環路法檢測滴灌管（帶）水力性能試驗臺設計

張建 張茜

摘? 要：該文通過近年來節水灌溉和滴灌產品檢測的現狀及造成的問題，以及滴灌產品檢測設備的最新標準要求，提出了新型環路法檢測滴灌管（帶）水力性能試驗臺設備產生的必要性和優點。對環路法檢測滴灌管（帶）水力性能試驗臺的測試原理及結構組成、測試過程及測試結果分析做了簡單介紹;最后通過對已應用于多家國家級檢測中心和滴灌產品生產單位對環路法檢測滴灌管（帶）水力性能試驗臺的實際應用與測試，得出該設備是滴灌管（帶）檢測的最新優選設備。

關鍵詞：環路法;節水灌溉;滴灌;水力性能;仲裁;檢測

中圖分類號：S275? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

近年來，隨著國民經濟的發展及國家對農業節水的大力支持，我國已經大規模地實施節水灌溉。實施節水灌溉不僅可以節約水源、提高作物產量;還可以實現環保及節約能源，減少土地鹽堿化及肥料使用，產品可回收利用，循環使用。目前我國節水灌溉的現狀是耕地面積為1.3億hm2，其中有效灌溉面積5 586.67萬hm2，占耕地面積的43%。但是，隨著經濟的發展，市場上的競爭日趨嚴峻，國家質監部門正大力加強對農用產品的質量控制，以提高質量，增強市場競爭力，確保農業灌溉產業在健康的軌道上迅猛發展。

從2012年開始連續3年對滴灌產品進行質量抽查，通過對滴灌管（帶）等產品的檢測結果綜合分析，結果顯示抽樣產品合格率在55%左右，抽樣產品質量總體上還處于較低水平，老百姓投訴較多，市場中滴灌產品魚目混雜，假冒偽劣產品較多，給農業生產帶來嚴重危害。因此，對于滴灌管（帶）產品性能測試的設備研發需求很大，急切需要高精度、綜合性強、自動化高的檢測設備來提高產品質量，指導生產。

另外，對于當前的實驗室或者企業使用的檢測設備，普遍存在以下問題：首先，大多數采用量筒稱量，自動化低，人工操作誤差大;再次，大多數采用閉路法進行試驗，閉路法對占地要求高，以常用的間距在300 mm為例，25個滴孔的話長度至少7.5 m長。

在2017年的標準修訂中，GB/T 19812.2—2017《塑料節水灌溉器材》中對流量均勻性的檢測方法提出了環路法要求。試樣和方法如下。

隨機抽取至少包括25個滴頭的滴灌管或滴灌帶一段作為試樣，干路排布試樣，堵上試樣末端，稱為“閉路法”;也可隨機抽取5段滴灌管或滴灌帶，每段至少有5個滴頭作為試樣，環路排布試樣，稱為“環路法”。仲裁檢驗時使用環路法。

為了解決上述問題，該公司依據國家最新標準和多年經驗研制了新型環路法檢測滴灌管（帶）水力性能試驗臺，一方面能同時一次測量25個滴頭，測量準確，操作方便，提高了試驗效率;另一方面解決了占地問題，一機多用，可以對滴灌產品試件進行多項水力性能試驗項目的檢測，依據仲裁方法，數據更加可靠準確。

1 測試原理及結構組成

1.1 測試原理

對于試件流量的測量該試驗臺采用了電子天平稱重法，既將電子天平上面安放接水槽，接水槽對應測試滴孔，根據滴孔長度調整天平及接水槽位置，點擊試驗開始，待流量穩定并且到達設定壓力時，記錄初始重量，數據實時通信，待到設定好的時間后，再記錄結束重量，計算重量差，最終算出每個滴孔相應時間的流量，試驗次數可設定，并且取平均數，保證了測試的精度和誤差。

1.2 結構組成

該設備框架采用鋁型材結構，水箱及過流部件采用不銹鋼。框架主體依據標準SL571—2013《節水灌溉設備水力基本參數測試方法》 （圖1）。

該設備主要由常溫水系統、環路測試流量臺、中溫水浴系統、爆破水系統和控制系統等組成。

1.2.1 常溫水系統

常溫水箱由優質的不銹鋼板焊接而成，水路系統主要由常溫泵、穩壓罐、電磁閥、過濾器、溫度傳感器和加熱管等組成，為系統提供常溫水流量和使用壓力。

1.2.2 環路測試流量臺

環路測試流量臺包括環路連接管、型材框架、快換接頭、電磁閥和稱重單元等。環路連接管下端為稱重單元，稱重單元通過電磁閥可將槽內水排放到爆破水箱中。環路連接管上端有支撐架，用于安裝鋼絲繩，懸吊試件。根據滴孔間距調整稱重單元位置，保證每根試件有5個滴孔測量，5根共計25個滴孔同時測量。尤其是對稱重單元的模塊化設計，使5組滴孔間距通過滑塊可調，結構新穎，測試范圍廣。環路連接管路與標準要求完全一致。

1.2.3 中溫水浴系統

中溫水浴箱采用優質不銹鋼板焊接，水路系統主要有水泵、電磁閥、過濾器、溫度傳感器、加熱管等組成，提供試驗用恒溫水浴系統及使用壓力，可以中溫耐壓試驗，獨立5工位使用。

1.2.4 爆破水系統

爆破水箱采用優質不銹鋼板焊接，單獨做一工位的爆破試驗。水路系統主要有爆破泵、電磁閥、過濾器、壓力傳感器等組成，提供試驗用爆破箱體及收集流量臺水源的作用，最后可通過循環泵將水抽回到常溫水箱中，實現水的循環利用。

1.2.5 控制系統

控制系統由工控機、數據采集模塊，PLC、壓力/溫度/電子天平等采集反饋系統等，實現系統的自動控制，采用閉環設計，數據準確，控制方便。

2 測試過程

2.1 試驗前準備工作

檢查設備水、電和各閥門狀態是否正常，確保安全后啟動。

2.2 軟件操作

在電腦桌面上雙擊設備文件，進入操作界面，可對滴灌管（帶）進行流量均勻度、壓力與流量關系、耐靜水壓、保溫耐壓及爆破等水力性能進行試驗操作。同時可進行傳感器校驗和手動調試等操作。

3 測量結果分析

每個試驗做完后，計算機按編號將試驗時間和滴水質量（換算成容積）錄入計算機，錄入數據庫。報告會以EXCEL形式保存。

該產品經過我公司多年研發經驗及眾多專家客戶的研究測試對比，最終得出測試結果完全滿足相關標準要求，準確度高。

4 結語

通過對已應用于多家國家級檢測中心和滴灌產品生產單位對環路法檢測滴灌管（帶）水力性能試驗臺的實際應用與測試，可以檢測滴孔間距：150 mm～600 mm，流量范圍為：0～100 L/h的滴灌管（帶）試件，試驗臺測試范圍廣，提高了節水灌溉產品的檢測精度與效率，節省占地空間，自動化程度高，為滴頭、滴灌管（帶）的檢驗測試與改進提供了必要的依據及數據分析，是滴灌管（帶）檢測的最新優選先進設備。

參考文獻

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