Nestevirtausmittarit – käyttö maataloudessa ja elintarviketeollisuudessa

Abstrakti : Maatalous- ja elintarviketeollisuuden kehittyneessä kehityksessä turbiinivirtausmittareista, sähkömagneettisista virtausmittareista, ultraäänivirtausmittareista, määrällisistä ohjauslaatikoista ja dataloggereista koostuva yhteistyöjärjestelmä on muodostunut keskeiseksi varusteeksi nesteiden hallinnan tehokkuuden parantamisessa. Tässä artikkelissa tarkastellaan näiden kolmen virtausmittaritavan ominaispiirteitä ja käydään läpi tämän järjestelmän sovellusarvoa työprosessien optimoinnissa, resurssien säästössä ja laadun varmistamisessa kolmessa keskeisessä skenaariossa: maatalouden kastelussa, maatalouden prosessoinnissa ja vesivarojen hallinnassa. Artikkeli osoittaa myös sen roolin teollisuuden älykkäässä uudistumisessa.

Avainsanat : turbiinivirtausmittari; sähkömagneettinen virtausmittari; ultraäänivirtausmittari; määrällinen ohjauslaatikko; dataloggeri; maataloussovellus

Maataloustuotannon ja elintarviketeollisuuden jalostamisen yhteydessä nesteiden virtausmittareista, määrällisistä ohjauslaatikoista ja tietolokeista koostuva "mittaus-ohjaus-tallennus"-järjestelmä on muodostunut keskeiseksi varusteeksi resurssien käytön ja tuotteiden laadun parantamisessa. Nämä kolme laitetta eivät toimi itsenäisesti, vaan muodostavat tiiviin teknologisen silmukan: nesteiden virtausmittari toimii "anturipäätteenä", mahdollistaen erilaisten nestevirtausten reaaliaikaisen seurannan; määrällinen ohjauslaatikko toimii "suorituskeskuksena", säätäen automaattisesti nesteen toimitusta esiasetettujen parametrien mukaan; ja tietoloki toimii "muistikantajana", säilyttäen täysin koko prosessin tiedot ja tarjoamalla perustan myöhempää analysointia ja optimointia varten. Näiden kolmen komponentin yhteistoiminta ratkaisee perinteisessä maanviljelyssä esiintyvän laaja-alaisen "kokemukseen perustuvan toiminnan" ongelman ja luo vankan tietoperustan alan älykkääseen hallintaan. Sen sovelluskohteet kattavat syvällisesti keskeisiä osa-alueita, kuten maatalouskastelua, vesivarojen hallintaa ja elintarviketeollisuutta, ja siitä on tullut tärkeä teknologinen tuki teollisuuden uudistumisessa.

Maatalouden kastelu: Teknologinen tuki suvikastelusta tarkkuuskasteikkoon

Virtausmittarin valinta ja sovittaminen: kasteluvähdejen ominaisuuksien yhdistäminen

Maatalouden kastelussa nestevirtamittarien ja niihin liittyvän laitteiston keskeinen käyttökohde. Näiden kolmen komponentin yhdistäminen on täysin muuttanut perinteisen kastelunhallintamallin, jossa toimittiin sään mukaan ja määrä arvioitiin tuntumalla, tarjoamalla luotettavan teknologisen ratkaisun veden säästämiseksi maataloudessa. Han- ja sähköjen ”dual control of well and electricity” -hankkeissa, joita edistetään laajasti Hebeissä, Shandongissa ja muualla, turbiinivirtamittarit, ultraäänivirtamittarit ja magneettiset virtamittarit ovat tulleet kastelujärjestelmän ”silmiksi”. Magneettiset virtamittarit, joilla on etuna yksinkertainen rakenne ja hyvä epäpuhtauksien kestävyys, soveltuvat hyvin sellaisten kastelulähteiden sekoitteisiin, joissa on pieni määrä kiintoainetta; ultraäänivirtamittarit taas, joilla on koskematon mittausominaisuus, välttävät virheet, jotka aiheutuvat putkien kuluminen. Molemmat voivat kerätä kastelun vesivirtausmäärät reaaliajassa ja siirtää tiedot tarkasti kvantitatiiviseen ohjauslaatikkoon pulssisignaalien kautta. Maanviljelijät voivat käyttää järjestelmää erittäin helposti. Heidän tarvitsee vain asettaa tavoitekastelumäärä ohjauslaitteen kosketusnäytölle tai käynnistää järjestelmä vetämällä IC-kortti, jonka jälkeen laitteisto käynnistyy automaattisesti. Kun virtausmäärä saavuttaa ennalta määrätyn arvon, ohjauslaatikko lähettää välittömästi komennon sulkea vesipumppu tai sähkömagneettiventtiili automaattisesti. Koko prosessi ei vaadi ihmisen väliintuloa, mikä estää veden hukkaamisen liiallisen kastelun vuoksi ja estää kasvien kasvun heikkenemisen riittämättömän kastelun takia. Maissin viljelyalueilla Dezhoussa, Shandongissa, tämän järjestelmän käyttöönotto on vähentänyt perinteisen kastelun ”vuotamista" ilmiötä 80 %:lla ja merkittävästi parantanut kastelutehokkuutta.

Tietojen tallennus mahdollistaa tieteellisen kastelun päätöksenteon

Tietoloki toimii tässä prosessissa "näkymättömänä vartijana", ja sillä on tallennuskapasiteetti kymmeniätuhansia tietomerkintöjä sekä virtakatkonestys, jotta tiedot eivät menety sähkökatkon sattuessa. Se ei ainoastaan rekisteröi synkronisesti keskeistä tietoa, kuten kastelun virtausnopeudesta, kestosta ja käynnistys/pysäytysajoista, vaan yhdistyy myös maan kosteussensoreihin muodostaakseen täydellisen "kastelu-maan kosteus" -käyrän eri syvyyksien maan kosteusarvojen yhdistämisen kautta. Kun tämä järjestelmä otettiin käyttöön vehnäviljelyissä Weibei'n alueella Shaanxin maakunnassa, viljelijät analysoivat lokerosta saatua dataa ja pystyivät tarkasti tunnistamaan vehnän vesitarpeet keskeisinä kasvuvaiheina, kuten varsinnousun ja jyvien täyttyessä. Tämä mahdollisti tieteellisen säädön kastelun ajankohdasta ja määrästä, mikä vähensi vedenkulutusta per mu (kiinalainen pinta-alayksikkö, noin 0,067 hehtaaria) perinteisestä 300 kuutiometristä 220 kuutiometriin, saavuttaen 27 %:n säästöasteen. Samanaikaisesti vehnän tuhatjyväpaino kasvoi 5 %:lla ja sadon määrä per mu nousi lähes 100 jin (kiinalainen painoyksikkö, noin 50 kg). Lisäksi tietoloki tukee päivittäisten ja kuukausittaisten raporttien luomista, mikä helpottaa viljelijöiden tietojen järjestämistä ja arkistointia. Se tarjoaa myös maatalousteknikoille yksityiskohtaista ensimmäisen kädentiedettä kenttäkokeiden suorittamiseen ja alueellisten kastelusuunnitelmien laatimiseen, edistäen siirtymistä kastelun hallinnassa "kokemukseen perustuvasta" kohti "datanohjaista".

Maatalouden käsittely: "Laatutason turvaviiva" vakaiden laatuvaatimusten varmistamiseksi.

Eltintuotannon käsittely: Tehokas yhteistyö virtausmittareiden ja ohjauslaatikoiden välillä

Elintarvikkeiden käsittelyn ja maatalouden lääkevalmisteiden formuloinnin aloilla nestemääritys vaikuttaa suoraan tuoteen laatuun ja tuotannon tehokkuuteen. Näiden kolmen teknologian yhteisvaikutus muodostaa "mittauspuolustuslinjan", joka takaa vakion laadun. Syöpäöljyn pullotuksessa turbiinivirtausmittarit, joilla on korkea toistettavuus, ovat tulleet ytimen laitteiksi öljyvirtauksen seurannassa. Määrällinen ohjauslaatikko on varustettu edistyneellä suuren ja pienen venttiilin vaiheittaisella säätötekniikalla. Pullotuksen alussa suuri venttiili avataan nopeaan täyttöön; kun virtaus lähestyy esiasetettua arvoa, se vaihtuu automaattisesti pieneksi venttiiliksi hitaaseen täydennykseen, mikä estää tehokkaasti nesteiskun aiheuttamat mittausvirheet ja rajoittaa tiukasti 5 litran maapähkinäöljypullojen täyttövirheen alan korkean laadun standardiin. Kun kumulatiivinen virtaus saavuttaa asetetun arvon, ohjauslaatikko käynnistää välittömästi venttiilin sulkemissignaalin. Koko prosessin reaktioaika on alle 0,1 sekuntia, mikä varmistaa, että jokaisen pullon netto sisältö täyttää standardin eikä raaka-aineita hukata. Suuressa Shandongin syöpäöljy-yhtiössä järjestelmän käyttöönoton jälkeen yhden tuotantolinjan raaka-aineiden häviöaste laski 1,2 %:sta 0,3 %:iin, vähentäen vuosittaista hävikkiä yli 100 tonnilla.

Maataloushyönteismyrkkyjen valmistus: Elektromagneettisten virtausmittareiden yksilölliset edut

Maataloushyönteismyrkkyjen formuloinnissa vaaditaan tiukkoja mittausstandardeja. Annostuspoikkeamat eivät ainoastaan vaikuta haitta- ja tautien torjunnan tehokkuuteen, vaan voivat myös johtaa liiallisiin hyönteismyrkkyjäännöksiin tai ympäristön saastumiseen. Tässä tilanteessa sähkömagneettiset virtausmittarit osoittavat ainutlaatuisia etuja. Toimien Faradayn sähkömagneettisen induktion lain perusteella ne eivät ole alttiina tekijöille kuten hyönteismyrkyn viskositeetti ja lämpötila, ja ne voivat mitata vakaaasti hyönteismyrkkiliuoksia, jotka sisältävät kiintoaineita. Määrällinen säätölaatikko säätää automaattisesti kunkin komponenttiliuoksen virtausosuutta esiasetettujen formuloimisparametrien avulla, varmistaen johdonmukaisen pitoisuuden jokaisessa formuloinnissa. Tallennuslaite kirjaa yksityiskohtaista tietoa jokaisesta formuloinnista, mukaan lukien raaka-aineiden käyttö, sekoitusaika ja ympäristön lämpötila, luoden yksilöllisen eränumeron. Käyttäjät voivat nopeasti jäljittää kunkin hyönteismyrkkierän formulointiprosessin tämän numeron avulla. Tämä "kolmen takeen" malli on lisännyt hyönteismyrkkyjen käyttöasteen 15 %:lla sovellettaessa sitä vihannesviljelykeskuksiin Henanissa, ja maatalouden hyönteismyrkkyjäännösten otosten hyväksymisprosentti tuotteet on pysynyt jatkuvasti 100 %. Mausteiden, kuten soijakastikkeen ja etikkan, tuotannossa virtausmittarin ja ohjausyksikön yhdistelmällä on myös tärkeä rooli. Tarkalla säädöllä raaka-aineiden, kuten käyhtyneen liuoksen ja suolaliuoksen, virtausnopeudelle varmistetaan tuotteen makuvakaus, tehokkuus paranee 40 % verrattuna perinteisiin manuaalisiin säätömenetelmiin, ja eräjen hukkaaminen ihmisen virheiden vuoksi vähenee.

Vesivarojen hallinta: "tietokeskus" tieteelliseen allokaatioon saavuttamiseksi.

Kaukoina olevien kastelualueiden hallinta: äänilokivirtausmittareiden käytännön arvo

Maatalouden vesivarojen hallinnassa nestevirtausmittareiden, määrällisten ohjauslaatikoiden ja tietolokien yhdistelmä on muodostunut "datakeskukseksi", jonka avulla vesiosastot voivat saavuttaa tieteellisen ajoituksen, ja sillä on korvaamaton rooli erityisesti kauko-ohjattujen kastelualueiden vesienhallinnassa. Joidenkin Xinjiangin ja Sisä-Mongolian kastelualueiden osalta alueen laajuuden ja hajanaisesti asuttujen tilojen vuoksi perinteinen manuaalinen mittarinluku on ollut vaikeaa ja siihen liittyy ongelmia, kuten epätarkka mittaus ja valvonnan puute. Nykyään ääniaaltovirtausmittareiden ja älykkaiden ohjauslaatikoiden yhdistelmä on täysin ratkaissut tämän ongelman – ääniaaltovirtausmittari asennetaan kaivon ulostuloon eikä koske suoraan veden virtaukseen, mikä estää tehokkaasti laitteiston kulumista korkean hiekkapitoisuuden vuoksi kaivovedessä; älykäs ohjauslaatikko sisältää toimintoja, kuten korttipohjaisen laskutuksen ja etäohjauksen. Viljelijät voivat käynnistää vedenottamisen osoittaessaan henkilöllisyytensä vahvistavan IC-kortin, virtausmittari mittaa vedenkulutuksen reaaliajassa, ohjauslaatikko laskee samalla kustannukset ja veloittaa ne automaattisesti, ja järjestelmä antaa kuuloverkko- ja visuaalisen hälytyksen, jos kortin saldo on riittämätön; jos viljelijä ei lataa korttiaan ajoissa, pumppu pysähtyy automaattisesti. Tietoloki tallentaa reaaliajassa tiedot jokaisesta vedenotosta, kuten ajan, virtaaman, käyttäjätiedot ja vedenpinnan muutokset. Vesiosaston työntekijät voivat säännöllisesti käydä paikan päällä lukemassa tiedot erikoislaitteilla tai kerätä tiedot eräajossa lähiverkon kautta, mikä poistaa kokonaan manuaalisen mittarinluvun ikävyyden.

Dataohjattu päätöksenteko: Veden resurssien rationaalinen allokaatio

Yhteenvetoraportointi ja tietojen analysointi kaivojen rekisteröintilaitteista mahdollistavat hallintoviranomaisille alueen kokonaismaatalousvedenkulutuksen sekä yksittäisten maanviljelijöiden vedenkäytön tarkan seurannan, mikä puolestaan tarjoaa tietopohjan tieteellisesti perustelluille vesioikeuksien jakosuunnitelmille ja maatalouden viljelyrakenteiden säätelylle. Samanaikaisesti järjestelmässä on myös poikkeamatarkkailutoiminto. Kun virtaustasoinstrumentti epäonnistuu, putkistossa esiintyy vuotoja tai tapahtuu tahallista vesivarkautta, ohjauslaite laukaisee välittömästi hälytyksen, ja tietojenrekisteröintilaite tallentaa yksityiskohtaista tietoa virtauksen muutoksista poikkeamajakson aikana, mikä tarjoaa vankkaa näyttöä viankorjaukseen ja vastuun määrittämiseen. Hengshuin alueella, Hebein maakunnassa, käynnistettyään tämän järjestelmän, vesivirastot ovat analysoineet rekisteröintilaitteiden tietoja ja toteuttaneet "lisämaksu ylittyneistä kiintiöistä" -politiikan alueilla, joilla viljellään vesikulutukseltaan korkeita kasveja. Tämä on tehokkaasti ohjannut maanviljelijöitä säätämään viljelyrakenteitaan ja vähentämään korkean vedenkulutuksen kasvien viljelyalaa. Alueen pohjaveden liikalaskenta on vähentynyt 18 % edellisvuoteen verrattuna, ja suunniteltu vedenkäyttötavoite on saavutettu menestyksekkäästi, mikä takaa kestävän vedentarjonnan.

Yhteenveto ja tämäkatse

Nesteytetyt nestevirtausmittarit, määrälliset ohjauslaatikot ja tietojenkeruulaitteet muokkaavat nestemäisten aineiden hallintamalleja maataloudessa ja prosessoinnissa. Niiden arvo ei rajoitu teknologiseen tehokkuuteen vaan ulottuu teollisuuden hallintakäsitteiden innovaation edistämiseen. Tarkkaan mittaamiseen perustuva järjestelmä ratkaisee perinteisen nestehallinnan ongelmat: "vaikea mittaus, karkea säätö ja huono jäljitettävyys" – kaiken kaikkiaan säästävämmän ja tuotoskasvattavan kastelun peltojen kautta laadunvarmistukseen tuotantotiloissa ja veden resurssien tieteelliseen allokaatioon. Älykkään ohjauksen ollessa ytimessä, järjestelmä vähentää manuaalisen työn määrää ja parantaa tuotannon hallintatehokkuutta. Tietojen tallennuksen tukemana se tarjoaa luotettavan pohjan toimialan hienojakoiselle ja standardoidulle kehitykselle. Maatalouden modernisoituessa nopeasti, tämän laitteiston sovelluskohteet laajenevat entisestään. Olipa kyse kasvatustilojen integroidusta vesi- ja lannoitehallinnasta tai maataloustuotteiden syväskesta käytävää tarkan annostelusta, heidän tekninen tukensa on korvaamatonta. Tulevaisuudessa laitteiston älykkyyden parantuessa kolmen komponentin synergia tiivistyy entisestään, antaen vahvempaa vauhtia nykyaikaisen maatalouden laadukkaalle kehitykselle ja edistäen useita tavoitteita: maatalouden tehokkuuden kasvu, viljelijöiden tulon nousu ja ympäristönsuojelu.