Folyadékáramlásmérők - Alkalmazások a mezőgazdaságban és az élelmiszer-feldolgozásban

Absztrakt : A mezőgazdasági és élelmiszer-feldolgozó iparágak fejlett kialakulása során a turbinás áramlásmérőkből, elektromágneses áramlásmérőkből, ultrahangos áramlásmérőkből, mennyiségszabályozó dobozokból és adatrögzítőkből álló integrált rendszer a folyadékkezelés hatékonyságának javításában kulcsfontosságú berendezéssé vált. Ez a cikk kitér e háromféle áramlásmérő jellemzőire, és részletesen bemutatja a rendszer alkalmazási értékét a munkafolyamatok optimalizálásában, az erőforrások takarékosabb felhasználásában és a minőség biztosításában három fő területen: mezőgazdasági öntözés, mezőgazdasági feldolgozás és vízforrás-gazdálkodás. Ezenkívül bemutatja a szerepét az ipar intelligens szintre emelkedésének elősegítésében.

Kulcsszavak : turbinás áramlásmérő; elektromágneses áramlásmérő; ultrahangos áramlásmérő; mennyiségszabályozó doboz; adatrögzítő; mezőgazdasági alkalmazás

A mezőgazdasági termelés és az élelmiszer-feldolgozás finomítása során a folyadékáram-mérőkből, mennyiségi szabályozódobozokból és adatrögzítőkből álló „mérés-vezérlés-rögzítés” rendszer az erőforrások felhasználásának és a termékminőség javításának alapvető berendezésévé vált. Ez a háromféle eszköz nem függetlenül működik, hanem szorosan összekapcsolt technológiai környezetet alkot: a folyadékáram-mérő mint „érzékelő végpont” képes különféle folyadékáramlások valós idejű rögzítésére; a mennyiségi szabályozódoboz mint „végrehajtó központ” az előre beállított paraméterek alapján automatikusan szabályozza a folyadék szállítását; az adatrögzítő pedig mint „emlékeztető hordozó” teljes egészében megőrzi az egész folyamat adatait, és alapot biztosít a későbbi elemzésekhez és optimalizáláshoz. A három komponens összehangolt működése alapvetően megoldja a hagyományos gazdálkodásban jellemző extenzív, „tapasztalatalapú üzemeltetés” problémáját, és szilárd adatalapot teremt az iparág intelligens menedzsmentjéhez. Alkalmazási területei mélyen áthatják a mezőgazdasági öntözést, a vízforrás-kezelést és az élelmiszer-feldolgozást, fontos technológiai támogatásként szolgálva az iparág fejlesztésének előmozdításában.

Mezőgazdasági öntözés: Technológiai támogatás az árasztóöntözéstől a precíziós csepegtető öntözésig

Áramlásmérő kiválasztása és alkalmazkodása: az öntözővíz forrásainak jellemzőihez igazítva

A mezőgazdasági öntözés a folyadékáramlás-mérők és kapcsolódó berendezések legfontosabb alkalmazási területe. E három komponens együttese teljesen megváltoztatta a hagyományos, „időjárás alapján történő öntözés és mennyiség szabályozása érzésre” elnevezésű öntözési kezelési módot, megbízható technológiai utat kínálva a víztakarékos mezőgazdaság számára. A Hebei, Shandong és más területeken széles körben elterjedt „kutak és áramfelhasználás kétszintű szabályozása” projektekben a turbinás áramlásmérők, ultrahangos áramlásmérők és elektromágneses áramlásmérők az öntözőrendszer „szemeivé” váltak. Az elektromágneses áramlásmérők egyszerű felépítésükkel és nagy szennyeződés-ellenállással rendelkeznek, így kis mennyiségű üledéket tartalmazó öntözővízforrásokhoz ideálisak; az ultrahangos áramlásmérők érintésmentes mérési jellemzőikkel kiküszöbölik a csőkopásból adódó hibákat. Mindkét típus valós időben gyűjti az öntözővíz-áramlási adatokat, és pontosan továbbítja azokat impulzusjelek formájában a mennyiségi szabályozó dobozba. A gazdálkodók nagyon kényelmesen kezelhetik az irányítási rendszert: csak be kell állítaniuk a célöntözési mennyiséget az irányítódoboz érintőkijelzőjén, vagy indíthatják a rendszert IC-kártya beolvasásával, ezután a berendezés automatikusan működik. Amikor az áramlási adat eléri az előre beállított értéket, az irányítódoboz azonnal parancsot ad a szivattyú vagy elektromágneses szelep automatikus leállítására. Az egész folyamat során nincs szükség semmilyen kézi beavatkozásra, így elkerülhető a túlöntözésből eredő vízpazarlás, valamint a hiányos öntözésből adódó növényfejlődési problémák. Shandong Dezhou-i kukoricatermesztő területein ennek a rendszernek a bevezetése az öntözési veszteségeket („szivárgást”) a hagyományos öntözéshez képest 80%-kal csökkentette, és jelentősen javította az öntözés hatékonyságát.

Az adatrögzítés lehetővé teszi a tudományos öntözési döntéshozatalt

Az adatrögzítő mint "láthatatlan gondnok" működik e folyamatban, több tízezer adatbejegyzés tárolására alkalmas memóriával és áramkimaradás elleni védelemmel, így biztosítva az adatok elvesztésének megelőzését áramszünet esetén. Nemcsak szinkron módon rögzíti az egyes öntözések térfogatáramát, időtartamát, valamint indítási és leállítási idejét, hanem kapcsolódik a talajnedvesség-érzékelőkhöz is, hogy különböző mélységekben mért talajnedvesség-adatok kombinálásával teljes „öntözés-talajnedvesség” görbét alkossanak. Miután ezt a rendszert bevezették Vupej búzatermesztési területein Sennan tartományban, a gazdák elemezték az adatrögzítőből exportált adatokat, így pontosan meg tudták határozni a búza vízigényét a fontos növekedési szakaszokban, például a szárkifejlődés és a magérés idején. Ez lehetővé tette számukra, hogy tudományos alapon módosítsák az öntözés időzítését és mennyiségét, csökkentve az egységnyi mu (egy kínai területegység, kb. 0,067 hektár) vízfogyasztását hagyományos 300 köbméterről 220 köbméterre, így 27%-os vízmegtakarítást értek el. Ugyanakkor a búza ezermag tömege 5%-kal nőtt, a terméshektáronkénti hozama pedig közel 100 cinggel (egy kínai tömegegység, kb. 50 kg) emelkedett. Ezen felül az adatrögzítő támogatja a napi és havi adatjelentéseket, megkönnyítve a gazdák számára az adatok rendszerezését és archiválását. Részletes első kézből származó adatokat biztosít továbbá mezőgazdasági szakembereknek, akik mezőgazdasági kísérleteket végezhetnek és régiós öntözési terveket dolgozhatnak ki, elősegítve az öntözés irányításának átalakulását a korábbi „tapasztalatalapú” megközelítésről a „adatalapú” irányításra.

Mezőgazdasági feldolgozás: „Mérési védelmi vonal” a stabil minőség biztosításához.

Élelmiszer-feldolgozás: Hatékony koordináció az áramlásmérők és vezérlődobozok között

Az élelmiszer-feldolgozás és az agrár-gyógyszerkészítmények területén a folyadékmennyiség-mérés közvetlenül befolyásolja a termékminőséget és a gyártási hatékonyságot. E három technológia szinergikus alkalmazása egy „mérési védelmi vonalat” hoz létre a minőség stabilitásának biztosításához. A növényolajos palackozó sorokban a turbinás áramlásmérők magas ismételhetősége miatt váltak az olajáramlás figyelésének alapvető eszközeivé. A mennyiségi szabályozó doboz fejlett, nagy és kis szelep egymást követő szabályozási technológiával van felszerelve. A palackozás kezdeti szakaszában a nagy szelep nyílik meg a gyors töltéshez; amikor az áramlás eléri az előre beállított értéket, automatikusan átvált a kis szelepre lassú utántöltés céljából, ezzel hatékonyan elkerülve a folyadékcsapódásból adódó mérési hibákat, és szigorúan korlátozva a 5 literes földimogyoróolajos palackok töltési hibáját az iparág magas minőségi szabványain belül. Amikor a kumulatív áramlás eléri a beállított értéket, a szabályozó doboz azonnal aktivál egy szelepszárító jelet. Az egész folyamat válaszideje kevesebb, mint 0,1 másodperc, így biztosítva, hogy minden palack nettó töltetmennyisége megfeleljen az előírásoknak, miközben elkerüli az alapanyag-pazarlást. Egy nagy növényolajgyártó cég Selyemút megyében azt tapasztalta, hogy a rendszer üzembe helyezése után az alapanyag-veszteség aránya egyetlen gyártósoron 1,2%-ról 0,3%-ra csökkent, évente több mint 100 tonna anyagmegtakarítást eredményezve.

Növényvédőszer előállítása mezőgazdaságban: Az elektromágneses áramlásmérők egyedi előnyei

A mezőgazdasági növényvédő szerek összetételének kidolgozása szigorú metrológiai szabványokat igényel. Az adagolási eltérések nemcsak a kártevők és betegségek elleni védekezés hatékonyságát érintik, hanem túlzott növényvédő szer-maradékot vagy környezetszennyezést is okozhatnak. Ebben a helyzetben az elektromágneses áramlásmérők különleges előnyökkel rendelkeznek. Faraday elektromágneses indukciós törvényén alapuló működésük miatt nem befolyásolják őket olyan tényezők, mint a növényvédő szer viszkozitása és hőmérséklete, így stabilan képesek mérni szuszpendált részecskéket tartalmazó növényvédő oldatokat. A mennyiségi szabályozó egység automatikusan beállítja az egyes komponensoldatok áramlási arányát az előre beállított formulaparaméterek alapján, biztosítva ezzel az egyes keverékek koncentrációjának állandóságát. Az adatrögzítő részletes adatokat rögzít minden egyes keverésről, beleértve a nyersanyag-felhasználást, a keverés idejét és a környezeti hőmérsékletet, valamint generál egy egyedi gyártási tételszámot. A munkavállalók ezzel a számmal gyorsan visszakövethetik az egyes növényvédő szer-tételek előállítási folyamatát. Ez a „háromszoros garancia” modell, miután alkalmazták zöldségtermesztő bázisokon Henan területén, 15 százalékkal növelte a növényvédő szerek felhasználásának hatékonyságát, valamint javította a mezőgazdasági termékek folyamatosan 100% maradt. Fűszerek, például szójaszósz és ecet gyártása során a térfogatáram-mérő és vezérlődoboz kombinációja szintén fontos szerepet játszik. Az erjedt folyadék és sós léhez hasonló nyersanyagok pontos áramlási sebességének szabályozásával biztosítja a termék ízének stabilitását, 40%-kal növeli a hatékonyságot a hagyományos kézi szabályozási módszerekhez képest, és csökkenti az emberi hiba miatti selejtezést.

Vízerőforrás-gazdálkodás: egy „adatközpont” a tudományos elosztás elérése érdekében.

Távoli öntözési területek kezelése: az ultrahangos áramlásmérők gyakorlati értéke

A mezőgazdasági vízforrás-gazdálkodásban a folyadékáram-mérők, mennyiségi vezérlődobozok és adatrögzítők kombinációja a vízügyi hatóságok számára tudományos ütemezést lehetővé tevő „adatközponttá” vált, különösen a távoli öntözőterületek vízgazdálkodásában játszik pótolhatatlan szerepet. Néhány Xinjiang és belső-mongóliai öntözőterületen a nagy kiterjedésű terület és a szétszórtan élő földművesek miatt a hagyományos kézi leolvasási kezelés nehézkes, és problémákba ütközik, mint például pontatlan mérés és felügyelet hiánya. Ma már az ultrahangos áramlásmérők és az intelligens vezérlődobozok kombinációja teljes mértékben megoldotta ezt a problémát: az ultrahangos áramlásmérőt a kút szájánál szerelik fel, anélkül, hogy közvetlenül érintkezne a vízárammal, így hatékonyan elkerüli a berendezések kopását, amit a kutak magas homoktartalmú vize okozhat; az intelligens vezérlődoboz integrálja a kártyás számlázás és távvezérlés funkcióit. A gazdák a névre szóló IC kártyájukkal indíthatják a vízvételt, az áramlásmérő valós időben méri a vízfogyasztást, a vezérlődoboz egyszerre kiszámítja a költséget, és automatikusan levonja azt; ha a kártyaegyenleg elfogy, a rendszer hang- és fényjelzést ad; ha a gazda nem tölti fel időben az egyenlegét, a szivattyú automatikusan leáll. Az adatrögzítő valós időben tárolja minden egyes vízvétel idejét, áramlási sebességét, a felhasználói adatokat és a vízszint-változásokat. A vízügyi dolgozók rendszeresen helyszíni látogatásokkal olvashatják le az adatokat speciális eszközökkel, vagy pedig az adatokat kötegelt formában gyűjthetik össze a helyi hálózaton keresztül, így teljesen megszűnik a kézi mérőleolvasás fáradságos munkája.

Adatvezérelt döntéshozatal: a vízerőforrások racionális felhasználásának elérése

Az egyes kutak rögzítőiből származó adatok összegzése és elemzése révén a vezetőség pontosan nyomon követheti a térség teljes mezőgazdasági vízfogyasztását, valamint az egyes földművesek vízfelhasználását, így adattámogatást nyújtva a tudományos vízjogi elosztási tervek kidolgozásához és a mezőgazdasági növénytermesztési struktúrák módosításához. Ugyanakkor ez a rendszer rendelkezik rendellenesség-figyelmeztető funkcióval is: amikor az áramlásmérő meghibásodik, csővezeték-szivárgás történik vagy szándékos vízlopás következik be, a vezérlődoboz azonnal riasztási jelet küld, miközben az adatrögzítő részletes áramlásváltozási adatokat jegyez fel az anomális időszak alatt, így megalapozott bizonyítékot szolgáltatva a hibaelhárításhoz és a felelősséggé tételhez. A rendszer Hengsujiban, Hejpej tartományban történő bevezetését követően a vízügyi hatóság az adatrögzítők adatainak elemzése alapján „túlfogyasztási díj” politikát vezetett be a nagy vízigényű növényeket termesztő területeken. Ez hatékonyan irányította a gazdákat, hogy módosítsák termesztési struktúrájukat, csökkentve a nagy vízigényű kultúrnövények vetésterületét. A térség talaj alatti vízkivételezése az előző évhez képest 18%-kal csökkent, sikerült elérni a tervezett vízfelhasználási célokat, és megalapozott garanciát teremteni a vízforrások fenntartható használatához.

Összefoglalás és kilátások

A folyadékáram-mérők, mennyiségi vezérlődobozok és adatrögzítők szinergikus alkalmazása új formát ad a mezőgazdasági és feldolgozóipari folyadékkezelési modelleknek. Az értéke nem csupán technológiai hatékonyságában rejlik, hanem abban is, hogy innovációt hajt az iparág menedzsmentkoncepciójában. A mezőgazdasági öntözés víztakarékos és terméshozam-növelő rendszereitől kezdve a gyártóhelyeken a minőségbiztosításon át a vízerőforrások tudományos elosztásáig, ez a pontos mérésen alapuló rendszer áthidalja a hagyományos folyadékkezelés nehézségeit: a „nehezen mérhető, durva szabályozás és rossz nyomonkövethetőség” problémáját. Az intelligens szabályozást központba állítva csökkenti a kézi munkavégzés intenzitását, és javítja a termelési menedzsment hatékonyságát. Az adatrögzítés támogatásával megbízható alapot biztosít az iparág finomhangolt és szabványosodott fejlődéséhez. Ahogy a mezőgazdasági modernizáció felgyorsul, a berendezések alkalmazási területe tovább bővül. Legyen szó létesítmény-gazdálkodásban az integrált víz- és tápanyagkezelésről vagy a mezőgazdasági termékek mélyfeldolgozásának pontos receptúra-arányairól, technológiai támogatásuk elengedhetetlen. A jövőben a berendezések intelligenciájának fejlődésével a három elem szinergiája még szorosabbá válik, erőteljesebb lendületet adva a modern mezőgazdaság minőségi fejlődésének, és hozzájárulva több cél eléréséhez: mezőgazdasági hatékonyság-növekedés, gazdák jövedelmének emelkedése és környezetvédelem.