作物根系直接吸收利用。与传统的施肥方法相比有明显优点，比如：不需人工撒肥作业，节省动力且方便，定位施肥且均匀，控制入渗深度及剂量，防止地下水污染等。同时，微灌施肥可有效提高肥料利用率，促进作物生长。研究表明，滴灌系统中配备施肥器可以节约20％-40％氮肥，节水30％，增产5％～10％，减少氮、磷向地下水输入量20％以上，在我国具有广泛的推广应用潜力，具有显著的社会、经济与生态效益。但是，我国微灌施肥的研发技术体系尚未建立，研究成果较少，研究技术手段落后；我国施肥设备生产技术相对滞后、产品品种规格少、配套水平低。因此，为进一步提高我国施肥器的研制水平，有必要开发一种施肥器智能测试装置。

三、发明内容

本发明根据多年的研究试验结果，提出一种能自动测试施肥器水力学性能、施肥均匀度的智能测试装置。

本发明提供的施肥器智能测试装置，包括供水管路系统、数据采集分析系统、测试系统和排水管路系统，所述供水管路系统主要由水泵、具有485通讯接口的变频器、供水管道及第一逆止阀组成；数据采集分析系统主要由计算机、数据采集器和电缆组成；测试系统主要由施肥器、第一压力传感器、第一流量传感器、第二压力传感器及第二流量传感器组成；排水管路系统主要由第二逆止阀、排水管道组成；其中，所述变频器一端与水泵连接，另一端通过485通讯接口与计算机连接，所述水泵出水口连接供水管道，在所述供水管道上，设置有第一逆止阀、第一多功能接头、第一流量传感器和第一压力传感器；所述施肥器下部连接肥料罐，上部进水口与出水口分别与供水管道的末端及排水管道的首端连接，所述排水管道上设置有第二压力传感器、第二流量传感器、第二多功能接头和第二逆止阀；所述第一压力传感器、第一流量传感器、第二压力传感器及第二流量传感器通过电缆与数据采集器连接，数据采集器与计算机连接；所述第一多功能接头和第二多功能接头由活接头和伸缩接头组成，能够保证不小于1cm伸缩余量；所述供水管道上设有第一阀门，排水管道上设有第二阀门，分别用于采集施肥器进口和出口的水样。

优选地，水泵额定压力不小0.6Mpa，额定流量一般不小于50m3/h。

优选地，数据采集器可以采集模拟信号或数字信号。

优选地，第一流量传感器和第二流量传感器精度不低于0.5％，第一压力传感器和第二压力传感器量程为0～1Mpa，精度不低于0.5％。

优选地，供水管道管径不小于63mm，设计压力不低于0.8Mpa。

该技术方案既适合于测试文丘里施肥器、施肥罐、比例施肥泵等多种类型的施肥器。具有施肥器安装简便、测试精度高、智能化程度高等特点。

本发明一改施肥器性能测试主要依赖人工、手动计量测试的方式，将自动控制技术、传感器技术、计算机技术等先进技术应用到施肥器测试装置中，使得测试精度、测试效率大幅度提高，施肥器测试周期大大缩短，将有力促进我国施肥器的研发水平，具有显著经济社会效益。

四、附图说明

图1本发明的施肥器智能测试装置平面示意图。

图2本发明的施肥器智能测试装置A-A剖视图。

图中，1为蓄水池，2为水泵，3为变频器，4为数据采集器，5为计算机，61为第一逆止阀，7为供水管道，81为第一多功能接头，91为第一流量传感器，10为第一压力传感器，11为施肥器，12为肥料罐，13为排水管道，14为第一阀门，15为电缆，62为第二逆止阀，82为第二多功能接头，92为第二流量传感器，20为第二压力传感器，24为第二阀门。

五、具体实施方式

如图1和图2所示，本发明提供的施肥器智能测试装置，包括供水管路系统、数据采集分析系统、测试系统和排水管路系统，所述供水管路系统主要有水泵2、具有485通讯接口的变频器3、供水管道7、第一逆止阀61，水泵2选型应当满足测试所需流量和压力的要求，变频器3主要用于提供稳定的管道压力，通过485通讯接口可以与数据采集分析系统相接；数据采集分析系统由计算机5、数据采集器4和电缆15组成，计算机5上安装有数据处理和分析软件，主要用于调节水泵2的工作压力、采集并分析测试系统的传来的管道流量与压力数据，测试系统主要由施肥器11、第一压力传感器10、第一流量传感器91、第二压力传感器20及第二流量传感器92组成，排水管路系统包括第二逆止阀62、排水管道13组成，主要是将水排入蓄水池1，防止回水。

蓄水池1用来调节水体，水泵2可为测试系统提供合适的流量和压力，水泵2的选型应当依据设计测试工况要求，应高于所测施肥器11的设计流量、设计压力，水泵额定压力一般不小0.6Mpa，额定流量一般不小于50m³/h，变频器3一端与水泵2连接，用于提供稳定的测试压力，变频器3另一端通过485通讯接口，与计算机5连接，可以根据数据处理和软件设置变化测试压力，数据采集器4采集流量传感器91、92和压力传感器10、20信号实时数据，可以采集模拟信号和数字信号。计算机5安装数据采集分析软件，实现实时数据显示、图表制作、数据打印、数据输出等功能，逆止阀6主要用于防止管道回水影响测试精度，供水管道7管径一般不小于63mm，设计压力不低于0.8Mpa，多功能接头81、82由活接头和伸缩接头组成，可以保证不小于1cm伸缩余量，保证密封防漏效果，流量传感器91、92用于测量施肥器进口、出口流量，应根据所测试的施肥器额定流量范围、单位时间吸肥量确定来选型，精度不低于0.5％，压力传感器10、20用于测量施肥器11进口、出口压力，量程为0～1Mpa，精度不低于0.5％。施肥器11即为目标测试仪器，下部连接肥料罐12，肥料罐12用于溶解肥料，排水管道13将测试排水引入蓄水池1，阀门14、24主要用于采集施肥器11进口、出口水样，分析施肥比例，电缆15主要为供电线和信号线。

流量传感器91、92和压力传感器10、20应当每年到计量单位校正，保证在测试精度范围内。

本发明的施肥器智能测试装置与常规施肥器测试方法相比应用了流量传感器、压力传感器等传感器，利用数据采集分析系统，可以自动设置各种测试状态，自动分析测试结果，测试效率大幅度提高，有助于提高我国灌溉施肥器的整体研发水平，缩短研发周期。

Claims (5)

1.一种施肥器智能测试装置，包括供水管路系统、数据采集分析系统、测试系统和排水管路系统，所述供水管路系统主要由水泵(2)、具有485通讯接口的变频器(3)、供水管道(7)及第一逆止阀(61)组成；数据采集分析系统主要由计算机(5)、数据采集器(4)和电缆(15)组成；测试系统主要由施肥器(11)、第一压力传感器(10)、第一流量传感器(91)、第二压力传感器(20)及第二流量传感器(92)组成；排水管路系统主要由第二逆止阀(62)、排水管道(13)组成；其中，所述变频器(3)一端与水泵(2)连接，另一端通过485通讯接口与计算机(5)连接，所述水泵(2)出水口连接供水管道(7)，在所述供水管道(7)上，设置有第一逆止阀(61)、第一多功能接头(81)、第一流量传感器(91)和第一压力传感器(10)；所述施肥器(11)下部连接肥料罐(12)，上部进水口与出水口分别与供水管道(7)的末端及排水管道(13)的首端连接，所述排水管道(13)上设置有第二压力传感器(20)、第二流量传感器(92)、第二多功能接头(82)和第二逆止阀(62)；所述第一压力传感器(10)、第一流量传感器(91)、第二压力传感器(20)及第二流量传感器(92)通过电缆(15)与数据采集器(4)连接，数据采集器(4)与计算机(5)连接；所述第一多功能接头(81)和第二多功能接头(82)由活接头和伸缩接头组成，能够保证不小于1cm伸缩余量；所述供水管道(7)上设有第一阀门(14)，排水管道(13)上设有第二阀门(24)，分别用于采集施肥器(11)进口和出口的水样。

2.根据权利要求1所述的施肥器智能测试装置，其特征在于：所述水泵(2)额定压力不小于0.6Mpa，额定流量不小于50m³/h。

3.根据权利要求2所述的施肥器智能测试装置，其特征在于：数据采集器(4)可以采集模拟信号或数字信号。

4.根据权利要求1或2所述的施肥器智能测试装置，其特征在于：第一流量传感器(91)和第二流量传感器(92)精度不低于0.5％，第一压力传感器(10)和第二压力传感器(20)量程为0～1Mpa，精度不低于0.5％。

5.根据权利要求4所述的施肥器智能测试装置，其特征在于：供水管道(7)管径不小于63mm，设计压力不低于0.8Mpa。 

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