農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)是利用計算機技術、電子信息技術和物聯(lián)網(wǎng)遙感技術對農(nóng)作物灌溉狀況進行實時監(jiān)測、控制和管理, 實現(xiàn)了機井水位、農(nóng)業(yè)灌溉用水量的遠程和動態(tài)監(jiān)測, 以及數(shù)據(jù)的無線遠程采集和監(jiān)控。與傳統(tǒng)的灌溉技術相比, 智能遙控灌溉測控系統(tǒng)依托物聯(lián)網(wǎng)信息技術為機井配置了遠程智能監(jiān)控設備, 以高效節(jié)水信息化管理系統(tǒng)為平臺, 建立了完善的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)灌溉管理服務和智能監(jiān)測體系。通過4G網(wǎng)絡互聯(lián)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、遠程管理和數(shù)據(jù)實時采集, 農(nóng)民在家里就可以利用手機遠程準確監(jiān)測自家農(nóng)田的土壤墑情、灌溉水量、耗電量等各項信息, 極大地改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎條件, 提高了灌溉機械和水資源的合理利用率, 改善了農(nóng)作物、果樹等的生長條件, 提高了單產(chǎn)和果實品質, 有效地保護了生態(tài)環(huán)境, 具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)主要包含智能遙控灌溉測控云終端 (可連接各種傳感器) 、SPWT類機翼渦輪流量計、三相三線電子式電度表、智能遙控終端、云計算中心及展示中心、村級充值管理終端及APP軟件等。本文重點介紹一下智能遙控灌溉測控系統(tǒng)建設過程中用到的智能遙控灌溉測控云終端、SPWT類機翼渦輪流量計的工作原理、技術特點及使用時的注意事項。
1、智能遙控灌溉測控云終端:
1.1、技術功能：
由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)加密及處理單元、控制執(zhí)行單元、通信單元、后備電源單元等組成, 具有用水用電計量采集、管道壓力采集、地下水位采集、信息存儲及處理、實時監(jiān)測、自動水泵及閥門控制、防盜報警、IC卡控制 (一井多卡, 一卡多井) 、智能遙控終端控制、水泵缺相保護、水泵非法啟用報警、信息交互等功能。
1.2、功能特點：
灌溉刷卡取水, 一卡多井、一井多卡, 易操作。
內嵌寬電壓穩(wěn)壓電路, 適用于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)的運行環(huán)境。
采用無線GPRS、CDMA網(wǎng)絡通信傳輸功能, 且符合《河北省地下水超采綜合治理試點項目監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約——機井類》的有關要求。
在無軟硬件資金投入的前提下, 隨時可以啟用和屏蔽階梯計費功能, 能夠隨時滿足定額管理、總量控制的管理需求。
顯示功能:顯示屏采用液晶屏?？刂破骶幪?(固定信息) , 總用水量、用電量、剩余金額、瞬時流量、脈沖、報警、水位、壓力等信息輪流顯示。
計量功能:能采集和計量總用水量、用電量、瞬時流量、泵使用時間;記錄單用戶的剩余金額、累積用水量, 并可在線動態(tài)監(jiān)測水位值及管道壓力值。
存儲歷史記錄的功能:每個智能灌溉遙測遙控云終端可以存儲200個用戶, 保存數(shù)據(jù)大于10000個, 并記錄相應用戶***少3次的刷卡時間、刷卡次數(shù)、卡內剩余金額以及用水量、用電量等信息, 同時可記錄每個泵的總用水量、用電量。
斷電保護功能:當設備正常工作時, 突然斷電, 來電后泵不啟動, 用戶則需取出剩余金額, 再刷卡, 泵才會啟動;具有后備電源, 當停電后, 系統(tǒng)自動切換為太陽能和后備電源, 達到不間斷供電。
斷相保護功能:在三相輸入電源斷相時, 設備立即報警并控制水泵停泵;在三相輸出電源斷相或水泵運行電流嚴重不平衡時, 設備將在8秒后控制水泵停止, 避免水泵和設備因不正常運行而損壞。
自檢預警功能:若報警后未處理, 將每天上報一次。設備具有以下報警功能:
水泵房的箱體門非法打開報警:當箱體門被非法打開時, 立即向中心發(fā)送報警信息。同時蜂鳴器蜂鳴報警30秒。若報警后未處理, 將每天上報一次。
位移報警:當箱體被移動或傾斜45度以上時, 向中心發(fā)送報警信息。同時蜂鳴器蜂鳴報警30秒。若報警后未處理, 將每天上報一次。
電網(wǎng)線路斷一相報警:電源線因故障或被盜斷一相時, 立即向中心發(fā)送報警信息, 同時報警蜂鳴器報警, 并持續(xù)30秒。若報警后未處理, 將每天上報一次。
線路斷三相報警:電源線因故障或被盜斷三相時, 立即向中心發(fā)送報警信息。同時報警蜂鳴器報警, 并持續(xù)30秒。若報警后未處理, 將每天上報一次。
終端停電:當三相380V電源停電時, 立即向中心發(fā)送提示信息。
終端來電:當三相380V電源來電時, 立即向中心發(fā)送提示信息。
流量計、電能表、壓力變送器、閥門報警, 以上傳感器或閥門出現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊故障或不能計量時, 立即向中心發(fā)送報警信息。若報警后未處理, 將每天上報一次。
余額下限報警:屏幕的金額閃爍3次, 蜂鳴器一直嘀……嘀……響;余額不足時, 水泵不停, 直至金額為0。
灌溉水泵非法啟用報警:已經(jīng)被責令暫時關停的灌溉水泵被非法啟用時, 會立即向中心發(fā)送報警信息。若報警后未處理, 將每天上報一次。
1.3、技術參數(shù)：
電源電壓:250~420 V交流電壓下正常工作, 建議配備備用電源, 在外部電源停電狀態(tài)下, 保證監(jiān)測設備和通訊設備能夠正常運行3個月時間。外部電源有電狀態(tài)下自動對備用電源充電, 外部電源斷電時備用電源能夠自動切換。
消耗功率:待機狀態(tài)≤5W;通信狀態(tài)≤8W。
***大接觸電流:≤3.5m A。
數(shù)據(jù)通訊有效距離:無限制。
有機械動作部件:MTBF≥4000小時。
無機械動作部件的電子設備:MTBF≥25000小時。
數(shù)據(jù)傳輸誤碼率:≤10-6。
輸入脈沖誤差:≤1%。
環(huán)境:適應溫度為-40℃~80℃。
濕度:-20%~40%。
2、SPWT類機翼式渦輪流量計：
SPWT類機翼式渦輪流量計采用的工作原理為當流動的液體通過管道時, 沖擊類機翼渦輪葉片, 對渦輪產(chǎn)生驅動力矩, 使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩產(chǎn)生旋轉。在一定的流量范圍內, 對一定的流體介質黏度、渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比線性關系。由此, 流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到, 從而可以計算得到通過管道的流體流量。具有測量精度高、壽命長、現(xiàn)場安裝無需切割管道、壓力損失小、智能化程度高、下限流量低、價格低、不生銹、免維護等特點。
SPWT類機翼式渦輪流量計安裝在泵首及管道的任意位置, 無須特殊的運行環(huán)境。流量計與配管之間均采用法蘭對夾的方式, 法蘭尺寸必須符合GB/T9119-88的規(guī)定。在安裝時只需安裝在泵首彎頭與泵管的連接處, 不需要特定的前后直管段。
液體智能渦輪流量計傳感器為硬質合金軸承止推式，不僅保證精度，耐磨性能提高，而且具有結構簡單、牢固以及拆裝方便等特點。
液體智能渦輪流量計傳感器尺寸圖
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公稱通徑
（mm）
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L(mm)
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H(mm)
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G
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Lˊ(mm)
|
D(mm)
|
d(mm)
|
孔數(shù)
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LWGY-4
|
4
|
275
|
145
|
G1/2
|
215
|
|
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LWGY-6
|
6
|
275
|
145
|
G1/2
|
215
|
|
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LWGY-10
|
10
|
455
|
165
|
G1/2
|
350
|
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LWGY-15
|
15
|
75
|
173
|
G1
|
|
|
|
|
|
LWGY-20
|
20
|
85
|
173
|
G1
|
|
|
|
|
|
LWGY-25
|
25
|
100
|
173
|
G5/4
|
|
|
|
|
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LWGY-32
|
32
|
140
|
175
|
G11/2
|
|
|
|
|
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LWGY-40
|
40
|
140
|
178
|
G2
|
|
Ф110
|
Ф18
|
4
|
|
LWGY-50
|
50
|
150
|
252
|
|
|
Ф125
|
Ф18
|
4
|
|
LWGY-65
|
65
|
180
|
278
|
|
|
Ф145
|
Ф18
|
4
|
|
LWGY-80
|
80
|
200
|
287
|
|
|
Ф160
|
Ф18
|
8
|
|
LWGY-100
|
100
|
220
|
322
|
|
|
Ф180
|
Ф18
|
8
|
|
LWGY-125
|
125
|
250
|
347
|
|
|
Ф210
|
Ф18
|
8
|
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LWGY-150
|
150
|
300
|
367
|
|
|
Ф250
|
Ф22
|
8
|
|
LWGY-200
|
200
|
360
|
415
|
|
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Ф295
|
Ф22
|
12
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安裝注意事項：
液體智能渦輪流量計傳感器可水平、垂直安裝，垂直安裝時流體方向必須向上。液體應充滿管道，不得有氣泡。安裝時，液體流動方向應與傳感器外殼上指示流向的箭頭方向一致。傳感器上游端至少應有20倍公稱通徑長度的直管段，下游端應不少于5倍公稱通徑的直管段，其內壁應光滑清潔，無凹痕、積垢和起皮等缺陷。傳感器的管道軸心應與相鄰管道軸心對準，連接密封用的墊圈不得深入管道內腔。
傳感器應遠離外界電場、磁場，必要時應采取有效的屏蔽措施，以避免外來干擾。
為了檢修時不致影響液體的正常輸送，建議在傳感器的安裝處，安裝旁通管道。
傳感器露天安裝時，請做好放大器及插頭的防水處理。傳感器與顯示儀表的接線如圖四所示。
液體智能渦輪流量計當流體中含有雜質時，應加裝過濾器，過濾器網(wǎng)目根據(jù)流量雜質情況而定，一般為20～60目。當流體中混有游離氣體時，應加裝消氣器。整個管道系統(tǒng)都應良好密封。
用戶應充分了解被測介質的腐蝕情況，嚴防傳感器受腐蝕。
液體智能渦輪流量計使用和調整
◆ 使用時，應保持被測液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質。
◆ 傳感器在開始使用時，應先將傳感器內緩慢的充滿液體，然后再開啟出口閥門，
嚴禁傳感器處于無液體狀態(tài)時受到高速流體的沖擊。
◆ 傳感器的維護周期一般為半年。檢修清洗時，請注意勿損傷測量腔內的零件，特
別是葉輪。裝配時請看好導向件及葉輪的位置關系。
◆ 傳感器不用時，應清洗內部液體，且在傳感器兩端加上防護套，防止塵垢進入，
然后置于干燥處保存。
◆ 配用時的過濾器應定期清洗，不用時，應清洗內部的液體，同傳感器一樣，加防塵套，置于干燥處保存。
◆ 液體智能渦輪流量計傳感器的傳輸電纜可架空或埋地敷設（埋地時應套上鐵管。）
◆ 在傳感器安裝前，先與顯示儀表或示波器接好連線，通電源，用口吹或手撥葉輪，使其快速旋轉觀察有無顯示，當有顯示時再安裝傳感器。若無顯示，應檢查有關各部分，排除故障。
