CN102680220A - 一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法 - Google Patents
一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102680220A CN102680220A CN2012101434649A CN201210143464A CN102680220A CN 102680220 A CN102680220 A CN 102680220A CN 2012101434649 A CN2012101434649 A CN 2012101434649A CN 201210143464 A CN201210143464 A CN 201210143464A CN 102680220 A CN102680220 A CN 102680220A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air chamber
- douche
- pressure
- air
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 title abstract description 19
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 title abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229940059082 douche Drugs 0.000 claims description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229920000965 Duroplast Polymers 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000002175 menstrual effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明公开了一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法，其特点是测量装置包括：气室（1）、供气源（2）和气压测量计（3），三者相通连接；利用本发明的测量装置测定不同型号和流量的滴灌灌水器导气特征参数S，并建立导气特征参数S与不同工作压力下滴灌灌水器流量的定量关系，基于该定量关系只需要测量灌水器的导气特征参数S即可计算出不同压力下灌水器的流量值，据此可得到灌水器的流量系数和流态指数，从而获得灌水器的水力特性，因而大大简化了灌水器水力特性的测量过程，节省了测量时间和成本。本发明不仅在技术上能够实现，而且设备价格大大降低，易于推广应用。
Description
技术领域：
本发明涉及微灌技术领域，具体地讲是一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法。
背景技术：
滴灌是目前最先进的灌溉技术之一，通过管道输水和局部微量灌溉，使水分的渗漏和损失降低到最低限度。同时，又由于能做到适时地供应作物根区所需水分，使水的利用效率大大提高。滴灌可方便地结合施肥，即把化肥溶解后灌注入灌溉系统，由于化肥同灌溉水结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同时又因是小范围局部控制，微量灌溉，水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减轻污染。
灌水器是滴灌系统核心部件之一，在整个微灌系统中用量较大，其费用占整个系统总投资的25一30%左右，其水力性能直接影响到系统运行的可靠性及灌溉质量高低。在一定压力范围内,灌水器的水力特性即流量—压力关系可用式(1) 进行描述：
q = Kd Hx (1)
式中: q 为灌水器流量,L/h ; H为灌水器的压力水头,m; Kd 为灌水器的流量系数; x 为灌水器的流态指数。流态指数x它反映了灌水器的流量对工作压力变化的敏感程度，它的值与灌水器的结构有关，一般在0一1之间。当x越小时，灌水器流量受水压的影响越小;反之则受水压的影响越大。当灌水器内流场为层流时，理论上x=l;当灌水器内流场为完全紊流时，x=0.5;当灌水器流量q不随水压H发生变化时，x=o，在实际应用中，压力补偿式灌水器可以达到该效果。流态指数是灌水器设计与应用中最为重要的水力性能参数，它决定了滴灌系统工作水压波动对其灌溉均匀度的影响程度。流量系数k与滴头流道的结构和几何尺寸(流道形式、流道断面面积、流道断面形式及流道长度等)有关，它不随压力变化而变化，对滴头流量起主导作用。
目前灌水器的水力特性即流量—压力关系一般通过实验的方式获得，就是在不同的压力水头下，分别测量灌水器的流量，在己知一系列工作水压下的灌水器流量时，则流量系数Kd和流态指数x可分别表示如下:
式中n为所测工作水压组数(流量组数)，无量纲，Hi第“i”组所测工作水压，mH20;qi第i组所测水压对应的灌水器流量，L/h。
为了达到精确测量的目的，一般需要利用测试平台或者测试系统来完成。测试平台或者测试系统具体包括了试验用的水源、混合罐、提供动力的水泵、提供混合用的水泵、以及提供开关功能的阀门、安装灌水器的毛管、水压表、管网进水口、管网出水口、阀门、回水板和称重天平等部件，测试平台或者测试系统普遍存在结构复杂、造价较高、测试过程较繁琐及大批量的灌水器水力特性测量耗时长和效率不高等问题。
发明内容：
本发明的目的是克服已有技术的不足，而提供一种滴灌灌水器水力特性测量装置。
本发明的另一目的是提供一种滴灌灌水器水力特性测量方法。
本发明主要解决主要解决现有的灌水器水力特性的测试平台或者测试系统普遍存在结构复杂、造价较高、测试过程较繁琐及大批量的灌水器水力特性测量耗时长和效率不高等问题。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种滴灌灌水器水力特性测量装置，其特殊之处在于，包括：
气室，用来提供气体存储空间；
供气源，用来向气室提供气流；
气压测量计，用来测量气室内的气体压力；
所述气室下端有一出气嘴，出气嘴经连接软管与待测的灌水器连接；所述气室上端有一进气嘴；进气嘴上塞有一橡皮塞，三通经橡皮塞与气室相连，三通的另两个支路经连接软管分别与供气源和气压测量计相连接。
进一步的，所述气室材质为硬塑料或者金属，材质强度应确保在试验压力下不变形。
采用上述滴灌灌水器水力特性测量装置的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
a将滴灌灌水器水力特性测试系统与待测的灌水器相连；
b打开进气嘴的控制开关，并利用供气源向气室供气，当气压测量计测定的气室内压力到达预定值P(0)时停止供气，并关闭进气嘴的控制开关；
c停止供气并关闭进气嘴的控制开关的同时，开始计时，并观测气压测量计所测气室压力的变化，按照先疏后密的原则记录气室压力P(t)变化过程对应的累积时间t，当气室内的压力接近大气压时，停止观测；
d以时间t为自变量，气室的相对压力（气室压力减去大气压力即P(t)-Patm）的自然对数值ln（P(t)-Patm)为因变量，确定二者的数量关系，并以二者确定的直线斜率的绝对值作为被测灌水器的空气传导特征参数S;
e将所测得灌水器的空气传导特征参数S代入下式即可计算不同工作水压h下灌水器的流量q(h)：
, A、B、C、D为与气室的体积有关的常数，对于灌水器而言，当气室的体积确定时，A、B、C、D均为定值；
f获得不同工作水压h下灌水器的流量q(h)后，即可确定灌水器的水力特性即流量—压力关系：q = Kd Hx，计算出灌水器的流量系数Kd和流态指数x。
进一步的， b步骤所述预定值P(0)为20-100cmH2O的压力，即1.96kPa-9.81kPa。
本发明所述的一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，采用不同工作水压h下灌水器的流量q(h)与空气传导特征参数S的定量关系对于灌水器具有普适性，并且当所用气室的体积确定后，该定量关系中的系数A、B、C、D均为定值，因此可利用该关系快速的确定待测灌水器的水力特性，其测量装置结构简单，造价低，从而简化了测量过程，提高了测量效率，节约了成本。
附图说明：
图１是本发明的结构连接示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1，参见图1，选择材质为硬塑料或者金属的气室1，用来提供气体存储空间，将气室1下端出气嘴4经连接软管7与待测的灌水器9连接；再将气室1上端的进气嘴5安装一橡皮塞8，将三通6一个支路穿过橡皮塞8与气室1相连，再将三通6的另两个支路经连接软管7分别与供气源2和气压测量计3相连接，供气源2用来向气室1提供气流，气压测量计3用来测量气室1内的气体压力；从而形成本发明的滴灌灌水器水力特性测量装置。
实施例2，采用上述实施例的装置，进行滴灌灌水器水力特性测量，其测量方法如下 ：将灌水器水力特性测量装置按照图1所示的方式与待测的灌水器相连，利用供气源向气室供气，当气压测量计测定的气室内压力到达预定值P(0)时停止供气，预定值P(0)为20-100cmH2O的压力，即1.96kPa-9.81kPa；停止供气的同时开始计时，并观测气压测量计所测气室压力的变化，按照先疏后密的原则记录气室压力P(t)变化过程对应的累积时间t，当气室内的压力接近大气压时，停止观测；以时间t为自变量，气室的相对压力（气室压力减去大气压力即P(t)-Patm）的自然对数值ln（P(t)-Patm)为因变量，确定二者的数量关系，并以二者确定的直线斜率的绝对值作为被测灌水器的空气传导特征参数S；测量多个不同类型和流量的灌水器空气传导特征参数S；在不同工作压力h下测量灌水器的流量值
；根据灌水器空气传导特征参数S和不同工作压力下测量灌水器的流量值
结果，可以确定不同工作水压h下灌水器的流量q(h)与空气传导特征参数S的定量关系；测量待测迷宫流道灌水器的空气传导特征参数S，将所测得灌水器的空气传导特征参数S代入下式即可计算不同工作水压h下灌水器的流量q(h)：
, A、B、C、D为与气室的体积有关的常数，对于灌水器而言，当气室的体积确定时，A、B、C、D均为定值；获得不同工作水压h下灌水器的流量q(h)后，即可确定灌水器的水力特性即流量—压力关系：q = Kd Hx，计算出灌水器的流量系数Kd和流态指数x，从而获得灌水器的水力特性。
本发明采用不同工作水压h下灌水器的流量q(h)与空气传导特征参数S的定量关系对于灌水器具有普适性，并且当所用气室的体积确定后，该定量关系中的系数A、B、C、D均为定值，因此可利用该关系快速的确定待测灌水器的水力特性，从而简化了测量过程，提高了测量效率，与传统方法相比具有实质性的进步。
Claims (4)
1.一种滴灌灌水器水力特性测量装置，其特征在于，包括：
气室（1），用来提供气体存储空间；
供气源（2），用来向气室（1）提供气流；
气压测量计（3），用来测量气室（1）内的气体压力；
所述气室（1）下端有一出气嘴（4），出气嘴（4）经连接软管（7）与待测的灌水器（9）连接；所述气室（1）上端有一进气嘴（5）；进气嘴（5）上塞有一橡皮塞（8），三通（6）经橡皮塞（8）与气室（1）相连，三通（6）的另两个支路经连接软管（7）分别与供气源（2）和气压测量计（3）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种滴灌灌水器水力特性测量装置，其特征在于，所述气室（1）材质为硬塑料或者金属。
3.采用权利要求1或2的滴灌灌水器水力特性测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
a将滴灌灌水器水力特性测试装置与待测的灌水器相连；
b打开进气嘴的控制开关，并利用供气源向气室供气，当气压测量计测定的气室内压力到达预定值P(0)时停止供气，并关闭进气嘴的控制开关；
c停止供气并关闭进气嘴的控制开关的同时，开始计时，并观测气压测量计所测气室压力的变化，按照先疏后密的原则记录气室压力P(t)变化过程对应的累积时间t，当气室内的压力接近大气压时，停止观测；
d以时间t为自变量，气室的相对压力（气室压力减去大气压力即P(t)-Patm）的自然对数值ln（P(t)-Patm)为因变量，确定二者的数量关系，并以二者确定的直线斜率的绝对值作为被测灌水器的空气传导特征参数S;
e将所测得灌水器的空气传导特征参数S代入下式即可计算不同工作水压h下灌水器的流量q(h)： 
, A、B、C、D为与气室的体积有关的常数，对于灌水器而言，当气室的体积确定时，A、B、C、D均为定值；
f获得不同工作水压h下灌水器的流量q(h)后，即可确定灌水器的水力特性即流量—压力关系：q = Kd Hx，计算出灌水器的流量系数Kd和流态指数x。
4.根据权利要求3所述的一种滴灌灌水器水力特性测量方法，其特征在于，b步骤所述预定值P(0)为20-100cmH2O的压力，即1.96kPa-9.81kPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210143464.9A CN102680220B (zh) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | 一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210143464.9A CN102680220B (zh) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | 一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102680220A true CN102680220A (zh) | 2012-09-19 |
| CN102680220B CN102680220B (zh) | 2014-07-09 |
Family
ID=46812485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210143464.9A Expired - Fee Related CN102680220B (zh) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | 一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102680220B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103039325A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-17 | 华中科技大学 | 一种痕量灌溉节水性能测试系统 |
| CN104359517A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-18 | 张振华 | 一种水气耦合滴灌掺气率计算方法 |
| CN104351018A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-02-18 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法 |
| CN104949826A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-30 | 东莞一翔液体肥料有限公司 | 一种快速测定水压影响待测滴头流量的装置及其方法 |
| CN113390587A (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-14 | 深圳市美好创亿医疗科技股份有限公司 | 箱体的密封性的检测方法及其检测系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030020535A (ko) * | 2001-09-01 | 2003-03-10 | 한국수력원자력 주식회사 | 유공압 솔레노이드밸브 성능진단 장치 및 그 방법 |
| EP1701147A1 (fr) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | The Thomas Machines SA | Installation de fabrication de tuyaux et procédé de détection de défauts associé |
| CN101451925A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-10 | 华中科技大学 | 一种微灌实验室多功能强化堵塞实验装置 |
| CN102288396A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-21 | 中国农业大学 | 一种滴灌灌水器抗堵塞性能综合测试装置 |
| CN102323017A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-01-18 | 张振华 | 一种基于瞬态通气原理的地下滴灌堵塞程度原位定量诊断方法及诊断系统 |
-
2012
- 2012-05-10 CN CN201210143464.9A patent/CN102680220B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030020535A (ko) * | 2001-09-01 | 2003-03-10 | 한국수력원자력 주식회사 | 유공압 솔레노이드밸브 성능진단 장치 및 그 방법 |
| EP1701147A1 (fr) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | The Thomas Machines SA | Installation de fabrication de tuyaux et procédé de détection de défauts associé |
| CN101451925A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-10 | 华中科技大学 | 一种微灌实验室多功能强化堵塞实验装置 |
| CN102288396A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-21 | 中国农业大学 | 一种滴灌灌水器抗堵塞性能综合测试装置 |
| CN102323017A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-01-18 | 张振华 | 一种基于瞬态通气原理的地下滴灌堵塞程度原位定量诊断方法及诊断系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘洁等: "微小精密滴灌灌水器快速成形误差对流态特征的影响", 《中国机械工程》 * |
| 牛文全等: "微灌系统综合流量偏差率的计算方法", 《农业工程学报》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103039325A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-17 | 华中科技大学 | 一种痕量灌溉节水性能测试系统 |
| CN103039325B (zh) * | 2012-12-20 | 2014-07-09 | 华中科技大学 | 一种痕量灌溉节水性能测试系统 |
| CN104351018A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-02-18 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法 |
| CN104351018B (zh) * | 2014-11-27 | 2016-08-17 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法 |
| CN104359517A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-18 | 张振华 | 一种水气耦合滴灌掺气率计算方法 |
| CN104949826A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-30 | 东莞一翔液体肥料有限公司 | 一种快速测定水压影响待测滴头流量的装置及其方法 |
| CN113390587A (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-14 | 深圳市美好创亿医疗科技股份有限公司 | 箱体的密封性的检测方法及其检测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102680220B (zh) | 2014-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201436843U (zh) | 一种节水灌溉系统 | |
| CN102680220B (zh) | 一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法 | |
| CN202941140U (zh) | 一种大剂量水肥一体化灌溉装置 | |
| CN102798565B (zh) | 饱和蒸气法模拟呼出气体酒精含量配气装置及其浓度算法 | |
| CN108168626B (zh) | 快速测定地埋灌水器压力与流量的装置及其方法 | |
| CN202354070U (zh) | 膜下滴灌变量控制施肥装置 | |
| CN202974749U (zh) | 饱和蒸气法模拟呼出气体酒精含量配气装置 | |
| CN204948721U (zh) | 一种施肥装置 | |
| CN206932892U (zh) | 一种无土栽培装置 | |
| CN211353089U (zh) | 一种主管路肥料预混式水肥一体机 | |
| CN103404288A (zh) | 全自动大棚营养液配制及喷洒的方法及其系统 | |
| CN207036397U (zh) | 测试低温喷嘴流量的试验装置 | |
| CN204482326U (zh) | 水肥一体机 | |
| CN210868737U (zh) | 一种施肥装置 | |
| CN102680260A (zh) | 一种灌水器制造偏差系数的间接估算方法及专用设备 | |
| CN207907949U (zh) | 快速测定地埋灌水器压力与流量的装置 | |
| CN209764866U (zh) | 一种水土保持监测径流模拟装置 | |
| CN203261714U (zh) | 简易无源比例水肥一体机 | |
| CN103727992B (zh) | 一种测量氧灌水气出流均匀度的系统与方法 | |
| CN203091160U (zh) | 一种带有注量表的万向喷雾器 | |
| CN105277382A (zh) | 一种水肥一体化施肥设备多功能试验台 | |
| CN205879556U (zh) | 一种水肥一体化施肥设备多功能试验台 | |
| CN207802766U (zh) | 一种作物加气灌溉适宜性鉴定系统 | |
| CN207114206U (zh) | 一种滴灌设计参数测定仪 | |
| CN204888237U (zh) | 一种节水灌溉系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: LUDONG UNIVERSITY Free format text: FORMER OWNER: ZHANG ZHENHUA Effective date: 20140526 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Zhenhua Inventor after: Shi Wenjuan Inventor after: Niu Wenquan Inventor after: Guo Qing Inventor after: Yang Runya Inventor after: Pan Yinghua Inventor before: Zhang Zhenhua Inventor before: Niu Wenquan Inventor before: Guo Qing Inventor before: Yang Runya Inventor before: Pan Yinghua |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG ZHENHUA NIU WENQUAN GUO QING YANG RUNYA PAN YINGHUA TO: ZHANG ZHENHUA SHI WENJUAN NIU WENQUAN GUO QING YANG RUNYA PAN YINGHUA |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20140526 Address after: 264025 Hongqi Road, Zhifu District, Shandong, China, No. 186, No. Applicant after: Ludong University Address before: 264025 School of geography and planning, Ludong University, 186 Hongqi Road, Zhifu District, Shandong, Yantai Applicant before: Zhang Zhenhua |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A measuring device and method for hydraulic characteristics of Drip Irrigation Emitters Effective date of registration: 20211216 Granted publication date: 20140709 Pledgee: Yantai financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: LUDONG University Registration number: Y2021980015152 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220317 Granted publication date: 20140709 Pledgee: Yantai financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: LUDONG University Registration number: Y2021980015152 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140709 |