農業給水栓數字化測量儀選擇研究

毛威 陸季鵬 孫海杰 夏天晴 尤瀟瀟

摘要：在我國的農業灌溉技術的不斷發展，農業積水拴數字化測量儀應用成為了當前農業技術發展的重要研究內容。因此農業技術人員針對當前常用的兩種數字測量技術，開展了技術選擇研究。

關鍵詞：農業積水拴；數字化測量儀；選擇

隨著我國農業建設的不斷發展以及水資源保護體系的建立，農業水資源保護已經成為了我國農業技術研究的重要內容。為此利用數字化技術提高水資源控制質量，進而確保農業供水的精確度與可控制性就成為了農業供水研究的重要組成部分。其中利用數字化測量儀，進而保障農業供水栓測量質量就成為了數字化農業技術研究的重要組成部分。在目前的農業給水栓常用分類可以分為以下幾類：電磁流量計、超聲波流量計、差壓式流量計、渦街流量計以及插入式流量計幾個主要類型。其中較為常見的數字化測量儀可分為超聲波流量計與電磁流量計兩種類型。因此研究者對這兩種類型數字化流量計開展了技術分析與研究，進而為農業供水數字化發展提供支持。

一、 兩種儀表的技術參數研究

在實際的農業給水測量中，兩種儀表使用中的技術參數決定了其實際的使用效果。在研究中技術人員將其主要的技術參數總結為以下幾點：

（一） 電磁流量儀技術參數

（1）常用設備技術參數：

（2）設備運行技術參數：

（二）超聲波流量儀技術參數

二、兩種儀表的技術特征分析

（一）電磁流量儀特征研究

電磁流量計是一種當前極為常用的導電液體體積流量的儀表。隨著鍵控低頻矩形波激磁技術發展，計量儀已經逐步實現了數字化。在給水栓用水量測量中，其主要的技術特征包括了以下幾點：（1）適用于農業用水使用。電磁供水計量儀的測量通道采用的是無阻流檢測件光滑直管，因此在使用中不容易受到固體顆粒阻塞。這一特征是其可以更加適用于農業供水，特別是小型供水渠水質極為渾濁的供水情況。特別是在大管徑供水管道應用中，由與其供水低阻力損失較少，因此其供水能力更加顯著。（2）測量的精度與可控制性較高。在實際的測量中，電磁儀流量計測得的體積流量，不容易受到流體密度、粘度、溫度、壓力以及規范閾值電導率變化影響。同時在測量中其測量范圍程度較大，而且測量工作者可選流量范圍，即滿度值液體流速可在0.5～10m/s內選定。（3）計量儀測量使用性能較強。電磁計量儀前段直管段要求低，同時可在線進行標定。同時嵌入式數字控制系統可以實現儀表的自檢和自診斷功能，方便電磁儀表的檢修。最后是可以根據用戶實際使用需求在線修改量程。

（二）超聲波流量儀技術特征分析

超聲波流量計數字技術支持下的新型流量計，根據功能可以劃分為能動型和被動型兩大類。超聲波流量計的使用原理是利用壓電材料的壓電效應，采用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超聲波振動。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。在實際的使用中其主要的技術特征包括了以下幾點：（1）在使用中，其特殊的信號數字化處理技術，可以保證給水栓測量中儀表測量信號更穩定，同時提高給水測量的抗干擾能力，保證了給水栓供水計量準確性。（2）由于這一設備使用中沒有使用機械傳動部件，因此不存在機械磨損與故障問題，運行穩定、不用進行機械維護，確保了計量儀表的使用壽命。特別是在農業供水中，其不容易受到泥沙等問題對機械部件磨損影響。（3）這類計量儀表在設計中采用了高度的集成模塊化設計，因此其電路設計更優化，使用中的能源功耗低，使用可靠性高。（4）在控制過程中，超聲波流量儀使用了智能化標準信號輸出模式，處理中人機界面友好，提供了多種二次信號輸出方式，為操作者提供了良好的選擇空間。五是這一計量儀在使用中采用了管段式小管徑測量經濟又方便，測量精度高。

三、兩種計量儀表選擇研究

在實際的給水栓計量應用中，技術人員針對兩種計量設備開展了選擇研究：

在小型農業供水渠設計中，由于其使用的水源較為復雜，水質較為渾濁且使用環境控制較為困難，且控制系統成本較低因此在給水栓測量中采用電磁流量儀較為適用。而在大中型農業供水渠使用中，由于超聲波流量儀控制界面較為方便，且在使用中不易發生故障，使用壽命較長，因此較為適用于。

參考消息

[1]汪洋.相關法超聲流量計設計及實驗測試研究[D]..沈陽工業大學 2013

[2]張世偉，孫坤，張志軍，韓進，張明達，李玉英. 基于稱重原理的滴管式氣體流量測量裝置與方法[J].真空. 2016（06）