農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)遙感技術(shù)對(duì)農(nóng)作物灌溉狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和管理, 實(shí)現(xiàn)了機(jī)井水位、農(nóng)業(yè)灌溉用水量的遠(yuǎn)程和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè), 以及數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)程采集和監(jiān)控。與傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)相比, 智能遙控灌溉測(cè)控系統(tǒng)依托物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為機(jī)井配置了遠(yuǎn)程智能監(jiān)控設(shè)備, 以高效節(jié)水信息化管理系統(tǒng)為平臺(tái), 建立了完善的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)灌溉管理服務(wù)和智能監(jiān)測(cè)體系。通過4G網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程管理和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集, 農(nóng)民在家里就可以利用手機(jī)遠(yuǎn)程準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)自家農(nóng)田的土壤墑情、灌溉水量、耗電量等各項(xiàng)信息, 極大地改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件, 提高了灌溉機(jī)械和水資源的合理利用率, 改善了農(nóng)作物、果樹等的生長(zhǎng)條件, 提高了單產(chǎn)和果實(shí)品質(zhì), 有效地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境, 具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)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(cè)控云終端 (可連接各種傳感器) 、SPWT類機(jī)翼渦輪流量計(jì)、三相三線電子式電度表、智能遙控終端、云計(jì)算中心及展示中心、村級(jí)充值管理終端及APP軟件等。本文重點(diǎn)介紹一下智能遙控灌溉測(cè)控系統(tǒng)建設(shè)過程中用到的智能遙控灌溉測(cè)控云終端、SPWT類機(jī)翼渦輪流量計(jì)的工作原理、技術(shù)特點(diǎn)及使用時(shí)的注意事項(xiàng)。
1、智能遙控灌溉測(cè)控云終端:
1.1、技術(shù)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(jì)量采集、管道壓力采集、地下水位采集、信息存儲(chǔ)及處理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)水泵及閥門控制、防盜報(bào)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(hù)、水泵非法啟用報(bào)警、信息交互等功能。
1.2、功能特點(diǎn)：
灌溉刷卡取水, 一卡多井、一井多卡, 易操作。
內(nèi)嵌寬電壓穩(wěn)壓電路, 適用于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)的運(yùn)行環(huán)境。
采用無線GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)通信傳輸功能, 且符合《河北省地下水超采綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通信規(guī)約——機(jī)井類》的有關(guān)要求。
在無軟硬件資金投入的前提下, 隨時(shí)可以啟用和屏蔽階梯計(jì)費(fèi)功能, 能夠隨時(shí)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?hào) (固定信息) , 總用水量、用電量、剩余金額、瞬時(shí)流量、脈沖、報(bào)警、水位、壓力等信息輪流顯示。
計(jì)量功能:能采集和計(jì)量總用水量、用電量、瞬時(shí)流量、泵使用時(shí)間;記錄單用戶的剩余金額、累積用水量, 并可在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水位值及管道壓力值。
存儲(chǔ)歷史記錄的功能:每個(gè)智能灌溉遙測(cè)遙控云終端可以存儲(chǔ)200個(gè)用戶, 保存數(shù)據(jù)大于10000個(gè), 并記錄相應(yīng)用戶***少3次的刷卡時(shí)間、刷卡次數(shù)、卡內(nèi)剩余金額以及用水量、用電量等信息, 同時(shí)可記錄每個(gè)泵的總用水量、用電量。
斷電保護(hù)功能:當(dāng)設(shè)備正常工作時(shí), 突然斷電, 來電后泵不啟動(dòng), 用戶則需取出剩余金額, 再刷卡, 泵才會(huì)啟動(dòng);具有后備電源, 當(dāng)停電后, 系統(tǒng)自動(dòng)切換為太陽(yáng)能和后備電源, 達(dá)到不間斷供電。
斷相保護(hù)功能:在三相輸入電源斷相時(shí), 設(shè)備立即報(bào)警并控制水泵停泵;在三相輸出電源斷相或水泵運(yùn)行電流嚴(yán)重不平衡時(shí), 設(shè)備將在8秒后控制水泵停止, 避免水泵和設(shè)備因不正常運(yùn)行而損壞。
自檢預(yù)警功能:若報(bào)警后未處理, 將每天上報(bào)一次。設(shè)備具有以下報(bào)警功能:
水泵房的箱體門非法打開報(bào)警:當(dāng)箱體門被非法打開時(shí), 立即向中心發(fā)送報(bào)警信息。同時(shí)蜂鳴器蜂鳴報(bào)警30秒。若報(bào)警后未處理, 將每天上報(bào)一次。
位移報(bào)警:當(dāng)箱體被移動(dòng)或傾斜45度以上時(shí), 向中心發(fā)送報(bào)警信息。同時(shí)蜂鳴器蜂鳴報(bào)警30秒。若報(bào)警后未處理, 將每天上報(bào)一次。
電網(wǎng)線路斷一相報(bào)警:電源線因故障或被盜斷一相時(shí), 立即向中心發(fā)送報(bào)警信息, 同時(shí)報(bào)警蜂鳴器報(bào)警, 并持續(xù)30秒。若報(bào)警后未處理, 將每天上報(bào)一次。
線路斷三相報(bào)警:電源線因故障或被盜斷三相時(shí), 立即向中心發(fā)送報(bào)警信息。同時(shí)報(bào)警蜂鳴器報(bào)警, 并持續(xù)30秒。若報(bào)警后未處理, 將每天上報(bào)一次。
終端停電:當(dāng)三相380V電源停電時(shí), 立即向中心發(fā)送提示信息。
終端來電:當(dāng)三相380V電源來電時(shí), 立即向中心發(fā)送提示信息。
流量計(jì)、電能表、壓力變送器、閥門報(bào)警, 以上傳感器或閥門出現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊故障或不能計(jì)量時(shí), 立即向中心發(fā)送報(bào)警信息。若報(bào)警后未處理, 將每天上報(bào)一次。
余額下限報(bào)警:屏幕的金額閃爍3次, 蜂鳴器一直嘀……嘀……響;余額不足時(shí), 水泵不停, 直至金額為0。
灌溉水泵非法啟用報(bào)警:已經(jīng)被責(zé)令暫時(shí)關(guān)停的灌溉水泵被非法啟用時(shí), 會(huì)立即向中心發(fā)送報(bào)警信息。若報(bào)警后未處理, 將每天上報(bào)一次。
1.3、技術(shù)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(cè)設(shè)備和通訊設(shè)備能夠正常運(yùn)行3個(gè)月時(shí)間。外部電源有電狀態(tài)下自動(dòng)對(duì)備用電源充電, 外部電源斷電時(shí)備用電源能夠自動(dòng)切換。
消耗功率:待機(jī)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(jī)械動(dòng)作部件:MTBF≥4000小時(shí)。
無機(jī)械動(dòng)作部件的電子設(shè)備:MTBF≥25000小時(shí)。
數(shù)據(jù)傳輸誤碼率:≤10-6。
輸入脈沖誤差:≤1%。
環(huán)境:適應(yīng)溫度為-40℃~80℃。
濕度:-20%~40%。
2、SPWT類機(jī)翼式渦輪流量計(jì)：
SPWT類機(jī)翼式渦輪流量計(jì)采用的工作原理為當(dāng)流動(dòng)的液體通過管道時(shí), 沖擊類機(jī)翼渦輪葉片, 對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩, 使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi), 對(duì)一定的流體介質(zhì)黏度、渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比線性關(guān)系。由此, 流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到, 從而可以計(jì)算得到通過管道的流體流量。具有測(cè)量精度高、壽命長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)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(jià)格低、不生銹、免維護(hù)等特點(diǎn)。
SPWT類機(jī)翼式渦輪流量計(jì)安裝在泵首及管道的任意位置, 無須特殊的運(yùn)行環(huán)境。流量計(jì)與配管之間均采用法蘭對(duì)夾的方式, 法蘭尺寸必須符合GB/T9119-88的規(guī)定。在安裝時(shí)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(jì)傳感器為硬質(zhì)合金軸承止推式，不僅保證精度，耐磨性能提高，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固以及拆裝方便等特點(diǎn)。
液體智能渦輪流量計(jì)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)
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D(mm)
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d(mm)
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孔數(shù)
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LWGY-4
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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
|
|
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LWGY-20
|
20
|
85
|
173
|
G1
|
|
|
|
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LWGY-25
|
25
|
100
|
173
|
G5/4
|
|
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|
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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
|
|
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Ф125
|
Ф18
|
4
|
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LWGY-65
|
65
|
180
|
278
|
|
|
Ф145
|
Ф18
|
4
|
|
LWGY-80
|
80
|
200
|
287
|
|
|
Ф160
|
Ф18
|
8
|
|
LWGY-100
|
100
|
220
|
322
|
|
|
Ф180
|
Ф18
|
8
|
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LWGY-125
|
125
|
250
|
347
|
|
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Ф210
|
Ф18
|
8
|
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LWGY-150
|
150
|
300
|
367
|
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|
Ф250
|
Ф22
|
8
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LWGY-200
|
200
|
360
|
415
|
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Ф295
|
Ф22
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12
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安裝注意事項(xiàng)：
液體智能渦輪流量計(jì)傳感器可水平、垂直安裝，垂直安裝時(shí)流體方向必須向上。液體應(yīng)充滿管道，不得有氣泡。安裝時(shí)，液體流動(dòng)方向應(yīng)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(yīng)有20倍公稱通徑長(zhǎng)度的直管段，下游端應(yīng)不少于5倍公稱通徑的直管段，其內(nèi)壁應(yīng)光滑清潔，無凹痕、積垢和起皮等缺陷。傳感器的管道軸心應(yīng)與相鄰管道軸心對(duì)準(zhǔn)，連接密封用的墊圈不得深入管道內(nèi)腔。
傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離外界電場(chǎng)、磁場(chǎng)，必要時(shí)應(yīng)采取有效的屏蔽措施，以避免外來干擾。
為了檢修時(shí)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(shí)，請(qǐng)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(jì)當(dāng)流體中含有雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)加裝過濾器，過濾器網(wǎng)目根據(jù)流量雜質(zhì)情況而定，一般為20～60目。當(dāng)流體中混有游離氣體時(shí)，應(yīng)加裝消氣器。整個(gè)管道系統(tǒng)都應(yīng)良好密封。
用戶應(yīng)充分了解被測(cè)介質(zhì)的腐蝕情況，嚴(yán)防傳感器受腐蝕。
液體智能渦輪流量計(jì)使用和調(diào)整
◆ 使用時(shí)，應(yīng)保持被測(cè)液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質(zhì)。
◆ 傳感器在開始使用時(shí)，應(yīng)先將傳感器內(nèi)緩慢的充滿液體，然后再開啟出口閥門，
嚴(yán)禁傳感器處于無液體狀態(tài)時(shí)受到高速流體的沖擊。
◆ 傳感器的維護(hù)周期一般為半年。檢修清洗時(shí)，請(qǐng)注意勿損傷測(cè)量腔內(nèi)的零件，特
別是葉輪。裝配時(shí)請(qǐng)看好導(dǎo)向件及葉輪的位置關(guān)系。
◆ 傳感器不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部液體，且在傳感器兩端加上防護(hù)套，防止塵垢進(jìn)入，
然后置于干燥處保存。
◆ 配用時(shí)的過濾器應(yīng)定期清洗，不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)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(jì)傳感器的傳輸電纜可架空或埋地敷設(shè)（埋地時(shí)應(yīng)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(zhuǎn)觀察有無顯示，當(dāng)有顯示時(shí)再安裝傳感器。若無顯示，應(yīng)檢查有關(guān)各部分，排除故障。
