Cabalímetres de líquids - Aplicacions en agricultura i processament d'aliments

Abstracte : En el context del desenvolupament refinat de les indústries agrícoles i de processament d'aliments, el sistema col·laboratiu format per mesuradors de cabal de turbines, mesuradors de cabal electromagnètics, mesuradors de cabal ultrasònics, caixes de control quantitatiu i registradors de dades s'ha convertit en un equip essencial per millorar l'eficiència de la gestió de líquids. Aquest article es centra en les característiques d'aquests tres tipus de mesuradors de cabal i exposa el valor aplicatiu d'aquest sistema per optimitzar els processos de treball, estalviar recursos i assegurar la qualitat en tres escenaris principals: reg agrícola, processament agrícola i gestió de recursos hídrics. També demostra el seu paper en impulsar la modernització intel·ligent del sector.

Paraules clau : mesurador de cabal de turbina; mesurador de cabal electromagnètic; mesurador de cabal ultrasònic; caixa de control quantitatiu; registrador de dades; aplicació agrícola

En el procés de perfeccionament de la producció agrícola i el processament d'aliments, el sistema de "mesura-control-registre", compost per comptadors de cabal de líquids, caixes de control quantitatiu i registradors de dades, s'ha convertit en un equipament fonamental per millorar la utilització dels recursos i la qualitat del producte. Aquests tres tipus d'equipaments no funcionen de manera independent, sinó que formen un bucle tecnològic estretament integrat: el comptador de cabal de líquids actua com a "terminal sensorial", permetent la captació en temps real de diversos cabals de líquid; la caixa de control quantitatiu fa de "centre d'execució", regulant automàticament l'entrega de fluids segons paràmetres preestablerts; i el registrador de dades actua com a "suport de memòria", conservant completament les dades de tot el procés i proporcionant una base per a l'anàlisi i optimització posteriors. El funcionament coordinat d'aquests tres components resol fonamentalment el problema de l'operativa extensiva basada en l'"experiència" de l'agricultura tradicional i estableix una base de dades sòlida per a la gestió intel·ligent en el sector. Els seus àmbits d'aplicació cobreixen àmpliament aspectes clau com el reg agrícola, la gestió dels recursos hídrics i el processament d'aliments, convertint-se en un suport tecnològic important per impulsar la modernització industrial.

Irrigació agrícola: suport tecnològic des de la reg per inundació fins a la reg localitzada de precisió

Selecció i adaptació dels comptadors de cabal: adaptació a les característiques de les fonts d'aigua d'irrigació

L'irrigació agrícola és l'escenari d'aplicació principal dels cabalímetres líquids i l'equipament relacionat. La combinació d'aquests tres components ha canviat completament el model tradicional de gestió de l'irrigació de «regar segons el temps atmosfèric i controlar la quantitat a sentit», proporcionant un camí tecnològic fiable per a l'agricultura amb estalvi d'aigua. En els projectes de "doble control del pou i de l'electricitat" àmpliament promoguts a Hebei, Shandong i altres llocs, els cabalímetres de turbina, els cabalímetres ultrasònics i els cabalímetres electromagnètics s'han convertit en els "ulls" del sistema d'irrigació. Els cabalímetres electromagnètics, gràcies a la seva estructura senzilla i alta resistència a les impureses, són adequats per a fonts d'aigua d'irrigació que contenen una petita quantitat de sediments; els cabalímetres ultrasònics, gràcies a la seva mesura sense contacte, eviten errors causats per l'ús de canonades. Tots dos poden recollir en temps real les dades de cabal de l'aigua d'irrigació i transmetre-les amb precisió al dispositiu de control de quantificació mitjançant senyals de pols. Els agricultors poden operar el sistema amb gran comoditat. Només necessiten establir el volum d'irrigació desitjat a la pantalla tàctil del dispositiu de control o iniciar el sistema passant una targeta IC, i l'equipament funcionarà automàticament. Quan les dades de cabal arribin al valor predeterminat, el dispositiu de control emetrà immediatament una ordre per tancar automàticament la bomba d'aigua o la vàlvula electromagnètica. Tot el procés no requereix intervenció manual, evitant el desperdici d'aigua provocat per l'excés d'irrigació i impedint que el creixement dels conreus es vegi afectat per una irrigació insuficient. A les zones de conreu de blat de moro de Dezhou, a Shandong, l'adopció d'aquest sistema ha reduït el fenomen de «fuita» en l'irrigació tradicional en un 80%, millorant significativament l'eficiència de l'irrigació.

L'enregistrament de dades permet la presa de decisions d'irrigació científica

El registrador de dades actua com un "administrador invisible" en aquest procés, amb una capacitat d'emmagatzematge de desenes de milers d'entrades de dades i protecció contra pèrdues d'alimentació per garantir que les dades no es perdeixin en cas de talls de llum. No només enregistra de manera sincronitzada dades clau com el cabal, la durada i els moments d'inici/aturada de cada reg, sinó que també s'enllaça amb sensors d'humitat del sòl per formar una corba completa de "reg-humitat del sòl", combinant les dades d'humitat del sòl a diferents profunditats. Després de la implementació d'aquest sistema en zones de blat de Weibei, a Shaanxi, els agricultors van analitzar les dades exportades pel registrador per conèixer amb precisió les necessitats hídriques del blat en etapes clau del seu creixement, com l'espigat i el farcit de grans. Això els va permetre ajustar científicament el moment i el volum de reg, reduint el consum d'aigua per mu (una unitat xinesa de superfície, aproximadament 0,067 hectàrees) des dels tradicionals 300 metres cúbics fins als 220 metres cúbics, assolint una taxa d'estalvi d'aigua del 27%. Al mateix temps, el pes de mil grans de blat va augmentar un 5%, i la producció per mu va augmentar en gairebé 100 jin (una unitat xinesa de pes, aproximadament 50 kg). A més, el registrador de dades ofereix informes diaris i mensuals, facilitant l'organització i l'arxivat de dades als agricultors. També proporciona tècnics agrícoles dades primerenques detallades per realitzar assaigs de camp i desenvolupar plans regionals de reg, fomentant un canvi en la gestió del reg, passant d'un enfocament "basat en l'experiència" a un de "basat en dades".

Processament agrícola: Una "línia de defensa de mesura" per garantir una qualitat estable.

Processament alimentari: Coordinació eficient entre els fluxòmetres i les caixes de control

En els àmbits del processament d'aliments i de la formulació farmacèutica agrícola, la mesura de líquids afecta directament la qualitat del producte i l'eficiència de producció. L'aplicació sinèrgica d'aquestes tres tecnologies construeix una "línia defensiva de mesurament" per garantir una qualitat estable. En les línies de producció d'envasat d'oli comestible, els mesuradors de cabal de turbina, gràcies a la seva elevada repetitivitat, s'han convertit en l'equip fonamental per monitoritzar el flux d'oli. El sistema de control quantitatiu està equipat amb una tecnologia avançada de control graduat mitjançant vàlvules grans i petites. A l'inici de l'envasat, s'obre la vàlvula gran per omplir ràpidament; quan el cabal s'apropa al valor predeterminat, canvia automàticament a la vàlvula petita per completar lentament, evitant eficàcment errors de mesurament causats per l'impacte del líquid i controlant estrictament l'error d'ompliment de les ampolles de 5L d'oli de cacauet dins del rang d'estàndards de qualitat elevada de la indústria. Quan el cabal acumulat arriba al valor establert, el sistema de control desencadena immediatament una senyal de tancament de la vàlvula. El temps de resposta de tot el procés és inferior a 0,1 segons, assegurant que el contingut net de cada ampolla compleixi les normatives i evitant alhora el desperdici de matèries primeres. En una gran empresa d'oli comestible de Shandong, després de posar en marxa aquest sistema, la taxa de pèrdua de matèries primeres en una única línia de producció va disminuir del 1,2% al 0,3%, reduint les pèrdues en més de 100 tones anuals.

Preparació de pesticides agrícoles: Les avantatges úniques dels fluxòmetres electromagnètics

La formulació de pesticides agrícoles exigeix uns estàndards metrològics rigorosos. Les desviacions en la dosificació no només afecten l'eficàcia del control de plagues i malalties, sinó que també poden provocar restes excessives de pesticides o contaminació ambiental. En aquest context, els fluxòmetres electromagnètics mostren avantatges únics. Funcionant segons la llei d'inducció electromagnètica de Faraday, no es veuen afectats per factors com la viscositat o la temperatura del pesticida, i poden mesurar de manera estable solucions de pesticides que continguin partícules en suspensió. La caixa de control quantitatiu ajusta automàticament la relació de cabal de cada solució component mitjançant paràmetres predefinits de la fórmula, assegurant una concentració constant en cada preparació. El registrador de dades enregistra informació detallada de cada formulació, incloent l'ús de matèries primeres, el temps de barreja i la temperatura ambient, generant un número de lot únic. Els operaris poden rastrejar ràpidament el procés de formulació de cada lot de pesticides utilitzant aquest número. Aquest model de "triple garantia", després d'haver-se aplicat en bases de conreu de verdures a Henan, ha augmentat la utilització de pesticides en un 15%, i la taxa d'aprovar els mostrejos de restes de pesticides en productes agrícoles pRODUCTES ha romàs constantment al 100%. En la producció d'adobsos com la salsa de soja i el vinagre, la combinació de mesurador de cabal i caixa de control també té un paper important. Mitjançant el control precís del cabal de matèries primeres com el líquid de fermentació i la salmorra, s'assegura l'estabilitat del gust del producte, s'aconsegueix una millora d'eficiència del 40% respecte als mètodes tradicionals de control manual i es redueix el rebut de lots causat per errors humans.

Gestió dels recursos hídrics: un "centre de dades" per assolir una assignació científica.

Gestió de zones d'irrigació remotes: el valor pràctic dels mesuradors de cabal ultrasònics

En la gestió dels recursos hídrics agrícoles, la combinació de mesuradors de cabal líquid, caixes de control quantitatiu i registradors de dades s'ha convertit en el «centre de dades» que permet als departaments d'aigües assolir una programació científica, exercint un paper irreplaceable, especialment en la gestió dels recursos hídrics de zones de regadiu llunyanes. En algunes àrees de regadiu de Xinjiang i Mongòlia Interior, degut a l'extensió de la zona i a la dispersió dels agricultors, la gestió tradicional de lectura manual de comptadors és difícil i pateix problemes com mesures inexactes i manca de supervisió. Ara, la combinació de comptadors d'ultrasons i caixes de control intel·ligents ha resolt completament aquest problema: el comptador d'ultrasons s'instal·la a la sortida del pou, sense contacte directe amb el flux d'aigua, evitant eficaçment el desgast de l'equip causat per l'alt contingut de sorra en l'aigua del pou; la caixa de control intel·ligent integra funcions com la facturació amb targeta i el control remot. Els agricultors poden activar la recollida d'aigua passant la seva targeta IC amb dades personals, el comptador de cabal mesura el consum d'aigua en temps real, la caixa de control calcula simultàniament el cost i el descompta automàticament, i el sistema emetrà una alarma acústica i visual quan el saldo de la targeta sigui insuficient; si l'agricultor no recàrrega a temps, la bomba s'aturarà automàticament. El registrador de dades emmagatzema en temps real informació com l'hora, el cabal, les dades de l'usuari i els canvis en el nivell d'aigua de cada extracció. El personal del departament d'aigües pot visitar periòdicament el lloc per llegir les dades mitjançant equipament específic, o recollir les dades per lots a través de la xarxa local, eliminant completament la tediositat de la lectura manual de comptadors.

Presa de decisions basada en dades: aconseguir una assignació racional dels recursos hídrics

En resumir i analitzar les dades dels registradors de cada pou, el departament de gestió pot conèixer amb precisió el consum total d'aigua agrícola i el consum d'aigua de cada agricultor de la regió, proporcionant suport de dades per a l'elaboració de plans científics d'assignació de drets d'aigua i l'ajustament de les estructures agrícoles de conreu. Al mateix temps, aquest sistema també disposa d'una funció de monitoratge d'anomalies. Quan es produeixen avaries en els comptadors de cabal, fuites en canonades o robatoris intencionats d'aigua, la caixa de control activa immediatament una senyal d'alarma, i el registrador de dades enregistra informació detallada sobre els canvis de cabal durant el període anormal, proporcionant proves sòlides per a la localització d'avaries i la determinació de responsabilitats. Després de la implementació d'aquest sistema a Hengshui, a la província de Hebei, el departament de recursos hídrics, mitjançant l'anàlisi de les dades dels registradors, va aplicar una política de "recàrrec per excedir les quotes" en àrees que conreaven cultius d'alt consum d'aigua. Això va guiar eficaçment els agricultors a ajustar les seves estructures de conreu, reduint la superfície cultivada de cultius d'alt consum d'aigua. L'explotació excessiva d'aigües subterrànies a la regió va disminuir un 18% respecte a l'any anterior, assolint amb èxit l'objectiu planificat d'ús de l'aigua i oferint una garantia sòlida per a l'ús sostenible dels recursos hídrics.

Resum i perspectives

L'aplicació sinèrgica de comptadors de flux líquid, caixes de control quantitatiu i registradors de dades està transformant els models de gestió de líquids en l'agricultura i el processament. El seu valor rau no només en l'eficiència tecnològica, sinó també en impulsió de la innovació en els conceptes de gestió industrial. Des del reg aprofitat i incrementador de rendiment als camps, fins a l'assegurament de qualitat en la producció d'obra i l'assignació científica dels recursos hídrics, aquest sistema, basat en la mesura precisa, supera els punts dolents de la gestió tradicional de líquids: «mesura difícil, control poc precís i rastreabilitat deficient». Amb un control intel·ligent com a nucli, redueix la intensitat de l'operació manual i millora l'eficiència de la gestió productiva. Gràcies al registre de dades, proporciona una base fiable per al desenvolupament refinat i normalitzat del sector. A mesura que s'acelera la modernització agrícola, els escenaris d'aplicació d'aquest equipament es podran ampliar encara més. Sigui en la gestió integrada d'aigua i fertilitzants en l'agricultura de coves o en la dosificació precisa de ingredients en el processament profund dels productes agrícoles, el seu suport tecnològic és imprescindible. En el futur, amb la millora de la intel·ligència de l'equipament, la sinergia entre els tres elements serà encara més estreta, injeccionant un impuls més fort al desenvolupament de qualitat de l'agricultura moderna i contribuint a assolir múltiples objectius: major eficiència agrícola, augment dels ingressos dels agricultors i protecció del medi ambient.