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超声波流量计在农田灌溉中的应用现状及未来前景(一)

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超声波流量计在农田灌溉中的应用现状及未来前景(一)

发布日期:2018-01-19 00:00 来源:http://www.senslor.com.cn 点击:

超声波流量计在农田灌溉中的应用现状及未来前景(一)


本文概述:
农业作为一个国家的第一产业,不仅与人民群众的日常生活密切相关,也关乎到工业和服务业的升级和进步,从目前世界农业发展的大趋势和社会环境来看,中国的农业现代化,应具备以下基本特征。(1)生产过程机械化;(2)生产技术科学化;(3)增长方式集约化;(4)经营循环市场化;(5)生产组织社会化;(6)生产绩效高优化;(7)劳动者智能化。其中机械化、科学化和智能化说明了现代工业技术对于农业发展的外部支持是非常重要的。

最近听取对“十三五”时期经济社会发展的意见和建议时,国家主席习近平同志指出,同步推进新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化,薄弱环节是农业现代化。要着眼于加快农业现代化步伐,在稳定粮食和重要农产品产量、保障国家粮食安全和重要农产品有效供给的同时,加快转变农业发展方式,加快农业技术创新步伐,走出一条集约、高效、安全、持续的现代农业发展道路。

在这一个对于国家农业整体的布局中,农田水利的大力兴建是我国农业发展的重要举措也是未来农业得以长足发展的重要保证。水利工程建设离不开灌溉,特别是正确掌握灌溉系统中测流量的方法至关重要。目前主要有两种方法,即速度-面积法和水力方法,每种测量方法均有其独特的流量传感(检测)部分。

一、灌溉中的流量测量的计算方法
速度-面积法测流量是由水流的平均流速乘以渠道的横截面积,而水流速度是通过流量计在一些特定点上进行测量的。用此法测流量一般又有3种不同方式:一是速度分布法;二是0.6H法(H为水表面至渠底的距离);三是0.2H~0.8H法。速度分布法是测量水表面和渠底之间若干点的流速,然后由这些测点确定一垂直水面的速度曲线,按速度曲线界定的面积除以深度,则可求出平均速度;0.6H法测量的是水面以下0.6H深的单个点流速,并假定该值就是全部速度的平均值;0.2H~0.8H法测量的是水表面下0.2H和0.8H深度两点的流速,这两个读数的平均值即可估算为平均的流速值。

这3种方法都是在任一特定的测量区内计算平均速度。沿整个渠道宽度测深的次数以及单个垂直面上测量的点数都不尽相同。很多欧洲国家在单个面上测深时要求测5点,而美国认为测2点足够。测深的次数取决于渠道的宽度。在欧洲测深次数为5~15,在美国为8~18。测量误差是按测深次数及在每一点的测量时间决定的,采用速度-面积法的平均误差可小于6%。

二、农田灌溉中的两类特别重的两种测量技术
用速度-面积法测流量有两项技术应特别注意两点:一是使用超声波流量计,以安装方式分类主要类型有外夹式超声波流量计插入式超声波流量计和管道式超声波流量计,另一种是使用电磁流量计,当然品种也很多,管道式、插入式等都有,不再赘述,读者可查阅相关资料加以了解。
超声波技术是由测量横过渠道的超声波传播时间来计算流速的,发射器和接收器分置于渠道的两边,使波的路径和水流方向之间的角度在45°~60°范围内。这一几何关系使得向上游方向和下游方向的声音脉冲之间产生时间差。渠道的形状决定将采用单路径系统或是多路径系统,也即采用一个或若干个发射接收配对。
测流的电磁技术是利用导电的水流中人工建立的磁场,然后测量横跨水流两边的合成电位差。电磁流量计主要由水渠、励磁线卷和一对电极组成。
圣世援管段式超声波流量计.jpg

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