CN110657853A - 一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台 - Google Patents

一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其主要包括：首部取水系统，所述首部取水系统的出口端连接有供水干管，所述供水干管的一端连接有供水支管，若干通过毛管电磁阀与所述供水支管连通的毛管；流量采集器，分布设置在各个所述毛管下方；下位机，所述下位机与所述流量采集器及所述毛管电磁阀电性连接；上位机，所述上位机设有数据库和控制指令集并与下位机进行通信。本发明综合了传统测量的优点，通过上位机与下位机的配合对首部取系统进行配制和调用，并通过流量采集器对毛管的滴灌流量进行数据采集，从而提高了滴头抗堵塞测试平台的智能化程度。

Description

一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台
技术领域
本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台。
背景技术
中国引黄灌区多处于干旱半干旱区，水资源紧缺，滴灌是该区发展速度最快和发展潜力最大的灌水技术。在甘肃、宁夏和内蒙古等地段黄河水含沙量非常高，即使经过多级过滤处理后，仍然有大量粒径小于76μm的颗粒进入滴灌系统。滴头的流道和进、出水口断面尺寸狭小，极易被水中泥沙或者有机杂质堵塞，因此，滴头堵塞问题是制约黄河水滴灌最主要的限制性因素。许多学者研究了黄河水泥沙粒径级配、肥料浓度和种类，以及黄河泥沙表面特征和微生物增长状况、活性等对滴头堵塞的影响，试图揭示滴头堵塞的诱发机制，探寻减缓或者防治滴头堵塞的主要途径。但目前滴灌系统抗堵塞策略并未有效果显著，究其原因是由于对滴头以及滴灌系统堵塞的机理还缺乏深入、系统的认识，因此大量的滴灌模拟试验对于滴灌堵塞的研究很有必要，而一个使用方便，测量准确的滴头抗堵塞测试平台是滴头堵塞策略研究的重要工具。对于研究者来说，如何实现滴灌系统灌水功能的自动控制，方便，快速，准确地测试滴灌灌水器抗堵塞性能以及相关测试平台和系统的开发已经成为滴灌堵塞研究的前提之一。
发明内容
本发明提供一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，综合了传统测量的优点，通过上位机与下位机的配合对首部取系统进行配制和调用，并通过流量采集器对毛管的滴灌流量进行数据采集，从而进一步提高了滴头抗堵塞测试平台的智能化程度。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其主要包括：首部取水系统，所述首部取水系统的进水端与自来水管连通，并且出口端连接有供水干管，所述供水干管串联有施肥器；管网，所述管网由若干与所述供水干管远离所述首部取水系统一端连接的供水支管，以及若干通过毛管电磁阀与所述供水支管连通的毛管构成；流量采集器，所述流量采集器为多个设置，并分布设置在各个所述毛管下方；下位机，所述下位机与所述流量采集器及所述毛管电磁阀电性连接，并且所述下位机设有第一无线数据通信模块；上位机，所述上位机设有第二无线数据通信模块，以及分别与所述第二无线数据通信模块连接的数据库和控制指令集；所述第二无线数据通信模块与所述第一无线数据通信模块相互数据通信。
优选的，所述首部取水系统包括供水桶和补水桶；所述供水桶出水口与供水水泵连通，所述供水水泵出水端，与所述供水支管连通；所述供补水桶的出水端与补水水泵进水端连通，所述补水水泵的出水端通过补水管与所述供水桶的补水端连通。
优选的，还包括补水控制器、以及分别设置在所述供水桶及所述补水桶内的第一水位传感器及第二水位传感器，所述供水桶及所述补水桶分别通过第一电磁阀及第二电磁阀与所述自来水管连通；所述第一水位传感器、所述第二水位传感器及所述第一电磁阀、所述第二电磁阀及所述补水水泵分别与所述补水控制器电性连接，所述补水控制器还连接设有报警器及第三无线数据通信模块。
优选的，所述供水桶及所述补水桶内分别设有搅拌装置，用于浑水试验过程中的水源搅拌。
优选的，还包括压力控制器、电动球阀及压力传感器；所述供水支管通过所述电动球阀与所述供水干管连通；所述电动球阀及所述压力传感器分别与所述压力控制器电性连接；所述电动球阀对应所述供水支管的一端还通过回水管与所述供水桶的回水端连通，所述回水管设有回水调节阀。
优选的，所述供水干管与所述供水支管之间还设有压力传感器及压力表，所述压力传感器与所述下位机电性连接。
优选的，所述滴灌管网通过支架固定，所述支架内固定设有多个导槽，各个所述导槽一一对应的设置在所述毛管的下方；各个所述流量采集器均通过滑座与所述导槽滑动配合。
优选的，所述毛管远离所述毛管电磁阀的一端设有清洗电磁阀，所述清洗电磁阀与所述下位机电性连接。
本发明的有益效果：上位机与下位机通过第一无线通信模块及第二无线通信模块进行数据传输，其中上位机的数据库用于实验数据的存储调用，而控制指令集用于对首部取水系统、管网及流量采集器进行控制调用。通过上位机对整个平台的管理及数据调取，使其实现智能化控制，省去人工控制，减轻科研工作者的试验工作量。其数据自动采集，也大大节省了人力物力成本。
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为本发明部件连接关系示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明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。
实施例一：
根据图1，一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其主要包括：首部取水系统，所述首部取水系统的进水端与自来水管2连通，并且出口端连接有供水干管3，所述供水干管3串联有施肥器4；管网，所述管网由若干与所述供水干管3远离所述首部取水系统一端连接的供水支管6，以及若干通过毛管电磁阀8与所述供水支管6连通的毛管7构成；流量采集器9，所述流量采集器9为多个设置，并分布设置在各个所述毛管7下方；下位机，所述下位机与所述流量采集器9及所述毛管电磁阀8电性连接，并且所述下位机设有第一无线数据通信模块；上位机，所述上位机设有第二无线数据通信模块，以及分别与所述第二无线数据通信模块连接的数据库和控制指令集；所述第二无线数据通信模块与所述第一无线数据通信模块相互数据通信。
上述设置中，上位机与下位机通过第一无线通信模块及第二无线通信模块进行数据传输，其中上位机的数据库用于实验数据的存储调用，而控制指令集用于对首部取水系统、管网及流量采集器9进行控制调用。通过上位机对整个平台的管理及数据调取，使其实现智能化控制，省去人工控制，减轻科研工作者的试验工作量。其数据自动采集，也大大节省了人力物力成本。其中流量采集器9为现有部件，具有液面高度采集、电控清零等功能，具体类似于专利CN207965192U所公开的特征，而对于该流量采集器9的具体设置，不在本专利讨论范围内。
实施例二：
所述首部取水系统包括供水桶16和补水桶17；所述供水桶16出水口与供水水泵18连通，所述供水水泵18出水端，与所述供水支管6连通；所述供补水桶17的出水端与补水水泵19进水端连通，所述补水水泵19的出水端通过补水管20与所述供水桶16的补水端连通。还包括补水控制器、以及分别设置在所述供水桶16及所述补水桶17内的第一水位传感器22及第二水位传感器23，所述供水桶16及所述补水桶17分别通过第一电磁阀24及第二电磁阀25与所述自来水管2连通；所述第一水位传感器22、所述第二水位传感器23及所述第一电磁阀24、所述第二电磁阀25及所述补水水泵19分别与所述补水控制器电性连接，所述补水控制器还连接设有报警器及第三无线数据通信模块。
上述设置中，第一水传感器及第二水位传感器23分别检测供水桶16及补水桶17内的水位，并通过补水控制器将水位数据通过下位机反馈给上位机，当第一水位传感器22检测到供水桶16水位低于150mm时，补水控制器启动报警器，而上位机下达补水指令，启动补水水泵19从补水桶17内调取水源经补水管20传送到供水桶16内。当第二水位传感器23检测到补水桶17水位低于300mm时，补水控制器启动报警器，而上位机下达补水指令，通过补水控制器开启第二电磁阀25，自来水管2路中水对补水桶17进行补给。同时根据水位以及设定的系统浓度对补水桶17内加入相应溶质，并进行搅拌，搅拌5min之后开始为供水桶16进行补给，至供水桶16的水位达到450mm后停止第二电磁阀25及补水水泵19。
实施例三：
所述供水桶16及所述补水桶17内分别设有搅拌装置28，用于浑水试验过程中的水源搅拌。
上述设置中，搅拌装置28用于浑水试验过程中的水源搅拌作业。
实施例四：
还包括压力控制器、电动球阀31及压力传感器30；所述供水支管6通过所述电动球阀31与所述供水干管3连通；所述电动球阀31及所述压力传感器30分别与所述压力控制器电性连接；所述电动球阀31对应所述供水支管6的一端还通过回水管32与所述供水桶16的回水端连通，所述回水管32设有回水调节阀33。
上述设置中，当电动球阀31打开后，供水干管3内的水流在供水水泵18的作用下打向供水支管6，当其中电动球阀31的开度决定供水支管6内的水压，由于供水水泵18的供水压力大于供水支管6所需的水压因此，多余的压力通过回水管32向供水桶16内泄压，压力调节阀用于回水压力的调节，在电动球阀31及回水调节阀33的双重作用下，使得供水支管6内的水压趋于一个稳定的状态。
实施例五：
所述供水干管3与所述供水支管6之间还设有压力传感器30及压力表34，所述压力传感器30与所述下位机电性连接。
上述设置中，压力表34在管网调试过程中方便工作者对压力进行基准设置，而在实验过程中，压力传感器30将管网压力的数据通过下位机反馈给上位机，便于研究者记录分析。
实施例六：
所述滴灌管网通过支架36固定，所述支架36内固定设有多个导槽35，各个所述导槽35一一对应的设置在所述毛管7的下方；各个所述流量采集器9均通过滑座与所述导槽35滑动配合。
上述设置中，流量采集器9可沿导槽35移动，因此可以对不同裁剪部位的毛管滴头均能实现流量采集作业。
实施例七：
所述毛管7远离所述毛管电磁阀8的一端设有清洗电磁阀37，所述清洗电磁阀37与所述下位机电性连接。
上述设置中，当灌水试验结束后可以根据需求对毛管7以及管网进行冲洗。冲洗的过程包括，上位机下达清洗指令，下位机打开供水水泵18、补水水泵19、关闭回水调节阀33，打开电动球阀31、毛管电磁阀8及清洗电磁阀37，此时首部取水系统中的存水通过供水干管3、供水支管6毛管7从清洗电磁阀37端快速喷出，从而将管网及首部取水系统中的杂质颗粒带出，达到对水路清洗的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于，包括：
首部取水系统，所述首部取水系统的进水端与自来水管连通，并且出口端连接有供水干管，所述供水干管串联有施肥器；
管网，所述管网由若干与所述供水干管远离所述首部取水系统一端连接的供水支管，以及若干通过毛管电磁阀与所述供水支管连通的毛管构成；
流量采集器，所述流量采集器为多个设置，并分布设置在各个所述毛管下方；
下位机，所述下位机与所述流量采集器及所述毛管电磁阀电性连接，并且所述下位机设有第一无线数据通信模块；
上位机，所述上位机设有第二无线数据通信模块，以及分别与所述第二无线数据通信模块连接的数据库和控制指令集；所述第二无线数据通信模块与所述第一无线数据通信模块相互数据通信。
2.根据权利要求1所述的一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于：所述首部取水系统包括供水桶和补水桶；所述供水桶出水口与供水水泵连通，所述供水水泵出水端，与所述供水支管连通；所述供补水桶的出水端与补水水泵进水端连通，所述补水水泵的出水端通过补水管与所述供水桶的补水端连通。
3.根据权利要求2所述的一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于：还包括补水控制器、以及分别设置在所述供水桶及所述补水桶内的第一水位传感器及第二水位传感器，所述供水桶及所述补水桶分别通过第一电磁阀及第二电磁阀与所述自来水管连通；所述第一水位传感器、所述第二水位传感器及所述第一电磁阀、所述第二电磁阀及所述补水水泵分别与所述补水控制器电性连接，所述补水控制器还连接设有报警器及第三无线数据通信模块。
4.根据权利要求2所述的一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于：所述供水桶及所述补水桶内分别设有搅拌装置，用于浑水试验过程中的水源搅拌。
5.根据权利要求2所述的一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于：还包括压力控制器、电动球阀及压力传感器；所述供水支管通过所述电动球阀与所述供水干管连通；所述电动球阀及所述压力传感器分别与所述压力控制器电性连接；所述电动球阀对应所述供水支管的一端还通过回水管与所述供水桶的回水端连通，所述回水管设有回水调节阀。
6.根据权利要求2所述的一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于：所述供水干管与所述供水支管之间还设有压力传感器及压力表，所述压力传感器与所述下位机电性连接。
7.根据权利要求3所述的一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于：所述滴灌管网通过支架固定，所述支架内固定设有多个导槽，各个所述导槽一一对应的设置在所述毛管的下方；各个所述流量采集器均通过滑座与所述导槽滑动配合。
8.根据权利要求1所述的一种滴灌带抗堵塞性能智能测试平台，其特征在于：所述毛管远离所述毛管电磁阀的一端设有清洗电磁阀，所述清洗电磁阀与所述下位机电性连接。
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