CN105181304A - 一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置及其用途，其包括由若干个组合支架、可移动便携式首部和流量无线测控装置组成，所述的组合支架由底板、支杆和支撑挂件组成，底板为长方形，底板的上表面带有水准气泡，底板的四角带有螺旋脚母，在底板的中间位置开有一内螺纹口，支杆为柱状滑杆，支杆底端设有可与底板的内螺纹口拧紧的外螺纹，支杆上设置有支撑挂件，支撑挂件一端设有能穿过支杆并能上下移动的方孔，方孔外侧设置有锁紧支撑挂件的锁紧螺母，支撑挂件另一端设有垂直圆孔。本发明的装置由若干个组合支架构成，可根据房间尺寸任意调整滴灌带铺设形式，对房间配置要求降低，适应性更强。

Description

一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置及其用途

技术领域

本发明涉及一种滴管的性能检测设备，尤其是一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置及其用途。

背景技术

随着我国水资源短缺局面的进一步加剧，滴灌作为一种高效节水灌溉方式，在我国有着广阔的应用前景。滴灌带(管)铺设在田间，直接作用于作物，是滴灌管网系统的重要组成部分，滴灌带(管)水力性能的优劣对滴灌灌水质量有决定性影响，准确的实现滴灌带(管)诸如流量～压力关系、均匀度等性能指标的测试尤为重要。

目前，关于滴灌带(管)测试的装置或平台多有报道(如CN2603379Y；CN102788687A)，这些测试装置均参照相关的滴灌带(管)测试标准进行设计，它们改进和完善的重点集中在如何实现自动化测试以节约劳力、提高测试精度等方面。然而，随着滴灌技术的不断推广和滴灌研究的进一步深入，这些测试装置或平台暴露出了一定的不足：(1)装置功能单一单调，目前的测试装置或平台主要从滴灌带(管)质量检测考虑，一般仅是在理想状态下，即滴灌带(管)处在同一水平高度上来测试滴灌带(管)是否符合生产要求。这仅能满足一定的生产检验需求，而滴灌实际应用中，微地形、水温、杂质造成的滴头堵塞等均是影响滴灌灌水质量的重要因素，这些因素的变化导致滴灌带(管)的使用不会严格遵循理想状态，这早已引起国内外学者重视并已开展一定研究，但现有的滴灌测试装置无法满足测试需求或仅能实现部分功能，不同试验需不断调整布置甚至是新加工不同装置，使得相关试验测试费时、费力、费心，也浪费资金、资源；(2)进行滴头流量测量时，一般要求25个滴头以上，统计学上也认为滴头越多越能证明测试结果的合理性。因此，现有的测试装置一般均占据了较大空间，装置或测试平台基建和加工的费用昂贵，若不经常使用，无疑是对空间和物力的巨大浪费，甚至有时购置的测试平台与实验室规格不匹配，平台难以放入房间。(3)目前报道的滴头流量自动计量装置均采用有线传输，通过连接插头、转子、电缆等集成到控制柜上，来控制电磁阀的开合、称重计量等，电缆铺设多、乱，空间拥挤，且受电缆长度制约，自动计量装置多固定在平台上仅可小范围来回滑动，移动不便。

发明内容

本发明提供了一种一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置及其用途，解决了现有性能测试装置功能单一单调、现有的测试装置一般均占据了较大空间，装置或测试平台基建和加工的费用昂贵以及移动不便等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，包括由若干个组合支架、可移动便携式首部和流量无线测控装置组成，

所述的组合支架由底板、支杆和支撑挂件组成，底板为长方形，底板的上表面带有水准气泡，底板的四角带有螺旋脚母，在底板的中间位置开有一内螺纹口，支杆为柱状滑杆，支杆底端设有可与底板的内螺纹口拧紧的外螺纹，支杆上设置有支撑挂件，支撑挂件一端设有能穿过支杆并能上下移动的方孔，方孔外侧设置有锁紧支撑挂件的锁紧螺母，支撑挂件另一端设有垂直圆孔；

所述的可移动便携式首部由多用途智能调控水箱、变频恒压供水系统、中继控制柜、收纳箱和移动推车组成，多用途智能调控水箱、变频恒压供水系统、中继控制柜和收纳箱安置在移动推车上，所述的多用途智能调控水箱为长方体，安放在移动推车一侧，多用途智能调控水箱底部设有排水阀，多用途智能调控水箱内沿底部和水箱前后侧面的中心线布置若干段不锈钢管，不锈钢管相互连接形成通路，其上开有若干孔口，多用途智能调控水箱外侧挂有第一增压水泵，带孔的不锈钢管与增压水泵连接成循环回路，恒压供水系统由第二增压水泵、稳压罐、过滤器、流量传感器、压力传感器和滴灌带快速接头依次通过管路连接组成，中继控制柜安置在收纳箱的上方，第一增压水泵、第二增压水泵、压力传感器和流量传感器与中继控制柜相连接，收纳箱位于移动推车一侧，设有上下两层，并配有侧开门；

所述的流量自动测量装置由若干个集水装置和数据接收终端组成，集水装置由集水漏斗和无线自动计量翻斗组成，集水漏斗布设在滴头下方，集水漏斗下方布设有可折叠的固定支架，数据接收终端设置在中继控制柜上。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的支撑挂件紧靠垂直圆孔的连接杆两侧开有豁口。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的排水阀为电磁阀，所述的电磁阀与中继控制柜相连接。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的多用途智能调控水箱内左右两侧布设有不锈钢U型管状加热器，并配置有温度传感器，温度传感器与中继控制柜相连接。

进一步，本发明的一种优选方案为：中继控制柜为台状，采用上下位机分布式结构，包括上位监控机体和下位控制机体，上位监控机体采用触摸屏，下位控制机体为PLC下位机，集成第一增压水泵变频器、第二增压水泵变频器、数据接收终端、温度控制仪表及电源开关。

进一步，本发明的一种优选方案为：无线自动计量翻斗采用无线传输翻斗式雨量计。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述支杆为方柱，所述的支杆上设有刻度线。

本发明也提供了种滴灌管带水力性能的综合测试的方法，采用本发明的装置，包括以下步骤：

(1)平时无需测试时，将移动推车放置于空闲位置，组合支架和集雨装置拆卸收纳于收纳箱中；

(2)进行测试时，将移动推车推至合适位置，取出组合支架和集雨装置，并根据空间规格进行安装、排列和连接；

(3)向多用途智能调控水箱中注水，并结合中继控制柜，进行水温控制、水沙混合、微地形支撑挂件在支杆上的高度确认；

(4)通过中继控制柜开启水泵并设置变频参数，获得测试所需压力，对计量装置进行清零，开始计时测试，测试结束后，通过触摸屏获得测试结果；

(5)试验结束，通过中继控制柜排水，将组合支架和集雨装置拆卸并收纳于收纳箱，存放。

本发明的有益效果：

(1)本发明的装置由若干个组合支架构成，可根据房间尺寸任意调整滴灌带铺设形式，对房间配置要求降低，适应性更强。

(2)组合简单，方便拆卸。使用时直接安装，不用时可拆卸收藏，不需占空间，节约了空间，维修保养和零部件更换更加容易。

(3)支杆带有刻度，支撑挂钩可上下调整，通过计算和调整支撑挂钩，可形成不同坡度，可用来测试不同坡度和微地形下滴灌带(管)水力性能。

(4)首部水箱设有加热装置和水沙循环混合系统，能满足水温、滴头堵塞等条件下的测试，使得整套装置具备多功能，可实现多种用途。

(5)利用无线自动计量和中继控制柜，实现了测试的自动控制、自动计量和无线计量，具有良好的人机交互界面，地面不再有多余电缆，测试空间更协调，同时，计量器可随时随地调整位置，满足不同滴头的测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的综合测试装置的结构示意图；

图2为实施例2的综合测试装置的结构示意图；

图3为实施例3的综合测试装置的结构示意图；

图4为本发明的组合支架结构示意图；

图5为图4中A的局部放大图

图6为本发明的可移动便携式首部的结构示意图；

图7为本发明的流量自动测量装置的结构示意图；

图中，1为可移动便携式首部，1-1为快速接头，1-2为压力传感器，1-3为流量传感器，1-4为过滤器，1-5为稳压罐，1-6为第二增压水泵，1-7为多用途智能调控水箱，1-8为U型管状加热器，1-9为不锈钢管，1-10为移动推车，1-11为第一增压水泵，1-12为收纳箱，1-13为上位监控机体，1-14为下位控制机体，2为组合支架，2-1为支杆，2-2为支撑挂件，2-3为连接杆，2-4为垂直圆孔，2-5为底板，2-6为水准气泡，2-7为螺旋脚母，2-8为刻度线，3为流量无线测控装置，3-1为集水漏斗，3-2为固定支架，3-3为无线自动计量翻斗，4为滴头，5为滴灌带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1和4-7所示，一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，包括由若干个组合支架2、可移动便携式首部1和流量无线测控装置3组成，

所述的组合支架2由底板2-5、支杆2-1和支撑挂件2-2组成，底板2-5为长方形，底板2-5的上表面带有水准气泡2-6，底板2-5的四角带有螺旋脚母2-7，通过水准气泡2-6和螺旋脚母2-7，保证底板2-5可随意安放在任意地面时都能保持水平。

在底板2-5的中间位置开有一内螺纹口，支杆2-1为柱状滑杆，支杆2-1底端设有可与底板2-5的内螺纹口拧紧的外螺纹，通过内外螺纹的配合，使支杆2-1牢固的固定在底板2-5上。支杆2-1上设置有支撑挂件2-2，支撑挂件2-2一端设有能穿过支杆2-1并能上下移动的方孔，方孔外侧设置有锁紧支撑挂件2-2的锁紧螺母，支撑挂件2-2套入支杆2-1后，拧紧锁紧螺母可使挂支撑挂件2-2固定在支杆2-1上。采用上述结构可以方便组合支架2的拆装，降低存放空间。支撑挂件2-2另一端设有垂直圆孔2-4，进行滴灌管带5测试时，滴灌管带5穿过垂直圆孔2-4即可被架起。

可移动便携式首部1由多用途智能调控水箱1-7、变频恒压供水系统、中继控制柜、收纳箱1-12和移动推车1-10组成。移动推车1-10的车轮为万向轮，并且带有自锁开关。多用途智能调控水箱1-7、变频恒压供水系统、中继控制柜和收纳箱1-12安置在移动推车1-10上。

多用途智能调控水箱1-7为长方体，安放在移动推车1-10一侧，多用途智能调控水箱1-7底部设有排水阀，多用途智能调控水箱1-7内沿底部和水箱前后侧面的中心线布置若干段不锈钢管1-9，不锈钢管1-9相互连接形成通路，其上开有若干孔口，多用途智能调控水箱1-7外侧挂有第一增压水泵1-11，带孔的不锈钢管1-9与增压水泵连接成循环回路，可充分对水箱中水进行搅拌混合，满足不同浓度水砂滴头4抗堵塞性能测试。

恒压供水系统由第二增压水泵1-6、稳压罐1-5、过滤器1-4、流量传感器1-3、压力传感器1-2和滴灌带快速接头1-1依次通过管路连接组成，中继控制柜安置在收纳箱1-12的上方，第一增压水泵1-11、第二增压水泵1-6、压力传感器1-2和流量传感器1-3与中继控制柜相连接，

供水系统管道采用不锈钢材质并采用锚杆支撑在移动推车1-10上。第二增压水泵1-6安放在移动推车1-10上，位于多用途智能调控水箱1-7一旁，从多用途智能调控水箱1-7中引水，为滴灌带管5测试提供压力，第二增压水泵1-6设有增压水泵变频器，结合压力传感器1-2可实现测试所需压力的调节功能。流量传感器1-3监测总流量并反馈到中继控制柜，稳压罐1-5用以保持测试过程中压力的稳定。

恒压供水系统出口使用快速接头1-1与滴灌带5连接，优选的，所述的各仪器管道上设置有活接，方便仪器维修检测。

收纳箱1-12位于移动推车1-10一侧，设有上下两层，并配有侧开门，采用不锈钢材质，试验完毕后，可将组合支架2、集水装置等拆卸收纳进收纳箱1-12，推车安放到房间角落。

流量自动测量装置由若干个集水装置和数据接收终端组成，集水装置由集水漏斗3-1和无线自动计量翻斗3-3组成，集水漏斗3-1为不锈钢锥形集水漏斗3-1，集水漏斗3-1布设在滴头4下方，集水漏斗3-1下方布设有可折叠的固定支架3-2，数据接收终端设置在中继控制柜上。优选固定支架3-2有一弹性箍圈和不锈钢条组成，可折叠。

优选地：在支撑挂件2-2紧靠垂直圆孔2-4的连接杆2-3两侧开有豁口，测试时，可在豁口上系绳，将滴灌带5捆扎以防止滴灌带5因重力下垂影响试验精度。

优选地：支杆2-1为方柱，支杆2-1上设有刻度线2-8。方便固定和调整支撑挂件2-2的高度

优选地：排水阀为电磁阀，电磁阀与中继控制柜相连接。采用电磁阀可以实现排空的自动化。

优选地：多用途智能调控水箱1-7内左右两侧布设有不锈钢U型管状加热器1-8，并配置有温度传感器，温度传感器与中继控制柜相连接。通过U型管状加热器1-8能实现对水箱内水温的调节并维持恒温，温度控制仪表及电源开关布置在中继控制柜上，可设置不同温度来指示加热器工作满足不同水温滴灌测试需求。优选的：U型管状加热器1-8前加设可拆卸的不锈钢网，防止杂质堵塞，在水箱箱体上设有隔热层，防止水箱外壳过热。

优选地：中继控制柜为台状，采用上下位机分布式结构，包括上位监控机体1-13和下位控制机体1-14，上位监控机体1-13采用触摸屏，下位控制机体1-14为PLC下位机，集成第一增压水泵变频器、第二增压水泵变频器、数据接收终端、温度控制仪表和电源开关。

通过触摸屏的人机交互界面，可实现可移动便携式首部1中增压水泵的启闭、运行和变频调节、水箱水温的调节监测、恒压供水系统中压力流量参数设置和监测，同时，可实现对流量无线测控系统得出的测试流量值进行监测、记录、分析和输出。

优选地：在触摸屏侧方配有手工按钮，用于系统紧急停车。

优选地：无线自动计量翻斗3-3采用无线传输翻斗式雨量计。滴头4水经集水漏斗3-1先流入一翻斗，水满后，翻斗自动倾斜，一侧的传感器得到信号计量次并通过无线电台频率传输给数据接收终端，优选的，传感器由干电池驱动，无线自动计量翻斗3-3上均设有序号，防止收纳时混淆。

一种滴灌管带水力性能的综合测试的方法，采用上述的装置，包括以下步骤(压力变化测定)：

(1)平时无需测试时，将移动推车1-10放置于空闲位置，组合支架2和集雨装置拆卸收纳于收纳箱1-12中；

(2)进行测试时，将移动推车1-10推至合适位置，将一系列组合式支架按一定间距一字排开，调整螺旋脚母2-7使支架水平，将要测试的滴灌带5依次穿入支撑挂件2-2上并使用绳索悬起，滴灌带5与恒压供水系统出口的快速接头1-1连接，依次在需测试滴头4下部放置集水装置；

(3)向多用途智能调控水箱1-7中注水；

(4)通过中继控制柜开启第二增加水泵并设置变频参数，获得测试所需压力，对计量装置进行清零，开始计时测试，测试结束后，通过触摸屏获得测试结果；

(5)试验结束，通过中继控制柜排水，将组合支架2和集雨装置拆卸并收纳于收纳箱1-12，存放。

实施例2

如图2和4-7所示，与实施例1基本相同，不同之处在于，在一方形房间里进行滴灌均匀度测试：组合支架2排列成方形，滴灌带5迂回穿过支撑挂件2-2，可移动便携式首部1安放在房间一角。采用上述结构可以有效的降低测试的占地面积，提高操作的便捷性。

实施例3(微地形滴灌管带测试)

如图3-7所示，与实施例1基本相同，不同之处在于：通过中继控制柜的触摸屏计算出微地形试验时，各支撑挂件2-2在支杆2-1上的位置，结合支杆2-1上的刻度调整支撑挂件2-2在支杆2-1上的高度，形成不同的微地形，其余具体实施过程与实施例1相似进行测试并通过触摸屏直接获得测试结果。采用上述结构可以方便的实现不同微地形的模拟，提高滴管性能的研究的准确定。

实施例4(不同水温或不同水沙比下滴灌管带测试)

如图2和4-7所示，与实施例2基本相同，不同之处在于：通过中继控制柜的触摸屏设置试验所需水温并对水箱中水进行加温或向水箱中投入一定浓度沙土通过中继控制柜开启第一增压水泵1-11进行水沙混合，其余具体实施过程与实施例1相似，进行测试并通过触摸屏直接获得测试结果。采用上述操作可以实现不同水温和水沙比的实验。

本发明的装置可以满足水温影响、堵塞试验、微地形影响等的测试要求，使滴灌测试更具现实意义；同时能方便的拆卸、移动和收纳，能根据空间实现不同布置，充分利用空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，其特征在于：包括由若干个组合支架、可移动便携式首部和流量无线测控装置组成，

所述的组合支架由底板、支杆和支撑挂件组成，底板为长方形，底板的上表面带有水准气泡，底板的四角带有螺旋脚母，在底板的中间位置开有一内螺纹口，支杆为柱状滑杆，支杆底端设有可与底板的内螺纹口拧紧的外螺纹，支杆上设置有支撑挂件，支撑挂件一端设有能穿过支杆并能上下移动的方孔，方孔外侧设置有锁紧支撑挂件的锁紧螺母，支撑挂件另一端设有垂直圆孔；

所述的可移动便携式首部由多用途智能调控水箱、变频恒压供水系统、中继控制柜、收纳箱和移动推车组成，多用途智能调控水箱、变频恒压供水系统、中继控制柜和收纳箱安置在移动推车上，所述的多用途智能调控水箱为长方体，安放在移动推车一侧，多用途智能调控水箱底部设有排水阀，多用途智能调控水箱内沿底部和水箱前后侧面的中心线布置若干段不锈钢管，不锈钢管相互连接形成通路，其上开有若干孔口，多用途智能调控水箱外侧挂有第一增压水泵，带孔的不锈钢管与增压水泵连接成循环回路，恒压供水系统由第二增压水泵、稳压罐、过滤器、流量传感器、压力传感器依次和滴灌带快速接头通过管路连接组成，中继控制柜安置在收纳箱的上方，第一增压水泵、第二增压水泵、压力传感器和流量传感器与中继控制柜相连接，收纳箱位于移动推车一侧，设有上下两层，并配有侧开门；

所述的流量自动测量装置由若干个集水装置和数据接收终端组成，集水装置由集水漏斗和无线自动计量翻斗组成，集水漏斗布设在滴头下方，集水漏斗下方布设有可折叠的固定支架，数据接收终端设置在中继控制柜上。

2.根据权利要求1所述的一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，其特征在于：所述的支撑挂件紧靠垂直圆孔的连接杆两侧开有豁口。

3.根据权利要求1所述的一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，其特征在于：所述的排水阀为电磁阀，所述的电磁阀与中继控制柜相连接。

4.根据权利要求1所述的一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，其特征在于：所述的多用途智能调控水箱内左右两侧布设有不锈钢U型管状加热器，并配置有温度传感器，温度传感器与中继控制柜相连接。

5.根据权利要求1所述的一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，其特征在于：中继控制柜为台状，采用上下位机分布式结构，包括上位监控机体和下位控制机体，上位监控机体采用触摸屏，下位控制机体为PLC下位机，集成增压水泵变频器、数据接收终端、温度控制仪表及电源开关。

6.根据权利要求1所述的一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，其特征在于：无线自动计量翻斗采用无线传输翻斗式雨量计。

7.根据权利要求1所述的一种可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，其特征在于：所述支杆为方柱，所述的支杆上设有刻度线。

8.一种滴灌管带水力性能的综合测试的方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的可收纳的多功能滴灌管带综合测试装置，包括以下步骤：

(1)平时无需测试时，将移动推车放置于空闲位置，组合支架和集雨装置拆卸收纳于收纳箱中；

(2)进行测试时，将移动推车推至合适位置，取出组合支架和集雨装置，并根据空间规格进行安装、排列和连接；

(3)向多用途智能调控水箱中注水，并结合中继控制柜，进行水温控制、水沙混合、微地形支撑挂件在支杆上的高度确认；

(4)通过中继控制柜开启水泵并设置变频参数，获得测试所需压力，对计量装置进行清零，开始计时测试，测试结束后，通过触摸屏获得测试结果；

(5)试验结束，通过中继控制柜排水，将组合支架和集雨装置拆卸并收纳于收纳箱，存放。