農田灌溉流量計

電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律，在電磁流量計中，測量管內的導電介質相當于法 拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場，當有導電介質流過時，則會產生感應電壓，管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓，測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現與流體和測量電極的電磁隔離。

應用行業：

適用于測量封閉管道中導電液體和漿液的體積流量，如潔凈水、污水、各種酸堿鹽溶液，泥漿、礦漿、紙漿以及食品方面的液體等，廣泛應用于冶金、造紙、水處理、化工、輕工、紡織、電力和采礦等行業。

結構：

主要由磁路系統、測量導管、電極、外殼、襯里和轉換器等部分組成。

磁路系統：

其作用是產生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用永磁鐵來實現，其優點是結構比較簡單，受交流磁場的干擾較小，但它易使通過測量導管內的電解質液體極化，使正電極被負離子包圍，負電極被正離子包圍，即電極的極化現象，并導致兩電極之產蝗內阻增大，因而嚴重影響儀表正常工作。當管道直徑較大時，永磁鐵相應也很大，笨重且不經濟，所以一般采用交變磁場，且是50HZ工頻電源激勵產生的。

測量導管：

其作用是讓被測導電性液體通過。為了使磁力線通過測量導管時磁通量被分流或短路，測量導管必須采用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一定機械強度的材料制成，可選用不導磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。

隨著人們環保意識的不斷增強, 人們逐漸認識到提升農業用水效率、推動農業產業化發展的重要性, 并加大新型灌溉管道系統智能流量計的研究力度, 在此背景下, 本文針對新型灌溉管道系統智能流量計設計展開研究, 為集約型農業的發展提供參考。

1 引言
目前我國供水部門在量水的作用下, 可以依據用水單位的要求, 定量的、有計劃的向農田進行供水, 使農田灌溉管理的水平得到提升, 而且極大的提升了農田管理的自動化水平, 對提升水資源的利用率和降低農業生產成本均具有積極的作用, 但隨著人們對量水準確性、經濟性、適用性要求不斷提升, 傳統的電磁流量計、超聲波流量計的缺陷逐漸顯現, 設計新型灌溉管道系統智能流量計已經成為農業供水量水管理水平提升的重要途徑。
2 新型灌溉管道系統智能流量計設計原理
新型灌溉管道系統智能流量計以中空金屬桿作為檢測桿, 其上迎流方向設置對稱式測壓孔, 對管道內液體的平均總壓進行實時監測, 在其背流向也設置測壓孔, 對流體的靜壓進行檢測, 通過將兩種測壓孔所獲取數據進行差額計算, 可以對流速產生的動能進行獲取[1]。流速的動能向電能轉換會產生相應的直流電壓, 如果將生成的直流電壓處理轉換為電子信號, 并將其以數字信號的形式在LCM顯示屏中顯示, 測量人員可以直接對水量值進行讀取, 完成流量計的測量功能。在對常規水量進行測量時, 可以直接通過ρu2/2對水流速度產生的壓力差進行計算, 其中ρ代表水的密度, u代表水流的速度。

3 新型灌溉管道系統智能流量計結構設計
3.1 同流管道機械部分
通常情況下, 為提升通流管的耐久性和抗腐蝕性, 在設計中會選用壁厚為1.5厘米, 直徑和長度分別為5厘米和15厘米的防銹蝕不銹鋼管材, 實踐證明, 選用此種管材不僅使用壽命相對較長, 而且其通過法蘭與灌溉管道連接, 可以使承受壓力和測量流速范圍分別提升到25個和20米每秒, 在此種管體中使用傳感器可實現量水效率、準確性、可操作性三方面的提升。
3.2 儀表電路部分
在進行儀表支架設計的過程中, 為保證導線在使用中不會受到損傷、轉換的電子信號可以通過顯示器顯示, 要結合具體的工藝參數進行準確的選型, 可見儀表支架設計對精準度要求非常高, 這也決定新型灌溉管道系統智能流量計并不能在任何情況下通用, 否則不僅影響其測量性能, 甚至會直接導致其難以實現測量功能[2]。出儀表支架外, 傳感器和二次儀表連接的引線, 在設計的過程中也要嚴格的把控長度和使用的材料等, 通常情況下, 選擇的長度應在距離允許上限以內, 選擇的材料為專用的電纜, 而且在應用時要在選擇的專用電纜外套設穿線管, 以此提升專用電纜的使用壽命和可靠性。在實際設計的過程中, 受新型灌溉管道系統智能流量計性能差異的影響, 部分位置并不能應用套線管, 此時應保證單獨使用的專用電纜性能能夠滿足測量環境的實際需要。
3.3 傳感器結構
在新型灌溉管道系統智能流量計中選用的傳感器外應用了抗腐蝕性能力非常強的不銹鋼材料, 使傳感器即使在非常惡劣的水環境中也可以正常的應用, 這極大的擴大了傳感器的應用范圍, 實踐證明, 新型灌溉管道系統智能流量計中設計的傳感器結構可以在30個大氣壓的環境中實現準確的水壓數據獲取, 而且產生的能耗非常低, 靈敏度已經超過了0.005, 這在一定程度上說明本設計在**度、實用性等方面均能滿足現代農業灌溉水量測量的實際要求。
4 新型灌溉管道系統智能流量計設計效果
首先, 新型灌溉管道系統智能流量計不僅整體體積較小, 使其便攜性、移動性、安裝可操作性較強, 而且, 具有瞬時和累計兩種流量數據顯示和傳輸的功能, 與計算機監控系統直接連接, 數據管理和應用的效率非常高, 可見該流量計在設計的*性方面特征突出;其次, 此流量計的通流管道設計可以與各種漸變管連接, 使其可以在各種測量環境中得到應用, 不銹鋼材料的合理應用, 使其使用壽命、性能穩定性得到提升, 這在一定程度上保證了設計的實用性和功能性。再次, 現階段此流量計的測量流速范圍、測量**度均達到了的*水平, 所以在測量**度方面也可以滿足設計的 (下轉P202) (上接P29) 預期要求。除此之外, 相比零售價格在0.6至0.7萬的壓力式流量計和零售價在2萬以上的超聲波式流量計, 此類流量計的零售價非常低, 所以經濟性也非常突出。
可見, 雖然新型灌溉管道系統智能流量計具有其它流量計所不具有的將壓力差轉化為電子信號的功能, 而且使用過程中可操作性非常強, 但在價格方面更加便宜, 所以在量水中應積極應用。
5 結束語
通過上述分析可以發現, 原有的對水流流量和速度進行單方面檢測的流量計已經難以滿足現階段農業灌溉量水的實際需要, 而新型灌溉管道系統智能流量計應用兩個傳感器, 而且傳感器間可以實現相互的狀態監測, 這不僅可以提升流量計測量的準確性, 而且可以使其一直處于較穩定的狀態, 所以更適合現代農田灌溉的使用。