Расходомеры жидкости — применение в сельском хозяйстве и пищевой промышленности

Реферат : В условиях совершенствования развития сельскохозяйственной и пищевой промышленности совместная система, состоящая из турбинных расходомеров, электромагнитных расходомеров, ультразвуковых расходомеров, блоков количественного управления и регистраторов данных, стала ключевым оборудованием для повышения эффективности управления жидкостями. В статье рассматриваются особенности этих трёх типов расходомеров и раскрывается прикладное значение данной системы в оптимизации рабочих процессов, экономии ресурсов и обеспечении качества в трёх основных сценариях: орошении сельскохозяйственных угодий, переработке сельхозпродукции и управлении водными ресурсами. Также продемонстрирована её роль в стимулировании интеллектуального обновления отрасли.

Ключевые слова : турбинный расходомер; электромагнитный расходомер; ультразвуковой расходомер; блок количественного управления; регистратор данных; сельскохозяйственное применение

В процессе совершенствования сельскохозяйственного производства и переработки пищевой продукции система «измерение-регулирование-регистрация», состоящая из расходомеров жидкости, блоков количественного контроля и регистраторов данных, стала основным оборудованием для повышения эффективности использования ресурсов и качества продукции. Эти три типа оборудования не работают независимо, а образуют тесно интегрированный технологический цикл: расходомер жидкости выступает в роли «сенсорного терминала», обеспечивая реальное измерение различных скоростей потока жидкости; блок количественного контроля служит «центром исполнения», автоматически регулируя подачу жидкости на основе заданных параметров; а регистратор данных выполняет функцию «носителя памяти», полностью сохраняя данные всего процесса и предоставляя основу для последующего анализа и оптимизации. Согласованная работа этих трёх компонентов принципиально решает проблему традиционного экстенсивного ведения сельского хозяйства, основанного на «опыте», и закладывает прочную информационную основу для интеллектуального управления в отрасли. Области её применения глубоко охватывают ключевые аспекты, такие как орошение в сельском хозяйстве, управление водными ресурсами и переработка пищевых продуктов, становясь важной технологической поддержкой модернизации отрасли.

Сельскохозяйственное орошение: технологическая поддержка от поливных систем затопления до точечного капельного орошения

Выбор и адаптация расходомеров: соответствие характеристикам источников воды для орошения

Сельскохозяйственное орошение является основной сферой применения расходомеров жидкости и связанного оборудования. Сочетание этих трех компонентов полностью изменило традиционную модель управления орошением «полив по погоде и контроль объема на глаз», обеспечив надежный технологический путь для водосберегающего земледелия. В проектах «двойного контроля скважины и электроэнергии», широко распространенных в провинциях Хэбэй, Шаньдоне и других регионах, турбинные расходомеры, ультразвуковые расходомеры и электромагнитные расходомеры стали «глазами» системы орошения. Электромагнитные расходомеры благодаря простой конструкции и высокой устойчивости к загрязнениям подходят для источников оросительной воды, содержащих небольшое количество осадков; ультразвуковые расходомеры благодаря бесконтактному способу измерения исключают погрешности, вызванные износом труб. Оба типа могут собирать данные о расходе оросительной воды в режиме реального времени и точно передавать их в блок количественного контроля по импульсным сигналам. Фермеры могут легко управлять системой: достаточно задать требуемый объем орошения на сенсорном экране блока управления или запустить систему, приложив IC-карту, после чего оборудование начнет работать автоматически. Как только данные о расходе достигнут предустановленного значения, блок управления немедленно подаст команду на автоматическое отключение насоса или электромагнитного клапана. Весь процесс проходит без участия человека, что позволяет избежать перерасхода воды из-за чрезмерного полива и предотвратить негативное влияние на рост культур из-за недостаточного орошения. В районах выращивания кукурузы в Дэчжоу, провинция Шаньдоне, внедрение этой системы позволило сократить явление «утечки» при традиционном орошении на 80 % и значительно повысить эффективность полива.

Запись данных позволяет принимать научно обоснованные решения по ирригации

Регистратор данных выступает в роли «невидимого управляющего» в этом процессе, обладая емкостью хранения в десятки тысяч записей и защитой от потери питания, что гарантирует сохранность данных при отключении электроэнергии. Он не только синхронно фиксирует ключевые данные, такие как расход воды, продолжительность и время включения/выключения каждого полива, но также взаимодействует с датчиками влажности почвы, формируя полную кривую «полив — влажность почвы» за счёт объединения данных о влажности на различных глубинах. После внедрения этой системы на пшеничных полях в районе Вэйбэй, провинция Шэньси, фермеры проанализировали данные, экспортированные из регистратора, чтобы точно определить потребность пшеницы в воде на ключевых этапах роста, таких как кущение и налив зерна. Это позволило им научно корректировать сроки и объёмы полива, снизив потребление воды с традиционных 300 кубометров до 220 кубометров на му (китайская единица площади, около 0,067 гектара), достигнув уровня экономии воды в 27%. Одновременно с этим масса тысячи зёрен пшеницы увеличилась на 5%, а урожайность на му возросла почти на 100 цзиней (китайская единица веса, около 50 кг). Кроме того, регистратор данных поддерживает формирование ежедневных и ежемесячных отчётов, что облегчает фермерам организацию и архивирование данных. Он также предоставляет агрономам подробные первичные данные для проведения полевых испытаний и разработки региональных планов орошения, способствуя переходу управления поливом от принципа «ориентированного на опыт» к принципу «ориентированного на данные».

Переработка сельскохозяйственной продукции: «измерительная линия обороны» для обеспечения стабильного качества.

Переработка пищевых продуктов: эффективная координация между расходомерами и блоками управления

В областях переработки пищевых продуктов и производства агрофармацевтических препаратов дозирование жидкостей напрямую влияет на качество продукции и эффективность производства. Синергетическое применение этих трёх технологий создаёт «линию защиты дозирования», обеспечивающую стабильное качество. На линиях розлива растительного масла турбинные расходомеры благодаря высокой повторяемости стали основным оборудованием для контроля потока масла. Дозирующий блок оснащён передовой технологией ступенчатого управления большими и малыми клапанами. На начальном этапе розлива открывается большой клапан для быстрого заполнения; когда объём приближается к заданному значению, система автоматически переключается на малый клапан для медленного долива, что эффективно предотвращает ошибки дозирования, вызванные гидравлическим ударом, и строго контролирует погрешность розлива 5-литровых бутылок арахисового масла в пределах отраслевых стандартов высокого качества. Когда суммарный объём достигает установленного значения, блок управления немедленно подаёт сигнал на закрытие клапана. Время реакции всего процесса составляет менее 0,1 секунды, что гарантирует соответствие чистого содержимого каждой бутылки нормативам и одновременно предотвращает потерю сырья. На крупном предприятии по производству растительных масел в провинции Шаньдоне после внедрения этой системы уровень потерь сырья на одной производственной линии снизился с 1,2 % до 0,3 %, что позволило ежегодно сократить потери более чем на 100 тонн.

Подготовка сельскохозяйственных пестицидов: уникальные преимущества электромагнитных расходомеров

Разработка сельскохозяйственных пестицидов требует строгих метрологических стандартов. Отклонения в дозировке не только влияют на эффективность борьбы с вредителями и болезнями, но могут также привести к избыточному содержанию остатков пестицидов или загрязнению окружающей среды. В этом контексте электромагнитные расходомеры демонстрируют уникальные преимущества. Работая на основе закона электромагнитной индукции Фарадея, они не подвержены влиянию таких факторов, как вязкость и температура пестицидов, и могут стабильно измерять пестицидные растворы, содержащие взвешенные частицы. Блок количественного регулирования автоматически корректирует соотношение потоков каждого компонентного раствора с использованием предустановленных параметров формулы, обеспечивая постоянную концентрацию при каждом смешивании. Устройство регистрации данных фиксирует подробную информацию по каждому составу, включая расход сырья, время смешивания и температуру окружающей среды, формируя уникальный номер партии. С помощью этого номера операторы могут быстро отследить процесс приготовления каждой партии пестицидов. Эта модель «тройной гарантии» после внедрения на овощных базах Хэнаня повысила эффективность использования пестицидов на 15%, а также увеличила процент соответствия проб сельскохозяйственной продукции по остаточным пестицидам товары оставался непрерывно на уровне 100%. При производстве приправ, таких как соевый соус и уксус, сочетание расходомера и блока управления также играет важную роль. Точное регулирование скорости потока сырья, например ферментационной жидкости и рассола, обеспечивает стабильность вкуса продукции, повышает эффективность на 40% по сравнению с традиционными ручными методами управления и снижает количество брака в партиях из-за человеческих ошибок.

Управление водными ресурсами: «центр данных» для научного распределения.

Управление удаленными зонами орошения: практическая ценность ультразвуковых расходомеров

В управлении водными ресурсами в сельском хозяйстве сочетание жидкостных расходомеров, блоков количественного контроля и регистраторов данных стало «центром сбора данных» для водных служб, позволяя осуществлять научное планирование и играя незаменимую роль, особенно в управлении водными ресурсами в отдалённых орошаемых районах. В некоторых орошаемых районах Синьцзяна и Внутренней Монголии из-за большой территории и разрозненности фермеров традиционный ручной способ снятия показаний счётчиков является затруднительным и сталкивается с такими проблемами, как неточность измерений и отсутствие контроля. Теперь комбинация ультразвуковых расходомеров и интеллектуальных блоков управления полностью решила эту проблему — ультразвуковой расходомер устанавливается на выходе скважины без прямого контакта с потоком воды, эффективно предотвращая износ оборудования, вызванный высоким содержанием песка в воде; интеллектуальный блок управления объединяет функции оплаты по карте и дистанционного управления. Фермеры могут начать забор воды, приложив свою именную IC-карту, расходомер в реальном времени измеряет объём потреблённой воды, а блок управления одновременно рассчитывает стоимость и автоматически списывает средства; при недостаточном балансе на карте система подаёт звуковой и световой сигналы тревоги; если фермер не пополнит баланс вовремя, насос автоматически отключится. Регистратор данных в режиме реального времени сохраняет информацию о каждом водозаборе: время, расход, данные пользователя и изменения уровня воды. Сотрудники водной службы могут периодически посещать объект для считывания данных с помощью специального оборудования или собирать данные группово через локальную сеть, полностью исключая трудоёмкость ручного снятия показаний.

Принятие решений на основе данных: достижение рационального распределения водных ресурсов

Обобщая и анализируя данные с регистраторов каждой скважины, управление может точно определить общее потребление воды в сельском хозяйстве и потребление воды каждым фермером в регионе, предоставляя данные для разработки научно обоснованных планов распределения прав на воду и корректировки структуры посевов. Одновременно эта система также имеет функцию мониторинга аномалий. При неисправности расходомеров, утечках в трубопроводах или злонамеренном хищении воды блок управления немедленно подает сигнал тревоги, а регистратор данных записывает подробные данные об изменении расхода в течение аномального периода, предоставляя убедительные доказательства для устранения неполадок и определения ответственности. После внедрения этой системы в Хэншуе, провинция Хэбэй, управление водных ресурсов, проанализировав данные регистраторов, ввело политику «надбавки за превышение квот» для районов, где выращиваются водоемкие культуры. Это эффективно помогло фермерам скорректировать структуру посевов, сократив площадь посевов водоемких культур. Перерасход подземных вод в регионе снизился на 18% по сравнению с предыдущим годом, что позволило успешно достичь запланированного целевого показателя водопотребления и обеспечить надежную гарантию устойчивого использования водных ресурсов.

Подведение итогов и перспективы

Совместное применение расходомеров для жидкостей, блоков количественного управления и регистраторов данных меняет модели управления жидкостями в сельском хозяйстве и на производстве. Его ценность заключается не только в технологической эффективности, но и в стимулировании инноваций в концепциях отраслевого управления. От орошения полей с экономией воды и повышением урожайности до обеспечения качества на производственных участках и научного распределения водных ресурсов — данная система, основанная на точном измерении, преодолевает ключевые проблемы традиционного управления жидкостями: «трудности измерения, грубый контроль и низкая прослеживаемость». С ядром в виде интеллектуального управления система снижает трудозатраты операторов и повышает эффективность производственного управления. Поддержка со стороны регистрации данных обеспечивает надежную основу для тонкой и стандартизированной модернизации отрасли. По мере ускорения процесса модернизации сельского хозяйства сферы применения этого оборудования будут продолжать расширяться. Будь то комплексное управление водой и удобрениями в защищённом грунте или точное дозирование компонентов при глубокой переработке сельхозпродукции, их технологическая поддержка становится незаменимой. В будущем по мере повышения уровня интеллектуализации оборудования взаимодействие между тремя компонентами станет ещё теснее, придавая дополнительный импульс качественному развитию современного сельского хозяйства и способствуя достижению сразу нескольких целей: повышению эффективности сельского хозяйства, росту доходов фермеров и охране окружающей среды.