CN103076055A - 一种滴灌系统堵塞状况评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种滴灌系统堵塞状况评价方法，通过在滴灌系统支管安装流量传感器，提出了表征滴灌系统堵塞状况的评价指标堵塞率的概念及计算方法，给出了堵塞状况的评价和报警方法。与传统方法相比，本发明原理简单，装置操作方便，易于接入已有滴灌控制系统，组成分布式测控网络，提高滴灌系统工作可靠性。

Description

一种滴灌系统堵塞状况评价方法

技术领域

本发明属于农业节水灌溉技术领域，特别是涉及一种滴灌系统堵塞状况评价方法。

背景技术

滴灌是一种通过干管、支管和毛管上的滴头，直接向土壤供应水分和肥料的灌溉技术。与传统的喷灌、漫灌等灌溉方式相比，滴灌损耗于蒸发的水量非常少，灌溉水量容易控制，作物根区能够保持着较佳供水状态和供肥状态，故节水、节肥、增产明显。在干旱地区和设施农业领域，目前已广泛使用滴灌系统。

滴头尺寸非常小，灌溉用水和营养液中的杂质和矿物质沉淀等容易引起滴头堵塞。虽然灌溉系统通常都有过滤系统，但只能过滤掉大于某一尺寸的颗粒；小于这一尺寸的颗粒，会通过过滤器进入滴灌带；当这些小颗粒积累、沉淀在滴头处，会引起滴头逐渐堵塞。由于滴头数量众多，且有的滴头埋在土壤或基质中，出水状态无法目视，往往难以被及时发现。滴头堵塞的作物，由于缺少水、肥，生长受到影响，从而影响品质和产量。因此，迫切需要一种滴灌系统堵塞状况评价及报警方法，以及时通知用户采取措施，尽量减少因为滴头堵塞带来的经济损失。

已有学者从滴头结构、肥料和抗生物堵塞等不同角度出发，提出了多种滴头防堵措施，如ZL200910076834.X中公开了一种防止地下滴灌系统负压及根系堵塞的装置，通过安装在滴头出水口外部的弹性部件，来解决滴头的负压堵塞及根系堵塞问题；ZL200510104225.2中公开了一种无堵塞滴灌用全营养固体肥料及其制备方法，通过一种包括氮肥、磷肥、钾肥、促溶剂和中微量元素成分的应用于农业滴灌的新型肥料，来解决肥料引起滴灌系统堵塞问题；ZL 201110217752.X中公开了一种滴灌系统抗生物堵塞装置，通过在滴灌系统开启时启动臭氧发生器，臭氧与灌溉水混合形成气液分布均匀的“臭氧水”进入滴灌系统，杀死流道内的微生物，在地下滴灌系统可同时抑制作物根系向滴灌灌水器出水口方向生长，来达到滴灌系统抗生物堵塞的目的。这些方案的不足之处是由于滴头所处的环境、水源水质、过滤效果、肥料配方等差异性非常大，导致这些方案只能减少滴头堵塞的机率或延长滴头不堵塞的时间，并不能完全避免滴头堵塞，也不能在出现堵塞现象时及时报警。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种滴灌系统堵塞状况评价及报警方法，该方法可以对滴灌系统滴头堵塞状况进行评价，并可以在滴灌系统堵塞率达到用户设定值时发出报警信号，通知用户及时采取应对措施。

本发明采用的技术方案是：

一种滴灌系统堵塞状况评价方法，包括以下步骤：

步骤1、记录标定流量Q₀：

取不存在堵塞情况的滴灌系统，将流量传感器连接到滴灌系统主管与支管之间，检测支管中的流量数据，记不存在堵塞情况的滴灌系统的流量为标定流量Q₀；

步骤2、采集实时流量Q₁：

将流量传感器连接到待评价滴灌系统的主管与支管之间，检测支管中的流量数据，记为实时流量Q₁；

步骤3、计算堵塞率r_b：

堵塞率r_b的计算公式为：

$r_b=\frac{Q_0-Q_1}{Q_0}\×100\%---\left(1\right)$

式中：

r_b——堵塞率，

Q₀——系统标定流量，

Q₁——实时流量；

步骤4、评价堵塞状况：

如果r_b≤r₁，则认为滴灌系统不存在堵塞；

如果r₁＜r_b≤r₂，则认为滴灌系统轻微堵塞；

如果r₂＜r_b≤r₃，则认为滴灌系统中等堵塞；

如果r₃＜r_b，则认为滴灌系统严重堵塞。

r₁、r₂和r₃为堵塞状况评价阈值，取r₁为1％～3％，取r₂为3％～10％，取r₃为10％～15％。

当r₃＜rb时，待评价滴灌系统发出堵塞报警信号。

本发明的有益效果是：通过在滴灌系统主管与支管之间安装流量传感器，提出滴灌系统堵塞率计算方法，并根据堵塞状况的评价结果发出报警信号。该方法原理简单，装置操作方便，易于接入已有滴灌控制系统，组成分布式测控网络，提高滴灌系统工作可靠性。

附图说明

图1为可实现本发明方法的的系统结构示意图；

图2为本发明方法中流量传感器安装位置示意图。

图中：1.流量传感器；2.信号转换电路；3.微处理器；4.通信接口；5.人机交互接口；6.指示灯；7.显示屏；8.键盘；9.主管；10.支管；11.毛管；12.滴灌带。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，流量传感器1选用市售的GF 2536转子流量计，输出为脉冲频率信号；信号转换电路2选用定时/计数电路Intel 8253；微处理器3可以选用市售内部带20k以上程序存储器、2k以上数据存储器的8位、16位或32位微处理器，如Atmega128；通信接口4可以选用RS485或CAN总线通信接口电路，如MAX1487或MCP2510；指示灯6可以选用市售的发光二极管，显示屏7可以选用市售的128*64的点阵液晶屏，键盘8可以选用普通的4*4小键盘；干管9、支管10、毛管11和滴灌带12为滴灌系统管网。

滴灌系统堵塞状况评价方法按照如下步骤操作：

步骤1、记录标定流量Q₀：

取不存在堵塞情况的滴灌系统，将流量传感器连接到滴灌系统主管与支管之间，检测支管中的流量数据，记不存在堵塞情况的滴灌系统的流量为标定流量Q₀；

步骤2、采集实时流量Q₁：

将流量传感器连接到待评价滴灌系统的主管与支管之间，检测支管中的流量数据，记为实时流量Q₁；

步骤3、计算堵塞率r_b：

堵塞率r_b的计算公式为：

$r_b=\frac{Q_0-Q_1}{Q_0}\×100\%---\left(1\right)$

式中：

r_b——堵塞率，

Q₀——系统标定流量，

Q₁——实时流量；

步骤4、评价堵塞状况：

如果r_b≤r₁，则认为滴灌系统不存在堵塞；

如果r₁＜r_b≤r₂，则认为滴灌系统轻微堵塞；

如果r₂＜r_b≤r₃，则认为滴灌系统中等堵塞；

如果r₃＜r_b，则认为滴灌系统严重堵塞。

r₁、r₂和r₃为堵塞状况评价阈值，用户可以根据系统流量稳定性、水质状况、肥料状况等进行设置，取r₁为1％～3％，取r₂为3％～10％，取r₃为10％～15％。

当r₃＜r_b时，待评价滴灌系统发出堵塞报警信号。堵塞状况评价结果、报警信息和系统设置参数等均会显示在显示屏(7)上，也可以通过通信接口(4)进行发送。

最后应当说明的是，以上实施例仅以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方按进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求之内。

Claims (2)

1.一种滴灌系统堵塞状况评价方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、记录标定流量Q₀：

取不存在堵塞情况的滴灌系统，将流量传感器连接到滴灌系统主管与支管之间，检测支管中的流量数据，记不存在堵塞情况的滴灌系统的流量为标定流量Q₀；

步骤2、采集实时流量Q₁：

将流量传感器连接到待评价滴灌系统的主管与支管之间，检测支管中的流量数据，记为实时流量Q₁；

步骤3、计算堵塞率r_b：

堵塞率r_b的计算公式为：

$r_b=\frac{Q_0-Q_1}{Q_0}\×100\%---\left(1\right)$

式中：

r_b——堵塞率，

Q₀——系统标定流量，

Q₁——实时流量；

步骤4、评价堵塞状况：

如果r_b≤r₁，滴灌系统不存在堵塞；

如果r₁<r_b≤r₂，滴灌系统轻微堵塞；

如果r₂<r_b≤r₃，滴灌系统中等堵塞；

如果r₃<r_b，滴灌系统严重堵塞。

r₁、r₂和r₃为堵塞状况评价阈值，取r₁为1％～3％，取r₂为3％～10％，取r₃为10％～15％。

2.根据权利要求1所述的滴灌系统堵塞状况评价方法，其特征在于：当r₃<r_b时，待评价滴灌系统发出堵塞报警信号。

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