Витратоміри рідин - сфери застосування в сільському господарстві та харчовій промисловості

АБСТРАКТ : В контексті удосконалення розвитку аграрної та харчової промисловості, спільна система, що складається з турбінних лічильників витрати, електромагнітних лічильників витрати, ультразвукових лічильників витрати, кілограм-контрольних коробок та реєстраторів даних, стала основним обладнанням для підвищення ефективності управління рідинами. У цій статті розглядаються особливості цих трьох типів лічильників витрати та детально описується прикладне значення цієї системи у оптимізації робочих процесів, економії ресурсів та забезпеченні якості в трьох основних сценаріях: зрошування в сільському господарстві, переробка сільськогосподарської продукції та управління водними ресурсами. Також показано її роль у стимулюванні інтелектуального оновлення галузі.

Ключові слова : турбінний лічильник витрати; електромагнітний лічильник витрати; ультразвуковий лічильник витрати; кілограм-контрольна коробка; реєстратор даних; сільськогосподарське застосування

У процесі удосконалення сільськогосподарського виробництва та переробки харчових продуктів система «вимірювання-регулювання-реєстрація», що складається з лічильників рідини, блоків кількісного керування та реєстраторів даних, стала основним обладнанням для підвищення ефективності використання ресурсів і якості продукції. Ці три типи обладнання не працюють незалежно один від одного, а утворюють тісно інтегрований технологічний цикл: лічильник рідини виступає як «чутливий термінал», забезпечуючи оперативне фіксування різних швидкостей потоку рідини; блок кількісного керування виконує роль «центру виконання», автоматично регулюючи подачу рідини на основі заданих параметрів; а реєстратор даних виступає як «носій пам’яті», повністю зберігаючи дані всього процесу та забезпечуючи основу для подальшого аналізу й оптимізації. Узгоджена робота цих трьох компонентів принципово вирішує проблему екстенсивного «керування на основі досвіду» у традиційному землеробстві та закладає міцну дата-основу для інтелектуального управління в галузі. Сфери її застосування глибоко охопили ключові аспекти, такі як зрошування в сільському господарстві, управління водними ресурсами та переробка харчових продуктів, ставши важливою технологічною підтримкою для модернізації галузі.

Зрошення в сільському господарстві: технологічна підтримка від зрошування повенями до точного крапельного зрошення

Вибір та адаптація лічильників витрати: відповідність характеристик джерел води для зрошення

Сільськогосподарське зрошення є основним сценарієм застосування лічильників об'єму рідинного потоку та пов'язаного обладнання. Поєднання цих трьох компонентів кардинально змінило традиційну модель управління зрошенням «поливати за погодою та контролювати кількість на око», забезпечивши надійний технологічний шлях для економії води в сільському господарстві. У проектах «подвійного контролю свердловини та електроенергії», які широко впроваджуються в Хебеї, Шаньдонзі та інших місцях, турбінні лічильники, ультразвукові лічильники та електромагнітні лічильники стали «очима» системи зрошення. Електромагнітні лічильники, завдяки простоті конструкції та високій стійкості до домішок, добре підходять для джерел зрошення, що містять невелику кількість осаду; ультразвукові лічильники, маючи контактний характер вимірювання, усувають похибки, спричинені зносом труб. Обидва типи можуть в реальному часі збирати дані про витрату води для зрошення та точно передавати їх у блок кількісного контролю за допомогою імпульсних сигналів. Фермери можуть зручно керувати системою. Їм потрібно лише встановити бажаний обсяг зрошення на сенсорному екрані блоку керування або запустити систему, провівши IC-карткою, після чого обладнання почне працювати автоматично. Як тільки дані про витрату досягають заданого значення, блок керування негайно відправляє команду на автоматичне вимикання водяного насоса або соленоїдного клапана. Увесь процес не потребує втручання людини, що запобігає витратам води через надмірний полив і не допускає порушення росту культур через недостатнє зрошення. У районах вирощування кукурудзи в Децзьоу, провінція Шаньдон, впровадження цієї системи скоротило явище «витоку» при традиційному зрошенні на 80%, значно підвищивши ефективність поливу.

Запис даних дозволяє науково обґрунтоване прийняття рішень щодо зрошення

Реєстратор даних виступає «невидимим опікуном» у цьому процесі, маючи ємність зберігання десятків тисяч записів даних і захист від втрати живлення, щоб забезпечити збереження даних у разі відключення електроживлення. Він не лише синхронно реєструє ключові дані, такі як витрата, тривалість та час початку/закінчення кожного поливу, але й взаємодіє з датчиками вологості ґрунту, формуючи повну криву «полив-вологість ґрунту» шляхом об’єднання даних про вологість ґрунту на різних глибинах. Після впровадження цієї системи на пшеничних полях у Вейбей, провінція Шеньсі, фермери проаналізували дані, отримані з реєстратора, щоб точно визначити потребу пшениці у воді на ключових етапах росту, таких як кущення та наповнення зерна. Це дозволило їм науково коригувати терміни та обсяги поливу, знизивши споживання води на му (китайська одиниця площі, приблизно 0,067 гектара) з традиційних 300 кубічних метрів до 220 кубічних метрів, досягнувши економії води на рівні 27%. У той же час маса тисячі зерен пшениці збільшилася на 5%, а врожайність на му зросла майже на 100 цзинь (китайська одиниця ваги, приблизно 50 кг). Крім того, реєстратор даних підтримує формування щоденних і щомісячних звітів, полегшуючи організацію та архівування даних для фермерів. Він також надає агрономам детальні первинні дані для проведення польових досліджень і розробки регіональних планів поливу, сприяючи переходу від «емпіричного» управління поливом до «орієнтованого на дані».

Переробка сільськогосподарської продукції: «лінія захисту для вимірювання», що забезпечує стабільну якість.

Харчова промисловість: ефективна координація між витратомірами та блоками керування

У галузях переробки харчових продуктів та виробництва сільськогосподарських лікарських засобів дозування рідин безпосередньо впливає на якість продукції та ефективність виробництва. Синергетичне застосування цих трьох технологій створює «лінію захисту дозування», що забезпечує стабільність якості. У лініях розливу їсткових олій турбінні витратоміри завдяки високій повторюваності стали основним обладнанням для контролю потоку олії. Блок кількісного керування оснащено передовою технологією ступінчастого керування великим і малим клапанами. На початковому етапі розливу великий клапан відкривається для швидкого наповнення; коли потік наближається до заданого значення, він автоматично перемикається на малий клапан для повільного дозаправлення, ефективно запобігаючи помилкам дозування, спричиненим гідроударам, та строго контролюючи похибку наповнення пляшок арахісовою олією об'ємом 5 л у межах високоякісних галузевих стандартів. Коли сукупний обсяг потоку досягає заданого значення, блок керування негайно подає сигнал на закриття клапана. Час реакції всього процесу становить менше 0,1 секунди, що забезпечує відповідність чистого вмісту кожної пляшки нормативам і водночас уникнення втрат сировини. На великому підприємстві з виробництва їсткових олій у провінції Шаньдонґ після впровадження цієї системи рівень втрат сировини на одній виробничій лінії знизився з 1,2% до 0,3%, що щороку дозволило зменшити втрати більш ніж на 100 тонн.

Підготовка сільськогосподарських пестицидів: унікальні переваги електромагнітних витратомірів

Розробка сільськогосподарських пестицидів вимагає жорстких метрологічних стандартів. Відхилення дозування не лише впливають на ефективність боротьби з шкідниками та хворобами, але й можуть призводити до надмірного залишкового рівня пестицидів або забруднення навколишнього середовища. У цьому контексті електромагнітні витратоміри демонструють унікальні переваги. Діючи на основі закону Фарадея про електромагнітну індукцію, вони не піддаються впливу таких факторів, як в'язкість пестицидів і температура, і можуть стабільно вимірювати розчини пестицидів, що містять завислі частинки. Блок кількісного керування автоматично регулює співвідношення потоку кожного компонентного розчину за допомогою заздалегідь заданих параметрів формули, забезпечуючи постійну концентрацію при кожному замішуванні. Пристрій реєстрації даних фіксує детальну інформацію про кожне замішування, включаючи витрати сировини, час змішування та температуру навколишнього середовища, формуючи унікальний номер партії. За допомогою цього номера оператори можуть швидко відстежити процес приготування кожної партії пестицидів. Ця модель «потрійної гарантії» після впровадження на базах вирощування овочів у провінції Хенань збільшила використання пестицидів на 15%, а також підвищила рівень придатності проб сільськогосподарської продукції за показниками залишкових пестицидів товари залишався на рівні 100% постійно. У виробництві приправ, таких як соєвий соус і оцет, комбінація лічильника витрати та контрольної коробки також відіграє важливу роль. Точне регулювання швидкості подачі сировини, такої як ферментаційна рідина та розчин солі, забезпечує стабільність смаку продукту, підвищує ефективність на 40% порівняно з традиційними методами ручного керування та зменшує брак партій через помилки операторів.

Управління водними ресурсами: «центр даних» для наукового розподілу.

Керування віддаленими зрошувальними районами: практична цінність ультразвукових витратомірів

У сфері управління водними ресурсами в сільському господарстві поєднання лічильників об'єму рідини, кількісних контрольних коробок та реєстраторів даних стало «центром збору даних» для водних служб, що забезпечує наукове планування, і відіграє незамінну роль, особливо у керуванні водними ресурсами в віддалених зрошувальних районах. У деяких зрошувальних районах Сіньцзян та Внутрішньої Монголії через велику територію та розкидання фермерів традиційне ручне зняття показань лічильників є складним і страждає від проблем неточних вимірювань та відсутності контролю. Тепер поєднання ультразвукових лічильників та інтелектуальних контрольних коробок повністю вирішило цю проблему — ультразвуковий лічильник встановлюється на виході свердловини без прямого контакту з потоком води, ефективно запобігаючи зносу обладнання через високий вміст піску у воді зі свердловини; інтелектуальна контрольна коробка інтегрує функції оплати за карткою та дистанційного керування. Фермери можуть запустити подачу води, проведши своєю іменовою IC-карткою, лічильник у реальному часі вимірює споживання води, контрольна коробка одночасно розраховує вартість та автоматично списує кошти, система подасть звуковий та світловий сигнал при недостатньому балансі на картці; якщо фермер не поповнить рахунок вчасно, насос автоматично вимкнеться. Реєстратор даних у реальному часі зберігає дані про час, витрату, інформацію про користувача та зміни рівня води під час кожного водовідбору. Працівники водної служби можуть періодично відвідувати місце для зчитування даних за допомогою спеціального обладнання або масово збирати дані через локальну мережу, повністю усуваючи трудомісткість ручного зняття показань лічильників.

Ухвалення рішень на основі даних: досягнення раціонального розподілу водних ресурсів

Узагальнюючи та аналізуючи дані з реєстраторів кожної свердловини, управління може точно визначити загальне споживання води в сільському господарстві та обсяги водокористування кожного фермера в регіоні, що забезпечує даними для розроблення науково обґрунтованих планів розподілу водних прав і коригування структури сільськогосподарських посівів. У той же час ця система має функцію контролю аномалій: у разі несправності лічильника, витоку в трубопроводі або незаконного відбору води контрольна коробка негайно подає сигнал тривоги, а реєстратор фіксує детальні дані про зміни витрати води протягом періоду аномалії, забезпечуючи міцну доказову базу для усунення несправностей та встановлення відповідальності. Після впровадження цієї системи в Хеншуй, провінція Хебей, департамент водних ресурсів на підставі аналізу даних реєстраторів запровадив політику «підвищених тарифів за перевищення нормативів» для районів, де вирощуються культури з високим водоспоживанням. Це ефективно спрямувало фермерів на коригування структури посівів, скоротивши площі вирощування культур, що потребують багато води. Надмірне використання ґрунтових вод у регіоні зменшилося на 18% порівняно з попереднім роком, що дозволило успішно досягти запланованих цілей щодо використання води та забезпечити надійну основу для сталого використання водних ресурсів.

Резюме та перспективи

Синергетичне застосування лічильників рідини, блоків кількісного керування та реєстраторів даних змінює моделі управління рідинами в сільському господарстві та переробці. Його цінність полягає не лише в технологічній ефективності, а й у стимулюванні інновацій у концепціях управління галуззю. Від зрошення полів із економією води та підвищенням врожайності до забезпечення якості виробництва в цехах та наукового розподілу водних ресурсів — ця система, що базується на точному обліку, долає болючі точки традиційного управління рідинами: «важкий облік, грубий контроль, низька відстежуваність». З інтелектуальним керуванням як основою, система зменшує трудомісткість ручної роботи та підвищує ефективність виробничого управління. Базуючись на реєстрації даних, вона забезпечує надійну основу для дрібнозернистого та стандартизованого розвитку галузі. У міру прискорення модернізації сільського господарства сфери застосування цього обладнання будуть ще більше розширюватися. Незалежно від того, чи йдеться про комплексне управління водою та добривами в закритих ґрунтах, чи про точне дозування інгредієнтів при глибокій переробці сільськогосподарської продукції, їхня технологічна підтримка є незамінною. У майбутньому, з підвищенням рівня інтелектуальності обладнання, взаємодія між трьома компонентами стане ще тіснішою, додаючи більшої сили якісному розвитку сучасного сільського господарства та сприяючи досягненню кількох цілей: підвищення ефективності сільського господарства, зростання доходів фермерів та охорони довкілля.