Væskeflowmålere – Anvendelser inden for landbrug og fødevareforarbejdning

Abstrakt : I lyset af den forfinede udvikling af landbrugs- og fødevareforarbejdningsindustrierne er det samlede system bestående af turbinstrømningsmålere, elektromagnetiske strømningsmålere, ultralydsmålere, kvantitative styreboxe og dataloggere blevet en kernekomponent til at forbedre effektiviteten i væskehåndtering. Denne artikel fokuserer på karakteristika for disse tre typer strømningsmålere og beskriver systemets anvendelsesværdi i optimering af arbejdsprocesser, ressourcebesparelser og kvalitetssikring inden for tre hovedscenarier: landbrugsbevanding, landbrugsforarbejdning og vandressourcestyring. Desuden illustreres dets rolle i fremme af industriens intelligente opgradering.

Nøgleord : turbinstrømningsmåler; elektromagnetisk strømningsmåler; ultralydsstrømningsmåler; kvantitativ styrebox; datalogger; landbrugsanvendelse

I forbindelse med forbedring af landbrugsproduktion og fødevareforarbejdning er "måle-styrings-optagelses"-systemet, sammensat af væskestrømsmålere, kvantitative styreboxe og dataoptagere, blevet kerneudstyr til at forbedre ressourceudnyttelsen og produktkvaliteten. Disse tre typer udstyr fungerer ikke uafhængigt, men danner en tæt integreret teknologisk kreds: væskestrømsmåleren fungerer som "følespidsen", der gør det muligt at registrere forskellige væskestrømme i realtid; den kvantitative styrebox fungerer som "udførelsescentret", der automatisk regulerer væsketilførslen ud fra forudindstillede parametre; og dataoptageren fungerer som "hukommelsesbæren", der fuldstændigt gemmer data fra hele processen og derved skaber grundlag for efterfølgende analyse og optimering. Den koordinerede drift af disse tre komponenter løser grundlæggende problemet omkring den traditionelle omfattende "erfaringbaserede drift" i landbruget og lægger et solidt datagrundlag for intelligent styring i branchen. Anvendelsesscenarierne har bredt dækket nøgleområder såsom landbrugsirrigation, vandressourcestyring og fødevareforarbejdning og er blevet en vigtig teknologisk støtte for at fremme sektorens opgradering.

Landbrugsirrigation: Teknologisk support fra flodirrigation til præcisionsdråbeirrigation

Valg og tilpasning af flowmålere: matchning af egenskaberne for vandkilder til irrigation

Landbrugsberegning er det kerneanvendelsesscenarie for væskestrømningsmålere og relateret udstyr. Kombinationen af disse tre komponenter har fuldstændigt ændret det traditionelle beregningsstyringsmodel "at vande efter vejret og styre mængden på følelse", og har derved skabt en pålidelig teknologisk vej for vandbesparende landbrug. I projekterne med "dobbelt kontrol af brønd og strøm", som bredt er udbredt i Hebei, Shandong og andre steder, er turbinstrømningsmålere, ultralydsmålere og elektromagnetiske strømningsmålere blevet systemets "øjne". Elektromagnetiske strømningsmålere, med deres fordele ved enkel konstruktion og stor modstandsevne over for urenheder, er velegnede til beregningsvandkilder, der indeholder en lille mængde sediment; ultralydsmålere undgår fejl forårsaget af rørforslitage takket være deres kontaktløse målemetode. Begge typer kan indsamle data om beregningsvandstrøm i realtid og præcist overføre dem til kvantitativ styreenhed via impulssignaler. Landmænd kan betjene systemet meget nemt. De skal blot indstille den ønskede beregningsmængde på styreenhedens berøringspanel eller starte systemet ved at svipe med et IC-kort, hvorefter udstyret kører automatisk. Når strømningsdata når den forudindstillede værdi, sender styreenheden øjeblikkeligt en kommando til automatisk at slukke for vandpumpen eller magnetventilen. Hele processen kræver ingen manuel indgriben, hvilket undgår spild af vand på grund af overberegning og forhindrer afgrøders vækst i at blive påvirket af utilstrækkelig beregning. I majområderne i Dezhou, Shandong, har anvendelsen af dette system reduceret fænomenet med "lækage" i traditionel beregning med 80 % og markant forbedret beregningseffektiviteten.

Dataoptagelse muliggør videnskabelig beslutningstagning om bevanding

Dataloggeren fungerer som en 'usynlig vogter' i denne proces, med en lagerkapacitet på titusindvis af dataoplysninger og strømbrudsbeskyttelse for at sikre, at data ikke går tabt ved strømafbrydelse. Den registrerer ikke kun synkront kerneoplysninger såsom flowhastighed, varighed samt start- og stop-tidspunkter for hver enkelt bevanding, men kobler sig også til fugtighedssensorer i jorden for at danne en komplet 'bevanding-jordfugtighed'-kurve ved at kombinere fugtighedsdata fra forskellige jorddybder. Efter implementering af systemet i hvedemarkeder i Weibei, Shaanxi, analyserede landmændene de eksporterede data fra loggeren for nøjagtigt at forstå hvedens vandbehov i nøglefaser som stikling og kornmodning. Dette gjorde det muligt for dem at justere bevandingstidspunkt og -mængde videnskabeligt, hvilket reducerede vandforbruget pr. mu (en kinesisk arealenhed svarende til ca. 0,067 hektar) fra det traditionelle niveau på 300 kubikmeter til 220 kubikmeter, svarende til en vandspareeffekt på 27 %. Samtidig øgedes tusindkornvægten af hvede med 5 %, og udbyttet pr. mu steg med næsten 100 jin (en kinesisk vægtsenhed svarende til ca. 50 kg). Desuden understøtter dataloggeren daglige og månedlige datarapporter, hvilket lettes organisation og arkivering af data for landmændene. Den yder også detaljerede primære data til rådighed for landbrugsteknikere, der udfører markforsøg og udvikler regionale bevandingsplaner, og fremmer derved en overgang i bevandingsstyringen fra 'erfaringstyret' til 'datadrevet'.

Landbrugsbearbejdning: En "målebar linje af forsvar" for at sikre stabil kvalitet.

Fødevarebearbejdning: Effektiv koordination mellem strømningsmålere og styrebokse

Inden for fødevareforarbejdning og landbrugsfarmaceutisk formulering påvirker væskeafmåling direkte produktkvalitet og produktionseffektivitet. Den synergetiske anvendelse af disse tre teknologier skaber en "afmålingsforsvarslinje", der sikrer stabil kvalitet. På anlæg til fyldning af spiselig olie er turbinstrømningsmålere med deres høje gentagelighed blevet kerneudstyr til overvågning af oliestrømmen. Den kvantitative kontrolboks er udstyret med avanceret trinvist styring via store og små ventiler. I begyndelsen af fyldningsprocessen åbnes den store ventil for hurtig påfyldning; når strømmen nærmer sig det forudindstillede værdi, skiftes der automatisk til den lille ventil for langsom efterfyldning, hvilket effektivt undgår afmålingsfejl forårsaget af væskestød og strengt kontrollerer fyldningsfejlen for 5L-flasker med jordnøddesololie inden for branchens højkvalitetsstandarder. Når den samlede strøm når den indstillede værdi, udløser kontrolboksen øjeblikkeligt et signal for lukning af ventilen. Hele processens responstid er under 0,1 sekund, hvilket sikrer, at nettoindholdet i hver flaske opfylder kravene, samtidig med undgåelse af råvaretab. Hos et stort anlæg for spiselig olie i Shandong faldt råvaretabet for en enkelt produktionslinje fra 1,2 % til 0,3 % efter systemets indførelse, hvilket reducerede tabet med over 100 ton årligt.

Forberedelse af landbrugsgift: De unikke fordele ved elektromagnetiske flowmålere

Formuleringen af landbrugspesticider kræver strenge metrologiske standarder. Afvigelser i dosis påvirker ikke kun effekten mod skadedyr og sygdomme, men kan også føre til for høje pesticidrester eller miljøforurening. I dette scenarie demonstrerer elektromagnetiske flowmålere unikke fordele. Basert på Faradays lov om elektromagnetisk induktion er de uafhængige af faktorer såsom pesticidens viskositet og temperatur og kan stabil måle pesticidopløsninger, der indeholder suspenderede partikler. Den kvantitative kontrolboks justerer automatisk flowforholdet for hver komponentopløsning ved hjælp af forudindstillede formelparametre og sikrer derved konstant koncentration ved hver formulering. Dataloggeren registrerer detaljerede oplysninger for hver formulering, herunder brug af råmaterialer, blandingstid og omgivelsestemperatur, og genererer et unikt batchnummer. Operatører kan hurtigt spore formuleringen af hver pesticidbatch ved hjælp af dette nummer. Denne 'tre-folds-garanti'-model har efter anvendelse på grøntsagsdyrkningsskær i Henan øget udnyttelsen af pesticider med 15 % samt kvalitetsacceptraten for prøver af pesticidrester i landbrugsprodukter produkter har forblevet 100 % kontinuerligt. Ved produktionen af krydderier såsom sojasauce og eddike spiller kombinationen af flowmåler og styreenhed også en vigtig rolle. Ved nøjagtigt at regulere strømningshastigheden af råmaterialer såsom fermentationsvæske og saltlage sikres stabilitet i produktets smag, effektiviteten forbedres med 40 % sammenlignet med traditionelle manuelle styringsmetoder, og batchforkastelse forårsaget af menneskelige fejl reduceres.

Vandressourcestyring: et "datahub" for opnåelse af videnskabelig allokering.

Styring af fjernliggende bevandingområder: det praktiske værdi af ultralydsgennemstrømningsmålere

I forvaltningen af landbrugsvandressourcer er kombinationen af væskestrømningsmålere, kvantitative styreboxe og databaggrundsskriverne blevet "datahubben", som vandafdelingerne bruger til at opnå videnskabelig planlægning, og som spiller en uerstattelig rolle, især i forvaltningen af vandressourcer i fjernliggende bevandingområder. I nogle bevandingområder i Xinjiang og Indre Mongoliet er det på grund af det store areal og de spredte landmænd vanskeligt at anvende traditionel manuel aflæsning, hvilket medfører problemer som unøjagtige målinger og manglende tilsyn. Nu har kombinationen af ultralydstrømningsmålere og intelligente styreboxe fuldstændig løst dette problem – ultralydstrømningsmåleren installeres ved brøndudløbet uden direkte kontakt med vandstrømmen, hvilket effektivt undgår slitage på udstyret forårsaget af det høje indhold af sand i grundvandet; den intelligente styrebox integrerer funktioner såsom kortbaseret fakturering og fjernbetjening. Landmænd kan starte vandhentning ved at svipe deres personfølsomme IC-kort, strømningsmåleren måler vandforbruget i realtid, styreboxen beregner omkostningerne samtidigt og trækker automatisk beløbet, og systemet udsender en lyd- og lysalarm, når saldoen på kortet er utilstrækkelig; hvis landmanden ikke genoplader tidsmæssigt, stopper pumpe automatisk. Databaggrundsskriveren gemmer i realtid data som tidspunkt, flowhastighed, brugeroplysninger og ændringer i vandstanden for hver vandhentning. Personale fra vandafdelingen kan periodisk besøge stedet for at aflæse dataene med specialiseret udstyr eller indsamle dataene i grupper via det lokale netværk, hvilket fuldstændigt eliminerer besværligheden ved manuel aflæsning.

Datadrevet beslutningstagning: Opnå rationel allokering af vandressourcer

Ved at sammenfatte og analysere dataene fra registratorene for hver enkelt boring, kan administrationsafdelingen nøjagtigt fastslå det samlede landbrugsrelaterede vandforbrug samt hvert enkelt landbrugsbrugers forbrug i regionen, hvilket giver datamæssig støtte til udarbejdelsen af videnskabelige planer for tildeling af vandrettigheder og justering af landbrugsdyrkningstrukturen. Samtidig har systemet også en funktion til overvågning af anomalier. Når der opstår fejl på flowmålere, utætheder i rørledninger eller ulovlig vandtyveri, udløser styreboksen straks et alarmsignal, og dataoptageren registrerer detaljerede oplysninger om ændringer i flowet under den unormale periode, hvilket giver stærkt bevismateriale til fejlfinding og fastlæggelse af ansvar. Efter implementeringen af dette system i Hengshui i provinsen Hebei kunne vandressourceafdelingen ved analyse af optagerdata indføre en politik med "sanktionsgebyr ved overskridelse af kvoter" for områder, hvor der dyrkes afgrøder med højt vandforbrug. Dette førte effektivt landmændene til at justere deres dyrkningstruktur og reducere arealerne med afgrøder med højt vandforbrug. Områdets overudvinding af grundvand faldt med 18 % i forhold til det foregående år, og det lykkedes dermed at nå de planlagte mål for vandanvendelse og sikre bæredygtig anvendelse af vandressourcer.

Sammenfatning og udsigt

Den synergetiske anvendelse af væskestrømningsmålere, kvantitative styreboxe og dataloggere formerer på ny vis væskestyringsmodeller i landbrug og forarbejdning. Værdien ligger ikke kun i den teknologiske effektivitet, men også i at dyrke innovation inden for industristyring. Fra vandbesparende og udbytteforøgende bevanding på marker til kvalitetssikring i værkstedsproduktion og videnskabelig allokering af vandressourcer overvinder dette system – baseret på præcis måling – de traditionelle udfordringer ved væskestyring: »svær måling, grov kontrol og dårlig sporbarhed«. Med intelligent styring som kerne reduceres behovet for manuel indsats og produktionsstyringens effektivitet forbedres. Støttet af dataoptagelse skaber det et pålideligt grundlag for en mere fininddelt og standardiseret udvikling i branchen. Når moderniseringen af landbruget fremskyndes, vil anvendelsesscenarierne for denne type udstyr yderligere udvides. Uanset om det er integreret styring af vand og gødning i anlægslandbrug eller præcis dosering af råvarer ved dybforarbejdning af landbrugsprodukter, er deres teknologiske støtte uvurderlig. I fremtiden vil tættere samspil mellem de tre komponenter, når udstyrets intelligens forbedres, yde endnu større bidrag til højtkvalitetsudviklingen i moderne landbrug og hjælpe med at nå flere mål: øget landbrugseffektivitet, øget indkomst for landmænd og bedre miljøbeskyttelse.