一种基于光电传感计量技术的灌水器检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，包括依次通过管道连接的压力源、恒压工作站和流量计量装置，所述流量计量装置安装在检测台上，在所述检测台上还安置有与流量计量装置连接的待测样件，在所述检测台的侧部还设有与流量计量装置连接的计算机控制系统。本实用新型所述基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，可以克服现有技术中功能单一、自动化程度低和人工劳动量大等缺陷，以实现功能多、自动化程度高和人工劳动量小的优点。
【专利说明】一种基于光电传感计量技术的灌水器检测系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及滴灌装置【技术领域】，具体地，涉及一种基于光电传感计量技术的 灌水器检测系统。
【背景技术】
[0002] 滴灌（drip irrigation)是利用塑料管道将水通过直径约IOmm毛管上的孔口或 滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水 的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一 倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大 田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。
[0003] 灌水器就是给植物或作物灌水用的器具。它是利用压力系统按照作物需水要求， 通过配水管道系统将水和作物生长所需肥水养分以均匀地、准确地直接输送到植物、作物 根部的土壤表面或土层中，使作物根部的土壤经常保持在最佳水、肥、气状态的灌水用器。 微灌系统特制灌水器有滴头、微喷头、渗灌管和微管等；喷灌系统灌水器有各种喷头；人工 淋灌系统有快速取水器；甚至把人工洒水用器等，也可以算作灌水器。
[0004] 当前广泛应用多种类多规格灌水器产品的检测系统功能单一、自动化程度低的现 状
[0005] 在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在功能单一、自动化 程度低和人工劳动量大等缺陷。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种基于光电传感计量技术的灌水 器检测系统，以实现功能多、自动化程度高和人工劳动量小的优点。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于光电传感计量技术的 灌水器检测系统，包括依次通过管道连接的压力源、恒压工作站和流量计量装置，所述流量 计量装置安装在检测台上，在所述检测台上还安置有与流量计量装置连接的待测样件，在 所述检测台的侧部还设有与流量计量装置连接的计算机控制系统。
[0008] 进一步地，所述流量计量装置，包括坚直设置的多组管状体，安装在每组管状体底 端的汇流三通，安装在所述汇流三通底端的排水电磁阀，以及安装在每组管状体中一个管 状体上的液位光电传感器；所述液位光电传感器和排水电磁阀分别与计算机控制系统电连 接，每组管状体中另一个管状体的上端开口为待测量液体入口。
[0009] 进一步地，所述液位光电传感器，包括安装在所述管状体与汇流三通接触处的第 一液位光电传感装置，以及安装在所述管状体顶端与另一管状体中液位相同高度处的第二 液位光电传感装置；所述第一液位光电传感装置和第二液位光电传感装置，分别与计算机 控制系统电连接。
[0010] 进一步地，所述计算机控制系统，具体为数显控制中枢系统。
[0011] 进一步地，所述数显控制中枢系统，具体为PLC控制器。
[0012] 进一步地，所述多组管状体，具体为截面均匀管状体。
[0013] 本实用新型各实施例的基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，由于包括依次 通过管道连接的压力源、恒压工作站和流量计量装置，流量计量装置安装在检测台上，在检 测台上还安置有与流量计量装置连接的待测样件，在检测台的侧部还设有与流量计量装置 连接的计算机控制系统；从而可以克服现有技术中功能单一、自动化程度低和人工劳动量 大的缺陷，以实现功能多、自动化程度高和人工劳动量小的优点。
[0014] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
[0015] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0017] 图1为本实用新型基于光电传感计量技术的灌水器检测系统的工作原理示意图；
[0018] 图2为本实用新型基于光电传感计量技术的灌水器检测系统中流量测量装置的 工作原理。
[0019] 结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：
[0020] 1-压力源；2-恒压工作站；3-计算机控制系统；4-待测样件；5-流量计量装置； 6_检测台；7-管状体(截面积S为定值，即截面均匀管状体）;8_汇流三通；9-排水电磁阀； 10-第一液位光电传感装置；11-第二液位光电传感装置；12-数显控制中枢系统。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022] 针对当前广泛应用多种类多规格灌水器产品的检测系统功能单一、自动化程度低 的现状，根据本实用新型实施例，如图1和图2所示，提供了一种基于光电传感计量技术的 灌水器检测系统，具体为一种滴灌用灌水器检测系统。该基于光电传感计量技术的灌水器 检测系统，应用光电传感流量自动计量技术、PLC控制与运算技术、管网系统自动调节恒压 技术，实现在灌水器持续滴水工作过程中，完成实时数据的采集、运算、显示、储存、输出等 诸多功能。检测精度、项目等指标均符合IS09261、GB/T19812. 1-2005、GB/T17188-1997、SL/ T67. 2-94的要求。
[0023] 如图1所示，本发明的技术方案，主要由五部分组成：压力源1、恒压工作站2、集人 机对话计算机控制系统3、待测样件4、流量计量装置5、检测台6。本发明技术方案涉及的 关键技术内容：
[0024] ⑴恒压控制技术
[0025] 采用PLC编程计算机控制系统，为各测试项目提供满足灌水器相关标准要求条件 的压力源。系统各压力敏感部位设有压力传感装置，与计算机控制系统、执行元件组成闭环 计算机控制系统，可实现连续稳定升压和连续稳定降压双向可逆变闭环压力调节、稳定功 能，大大减少了人为操作对试验数据的影响，降低了数据误差，提高了数据的精度，减少了 工作者的劳动强度。既可供安装在采样架的试样做流量均匀度测试和流量压力关系测试， 还可供放置在恒温水浴装置中的试样做耐静水压测试和爆破试验。
[0026] ⑵光电传感流量精准测量装置技术原理
[0027] 如图1所示，本发明检测系统检测台包含符合灌水器相关检测标准要求数量的若 干个光电传感流量测量装置，与被测灌水器个数相对应。其工作原理如图2所示，设计利用 光电传感技术，根据被测量灌水器水流将第一液位光电传感装置(如第一液位光电传感装 置10)位置到第二液位光电传感装置(如第二液位光电传感装置11)位置之间L长度管状 体(如管状体7)充满所用时间t，来计算被测量水流的流量q。已知：管状体几何截面积S 为定值；两液位光电传感装置之间的距离L为定值；所以其第一液位光电传感装置位置到 第二液位光电传感装置位置之间L长度管状体容积V亦为定值，V = S*L*2 ;时间t是控制 中枢系统根据液位到达第一液位光电传感装置位置时传输的光电信号和液位到达到第二 液位光电传感装置位置时传输的光电信号自动得出：从而q=v/t。在图2中，在每组管状体 的下端连接有汇流三通(如汇流三通8)，在汇流三通的下端连接有排水电磁阀(如排水电磁 阀9)，第一液位光电传感装置、第二液位光电传感装置和排水电磁阀，分别与数显控制中枢 系统(如数显控制中枢系统12)电连接。
[0028] 将含有多个灌水器滴水口的试样水平悬吊在试验台架上，启动灌水器检测系统， 自动加压至额定工作压力后，系统在恒压模块的调节下保持稳定的灌水器工作压力，灌水 器滴水时间不少于3min后，系统开始第一次光电信号采集并按设定程序计算各灌水器流 量数据。稍后在设定时间n秒后重启检测系统开始第二次数据采集、运算。同一传感器两 次采集、运算的q偏差不得大于2%，否则重新采集，直到符合要求。取每个灌水器两次采集、 运算得出的流量平均值记录并形成数据记录以表格形式保存。
[0029] ⑶计算机控制系统数据自动采集与运算技术
[0030] 将含有多个灌水器滴水口的试样水平悬吊在检测台架上，启动灌水器检测系统， 自动加压至额定工作压力后，系统在恒压模块的调节下保持稳定的灌水器工作压力。灌水 器滴水时间不少于3min后，系统开始第一次光电信号采集并按设定程序计算各灌水器流 量数据。稍后在设定时间n秒后开始第二次数据采集、运算。取每个灌水器两次采集的合 乎灌水器相关检测标准要求的流量数据，运算得出的流量平均值并形成数据记录、保存。 [0031] 系统将记录保存的各灌水器流量数据q按灌水器布置顺序对应排列，同时将所有 灌器流量数据的大小进行排序。这样就完成了标准规定各项指标运算的数据的运算储备， 系统模块可根据按水器相关检测标准编制的运算程序计算以下规定指标：
[0032] 滴水口平均流量、变异系数、标准偏差和平均流量相对于额定流量偏差的计算。其 运算公式分别见式（1)?式（4)。
【权利要求】
1. 一种基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，其特征在于，包括依次通过管道连 接的压力源、恒压工作站和流量计量装置，所述流量计量装置安装在检测台上，在所述检测 台上还安置有与流量计量装置连接的待测样件，在所述检测台的侧部还设有与流量计量装 置连接的计算机控制系统。
2. 根据权利要求1所述的基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，其特征在于，所 述流量计量装置，包括坚直设置的多组管状体，安装在每组管状体底端的汇流三通，安装在 所述汇流三通底端的排水电磁阀，以及安装在每组管状体中一个管状体上的液位光电传感 器；所述液位光电传感器和排水电磁阀分别与计算机控制系统电连接，每组管状体中另一 个管状体的上端开口为待测量液体入口。
3. 根据权利要求2所述的基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，其特征在于，所 述液位光电传感器，包括安装在所述管状体与汇流三通接触处的第一液位光电传感装置， 以及安装在所述管状体顶端与另一管状体中液位相同高度处的第二液位光电传感装置；所 述第一液位光电传感装置和第二液位光电传感装置，分别与计算机控制系统电连接。
4. 根据权利要求2或3所述的基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，其特征在于， 所述计算机控制系统，具体为数显控制中枢系统。
5. 根据权利要求4所述的基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，其特征在于，所 述数显控制中枢系统，具体为PLC控制器。
6. 根据权利要求2或3所述的基于光电传感计量技术的灌水器检测系统，其特征在于， 所述多组管状体，具体为截面均匀管状体。
【文档编号】G01F23/292GK204142309SQ201420556301
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】丁苏疆 申请人:新疆新环环境监测(研究院）有限公司