Μετρητές Υγρής Ροής - Εφαρμογές στη Γεωργία και την Επεξεργασία Τροφίμων

Περίληψη : Στο πλαίσιο της βελτιωμένης ανάπτυξης των γεωργικών και βιομηχανιών επεξεργασίας τροφίμων, το συνεργατικό σύστημα που αποτελείται από μετρητές ροής με τούρμπιν, μαγνητικούς μετρητές ροής, υπέρηχους μετρητές ροής, ποσοτικούς πίνακες ελέγχου και καταγραφείς δεδομένων έχει γίνει ένα βασικό εξοπλισμό για τη βελτίωση της αποδοτικότητας της διαχείρισης υγρών. Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται στα χαρακτηριστικά αυτών των τριών τύπων μετρητών ροής και αναλύει την εφαρμοστική αξία αυτού του συστήματος στη βελτιστοποίηση των εργασιακών διαδικασιών, την εξοικονόμηση πόρων και τη διασφάλιση της ποιότητας σε τρία βασικά σενάρια: γεωργική άρδευση, επεξεργασία γεωργικών προϊόντων και διαχείριση υδατικών πόρων. Επιδεικνύει επίσης τον ρόλο του στην προώθηση της έξυπνης αναβάθμισης του κλάδου.

Λέξεις-Κλειδιά : μετρητής ροής με τούρμπιν· μαγνητικός μετρητής ροής· υπέρηχος μετρητής ροής· ποσοτικός πίνακας ελέγχου· καταγραφέας δεδομένων· γεωργική εφαρμογή

Στη διαδικασία βελτίωσης της αγροτικής παραγωγής και της επεξεργασίας τροφίμων, το σύστημα «μέτρησης-ελέγχου-καταγραφής», που αποτελείται από μετρητές ροής υγρών, ποσοτικούς πίνακες ελέγχου και καταγραφείς δεδομένων, έχει γίνει βασικός εξοπλισμός για τη βελτίωση της χρήσης των πόρων και της ποιότητας των προϊόντων. Αυτοί οι τρεις τύποι εξοπλισμού δεν λειτουργούν ανεξάρτητα, αλλά σχηματίζουν ένα στενά ενοποιημένο τεχνολογικό κύκλωμα: ο μετρητής ροής υγρών δρα ως «αισθητήριος τερματικός», επιτρέποντας την πραγματικού χρόνου καταγραφή διαφόρων παροχών υγρών· ο ποσοτικός πίνακας ελέγχου λειτουργεί ως «κέντρο εκτέλεσης», ρυθμίζοντας αυτόματα την παράδοση υγρών βάσει προκαθορισμένων παραμέτρων· και ο καταγραφέας δεδομένων δρα ως «φορέας μνήμης», διατηρώντας πλήρως τα δεδομένα ολόκληρης της διαδικασίας και παρέχοντας βάση για την επόμενη ανάλυση και βελτιστοποίηση. Η συντονισμένη λειτουργία αυτών των τριών συστατικών επιλύει θεμελιωδώς το πρόβλημα της εκτεταμένης «λειτουργίας με βάση την εμπειρία» στην παραδοσιακή γεωργία και δημιουργεί μια στέρεη δεδομένων βάση για την έξυπνη διαχείριση στον κλάδο. Οι εφαρμογές του έχουν καλύψει εντελώς κρίσιμες πτυχές όπως η αγροτική άρδευση, η διαχείριση υδατικών πόρων και η επεξεργασία τροφίμων, αποτελώντας σημαντική τεχνολογική υποστήριξη για την προώθηση της βιομηχανικής αναβάθμισης.

Γεωργική άρδευση: Τεχνολογική υποστήριξη από την άρδευση με πλημμύρα έως την ακριβή σταγόνα άρδευση

Επιλογή και προσαρμογή μετρητή ροής: αντιστοίχιση των χαρακτηριστικών των πηγών νερού άρδευσης

Η αγροτική άρδευση αποτελεί το βασικό πεδίο εφαρμογής για μετρητές ροής υγρών και σχετικό εξοπλισμό. Ο συνδυασμός αυτών των τριών συστατικών έχει αλλάξει πλήρως το παραδοσιακό μοντέλο διαχείρισης άρδευσης «πότισμα βάσει καιρικών συνθηκών και έλεγχος της ποσότητας με αίσθηση», παρέχοντας μια αξιόπιστη τεχνολογική λύση για την εξοικονόμηση νερού στη γεωργία. Σε έργα «διπλού ελέγχου βάσει πηγαδιού και ηλεκτρικής ενέργειας» που εφαρμόζονται ευρέως σε περιοχές όπως Χεμπέι, Σαντόνγκ κ.ά., οι μετρητές ροής με τούρμπιν, οι υπέρηχοι μετρητές ροής και οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής έχουν γίνει τα «μάτια» του συστήματος άρδευσης. Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής, με πλεονέκτημα την απλή δομή και την υψηλή ανθεκτικότητα σε ακαθαρσίες, είναι κατάλληλοι για πηγές νερού άρδευσης που περιέχουν μικρή ποσότητα ιζημάτων· οι υπέρηχοι μετρητές ροής, λόγω της μέτρησης χωρίς επαφή, αποφεύγουν σφάλματα που προκαλούνται από φθορά των σωληνώσεων. Και οι δύο μπορούν να συλλέγουν σε πραγματικό χρόνο δεδομένα ροής νερού άρδευσης και να τα μεταδίδουν με ακρίβεια στο κιβώτιο ποσοτικού ελέγχου μέσω παλμικών σημάτων. Οι αγρότες μπορούν να χειρίζονται το σύστημα με μεγάλη ευκολία. Αρκεί να ορίσουν τον επιθυμητό όγκο άρδευσης στην οθόνη αφής του κιβωτίου ελέγχου ή να ενεργοποιήσουν το σύστημα σκαρώνοντας μια κάρτα IC, και το εξοπλισμός θα λειτουργήσει αυτόματα. Όταν τα δεδομένα ροής φτάσουν στην προκαθορισμένη τιμή, το κιβώτιο ελέγχου θα εκδώσει αμέσως εντολή για αυτόματο κλείσιμο της αντλίας νερού ή της ηλεκτροβάνας. Ολόκληρη η διαδικασία δεν απαιτεί παρέμβαση από άνθρωπο και αποφεύγει τη σπατάλη νερού λόγω υπερ-άρδευσης, καθώς και την επηρεασμένη ανάπτυξη καλλιεργειών λόγω ελλιπούς άρδευσης. Στις περιοχές καλλιέργειας καλαμποκιού στο Ντέτσου της Σαντόνγκ, η υιοθέτηση αυτού του συστήματος έχει μειώσει το φαινόμενο «διαρροής» στην παραδοσιακή άρδευση κατά 80%, βελτιώνοντας σημαντικά την αποτελεσματικότητα της άρδευσης.

Η Καταγραφή Δεδομένων Επιτρέπει την Επιστημονική Λήψη Αποφάσεων για Άρδευση

Η συσκευή καταγραφής δεδομένων λειτουργεί ως ένας «αόρατος διαχειριστής» σε αυτή τη διαδικασία, με χωρητικότητα αποθήκευσης δεκάδων χιλιάδων καταχωρίσεων δεδομένων και προστασία από διακοπή ρεύματος, διασφαλίζοντας ότι τα δεδομένα δεν χάνονται σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος. Καταγράφει όχι μόνο συγχρόνως βασικά δεδομένα όπως την παροχή, τη διάρκεια και τους χρόνους ενεργοποίησης/απενεργοποίησης κάθε άρδευσης, αλλά συνδέεται επίσης με αισθητήρες υγρασίας εδάφους για να δημιουργήσει μια πλήρη «καμπύλη άρδευσης-υγρασίας εδάφους», συνδυάζοντας δεδομένα υγρασίας σε διαφορετικά βάθη. Μετά την εφαρμογή αυτού του συστήματος σε καλλιέργειες σίτου στη Weibei, Σααν-Σί, οι αγρότες ανέλυσαν τα δεδομένα που εξήχθησαν από τη συσκευή καταγραφής για να κατανοήσουν με ακρίβεια τις ανάγκες σε νερό του σίτου κατά τα κρίσιμα στάδια ανάπτυξης, όπως η ανάπτυξη των βλαστών και η συμπλήρωση των κόκκων. Αυτό τους επέτρεψε να ρυθμίσουν επιστημονικά το χρόνο και τον όγκο της άρδευσης, μειώνοντας την κατανάλωση νερού ανά mu (μια κινεζική μονάδα επιφάνειας, περίπου 0,067 εκτάρια) από τα παραδοσιακά 300 κυβικά μέτρα σε 220 κυβικά μέτρα, επιτυγχάνοντας ποσοστό εξοικονόμησης νερού 27%. Ταυτόχρονα, το βάρος χιλίων κόκκων σίτου αυξήθηκε κατά 5%, ενώ η παραγωγή ανά mu αυξήθηκε κατά σχεδόν 100 jin (μια κινεζική μονάδα βάρους, περίπου 50 kg). Επιπλέον, η συσκευή καταγραφής δεδομένων υποστηρίζει την παραγωγή ημερήσιων και μηνιαίων αναφορών δεδομένων, διευκολύνοντας την οργάνωση και την αρχειοθέτηση δεδομένων για τους αγρότες. Παρέχει επίσης λεπτομερή πρωτογενή δεδομένα στους γεωργικούς τεχνικούς για τη διεξαγωγή πειραμάτων στο πεδίο και την ανάπτυξη περιφερειακών σχεδίων άρδευσης, προωθώντας τη μετάβαση της διαχείρισης άρδευσης από το «βασισμένο στην εμπειρία» στο «βασισμένο στα δεδομένα».

Επεξεργασία γεωργικών προϊόντων: Μια «μέτρηση της γραμμής άμυνας» για τη διασφάλιση σταθερής ποιότητας.

Επεξεργασία τροφίμων: Αποτελεσματικός συντονισμός μεταξύ μετρητών ροής και πινάκων ελέγχου

Στους τομείς της επεξεργασίας τροφίμων και της διαμόρφωσης γεωργικών φαρμακευτικών προϊόντων, η μέτρηση υγρών επηρεάζει άμεσα την ποιότητα του προϊόντος και την αποδοτικότητα παραγωγής. Η συνεργική εφαρμογή αυτών των τριών τεχνολογιών δημιουργεί μια «γραμμή άμυνας μέτρησης» για να εξασφαλιστεί η σταθερή ποιότητα. Στις γραμμές συσκευασίας ελαιόλαδου, οι μετρητές ροής με τύρβινα, λόγω της υψηλής επαναληψιμότητάς τους, έχουν γίνει το βασικό εξοπλισμός για την παρακολούθηση της ροής του ελαίου. Το κουτί ποσοτικού ελέγχου είναι εξοπλισμένο με προηγμένη τεχνολογία βαθμιαίου ελέγχου με μεγάλη και μικρή βαλβίδα. Στο αρχικό στάδιο της συσκευασίας, ανοίγει η μεγάλη βαλβίδα για γρήγορη γέμιση· όταν η ροή πλησιάζει την προκαθορισμένη τιμή, ενεργοποιείται αυτόματα η μικρή βαλβίδα για αργή συμπλήρωση, αποφεύγοντας αποτελεσματικά τα σφάλματα μέτρησης που προκαλούνται από την πίεση του υγρού και ελέγχοντας αυστηρά το σφάλμα γέμισης των 5L φιαλών με ελαιόλαδο καρύδας εντός των υψηλών προτύπων ποιότητας της βιομηχανίας. Όταν η συσσωρευμένη ροή φτάσει στην προκαθορισμένη τιμή, το κουτί ελέγχου προκαλεί αμέσως σήμα κλεισίματος της βαλβίδας. Ο συνολικός χρόνος αντίδρασης της διαδικασίας είναι μικρότερος του 0,1 δευτερολέπτου, διασφαλίζοντας ότι το καθαρό περιεχόμενο κάθε φιάλης πληροί τα πρότυπα, ταυτόχρονα αποφεύγοντας τη σπατάλη πρώτων υλών. Σε μια μεγάλη εταιρεία ελαιόλαδου στο Shandong, μετά την εφαρμογή αυτού του συστήματος, το ποσοστό απωλειών πρώτων υλών σε μία μόνο γραμμή παραγωγής μειώθηκε από 1,2% σε 0,3%, μειώνοντας τις απώλειες κατά περισσότερο από 100 τόνους ετησίως.

Παρασκεύασμα για φυτοφάρμακα: Οι μοναδικά πλεονεκτήματα των μαγνητικών ροόμετρων

Η διαμόρφωση γεωργικών εντομοκτόνων απαιτεί αυστηρά μετρολογικά πρότυπα. Οι αποκλίσεις στη δοσολογία επηρεάζουν όχι μόνο την αποτελεσματικότητα ελέγχου εντόμων και ασθενειών, αλλά μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε υπερβολικα κατάλοιπα εντομοκτόνων ή σε ρύπανση του περιβάλλοντος. Σε αυτό το πλαίσιο, οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές παροχής παρουσιάζουν μοναδικά πλεονεκτήματα. Λειτουργώντας βάσει του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, δεν επηρεάζονται από παράγοντες όπως η ιξώδης συνάρτηση και η θερμοκρασία των εντομοκτόνων, και μπορούν να μετρούν σταθερά διαλύματα εντομοκτόνων που περιέχουν αιωρούμενα σωματίδια. Το κιβώτιο ποσοτικού ελέγχου ρυθμίζει αυτόματα το λόγο παροχής κάθε συστατικού διαλύματος χρησιμοποιώντας προκαθορισμένες παραμέτρους φόρμουλας, εξασφαλίζοντας σταθερή συγκέντρωση σε κάθε διαμόρφωση. Η συσκευή καταγραφής δεδομένων αποθηκεύει λεπτομερή στοιχεία για κάθε διαμόρφωση, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης πρώτων υλών, του χρόνου ανάμειξης και της θερμοκρασίας περιβάλλοντος, δημιουργώντας έναν μοναδικό αριθμό παρτίδας. Οι χειριστές μπορούν να εντοπίσουν γρήγορα τη διαδικασία διαμόρφωσης κάθε παρτίδας εντομοκτόνων χρησιμοποιώντας αυτόν τον αριθμό. Αυτό το μοντέλο «τριπλής εγγύησης», αφού εφαρμόστηκε σε βάσεις καλλιέργειας λαχανικών στο Χενάν, αύξησε τη χρήση εντομοκτόνων κατά 15%, ενώ ο βαθμός επιτυχίας στη δειγματοληψία καταλοίπων εντομοκτόνων στα γεωργικά προϊόντα παρέμεινε σταθερά στο 100%. Στην παραγωγή καρυκευμάτων όπως το σάλτσα σόγιας και το ξύδι, ο συνδυασμός μετρητή ροής και πίνακα ελέγχου διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο. Με τον ακριβή έλεγχο της παροχής πρώτων υλών όπως του υγρού ζύμωσης και του αλμυρού νερού, εξασφαλίζεται η σταθερότητα της γεύσης του προϊόντος, η απόδοση βελτιώνεται κατά 40% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους χειροκίνητου ελέγχου και μειώνεται η απόρριψη παρτίδων λόγω ανθρώπινου σφάλματος.

Διαχείριση υδατικών πόρων: ένα «κέντρο δεδομένων» για την επίτευξη επιστημονικής κατανομής.

Διαχείριση απομακρυσμένων περιοχών άρδευσης: Η πρακτική αξία των υπερηχητικών μετρητών ροής

Στη διαχείριση γεωργικών υδατικών πόρων, ο συνδυασμός μετρητών υγρής ροής, πλαισίων ποσοτικού ελέγχου και καταγραφέων δεδομένων έχει γίνει το «κέντρο δεδομένων» για τα υδραυλικά τμήματα προκειμένου να επιτευχθεί επιστημονικός προγραμματισμός, διαδραματίζοντας αναντικατάστατο ρόλο, ειδικά στη διαχείριση υδατικών πόρων σε απομακρυσμένες περιοχές άρδευσης. Σε ορισμένες περιοχές άρδευσης της Σιντζιάνγκ και της Εσωτερικής Μογγολίας, λόγω της τεράστιας έκτασης και των διάσπαρτων αγροτών, η παραδοσιακή διαχείριση μέτρησης με χειροκίνητο τρόπο είναι δύσκολη και αντιμετωπίζει προβλήματα όπως ανακριβής μέτρηση και έλλειψη εποπτείας. Τώρα, ο συνδυασμός υπερηχητικών μετρητών ροής και έξυπνων πλαισίων ελέγχου έχει λύσει πλήρως αυτό το πρόβλημα — ο υπερηχητικός μετρητής εγκαθίσταται στην έξοδο της γεώτρησης, χωρίς να έρχεται σε άμεση επαφή με τη ροή του νερού, αποφεύγοντας αποτελεσματικά τη φθορά του εξοπλισμού που προκαλείται από το υψηλό περιεχόμενο άμμου στο νερό της γεώτρησης· το έξυπνο πλαίσιο ελέγχου ενσωματώνει λειτουργίες όπως χρέωση με κάρτα και απομακρυσμένο έλεγχο. Οι αγρότες μπορούν να ενεργοποιήσουν τη λήψη νερού σκαρώνοντας τις προσωποποιημένες κάρτες IC, ο μετρητής ροής μετράει σε πραγματικό χρόνο την κατανάλωση νερού, το πλαίσιο ελέγχου υπολογίζει ταυτόχρονα το κόστος και το αφαιρεί αυτόματα, ενώ το σύστημα εκπέμπει οπτική και ηχητική ειδοποίηση όταν το υπόλοιπο της κάρτας είναι ανεπαρκές· αν ο αγρότης δεν επαναφορτίσει εγκαίρως, η αντλία θα σταματήσει αυτόματα. Ο καταγραφέας δεδομένων αποθηκεύει δεδομένα όπως ο χρόνος, η παροχή, οι πληροφορίες χρήστη και οι μεταβολές στάθμης νερού για κάθε λήψη νερού σε πραγματικό χρόνο. Το προσωπικό του υδραυλικού τμήματος μπορεί να επισκέπτεται περιοδικά τον τόπο για να διαβάζει τα δεδομένα με ειδικό εξοπλισμό ή να συλλέγει δεδομένα μαζικά μέσω του τοπικού δικτύου, εξαλείφοντας πλήρως την επιπόλαιη φύση της χειροκίνητης μέτρησης.

Λήψη Αποφάσεων με Βάση τα Δεδομένα: Επίτευξη Ορθολογικής Κατανομής των Υδατικών Πόρων

Με τη συγκέντρωση και ανάλυση των δεδομένων από τους καταγραφείς κάθε γεώτρησης, η διοίκηση μπορεί να κατανοήσει με ακρίβεια τη συνολική κατανάλωση νερού στη γεωργία καθώς και την κατανάλωση νερού ανά αγρότη στην περιοχή, παρέχοντας υποστήριξη δεδομένων για τη διαμόρφωση επιστημονικών σχεδίων κατανομής δικαιωμάτων χρήσης νερού και την προσαρμογή των γεωργικών δομών φύτευσης. Ταυτόχρονα, το σύστημα διαθέτει επίσης λειτουργία παρακολούθησης ανωμαλιών. Όταν παρουσιαστούν βλάβες στο μετρητή ροής, διαρροές στον αγωγό ή παράνομη υδροληψία, το κουτί ελέγχου ενεργοποιεί αμέσως σήμα συναγερμού, ενώ ο καταγραφέας δεδομένων αποθηκεύει λεπτομερή στοιχεία για τις μεταβολές ροής κατά τη διάρκεια της ανώμαλης περιόδου, παρέχοντας ισχυρές αποδείξεις για την ανίχνευση βλαβών και τον καθορισμό ευθυνών. Μετά την εφαρμογή του συστήματος στην Χενγκσούι, στην επαρχία Χεμπέι, η υπηρεσία διαχείρισης υδατικών πόρων, μέσω της ανάλυσης των δεδομένων των καταγραφέων, εφάρμοσε μια πολιτική «επιπλέον χρέωσης για υπέρβαση των ποσοστώσεων» σε περιοχές που καλλιεργούν φυτά υψηλής κατανάλωσης νερού. Αυτό κατεύθυνε αποτελεσματικά τους αγρότες να προσαρμόσουν τις δομές φύτευσής τους, μειώνοντας την έκταση φύτευσης φυτών υψηλής κατανάλωσης νερού. Η υπερεκμετάλλευση υπόγειων υδάτων στην περιοχή μειώθηκε κατά 18% σε σύγκριση με τον προηγούμενο χρόνο, επιτυγχάνοντας με επιτυχία τον σχεδιασμένο στόχο χρήσης νερού και παρέχοντας στέρεη εγγύηση για τη βιώσιμη χρήση των υδατικών πόρων.

Περίληψη και προοπτικές

Η συνεργική εφαρμογή μετρητών ροής υγρών, ποσοτικών πινάκων ελέγχου και καταγραφέων δεδομένων αναδιαμορφώνει τα μοντέλα διαχείρισης υγρών στη γεωργία και την επεξεργασία. Η αξία της έγκειται όχι μόνο στην τεχνολογική της απόδοση, αλλά και στην προώθηση καινοτομιών στις έννοιες διαχείρισης της βιομηχανίας. Από την άρδευση που εξοικονομεί νερό και αυξάνει την παραγωγή στα χωράφια, μέχρι τη διασφάλιση ποιότητας στην παραγωγή στα εργαστήρια και την επιστημονική κατανομή των υδατικών πόρων, αυτό το σύστημα, με βάση την ακριβή μέτρηση, ξεπερνά τα προβλήματα της παραδοσιακής διαχείρισης υγρών: «δύσκολη μέτρηση, χονδρικός έλεγχος και κακή επαναφορά». Με τον έξυπνο έλεγχο ως πυρήνα, μειώνει την ένταση της χειροκίνητης λειτουργίας και βελτιώνει την αποδοτικότητα της διαχείρισης παραγωγής. Με την υποστήριξη της καταγραφής δεδομένων, παρέχει αξιόπιστη βάση για τη λεπτομερή και τυποποιημένη ανάπτυξη της βιομηχανίας. Καθώς επιταχύνεται η γεωργική εκσυγχρονισμός, τα σενάρια εφαρμογής αυτού του εξοπλισμού θα επεκταθούν περαιτέρω. Είτε πρόκειται για ενοποιημένη διαχείριση νερού και λιπασμάτων στην εντατική γεωργία, είτε για ακριβή αναλογία συστατικών στην εμβάθυνση επεξεργασίας γεωργικών προϊόντων, η τεχνολογική τους υποστήριξη είναι αναπόσπαστη. Στο μέλλον, με τη βελτίωση της εξυπνάδας του εξοπλισμού, η συνέργεια μεταξύ των τριών θα γίνει ακόμη στενότερη, προσφέροντας ισχυρότερη ώθηση στην ανάπτυξη υψηλής ποιότητας της σύγχρονης γεωργίας και συμβάλλοντας στην επίτευξη πολλαπλών στόχων: αύξηση της αγροτικής αποδοτικότητας, αύξηση του εισοδήματος των αγροτών και προστασία του περιβάλλοντος.