农业灌溉节水计量方法及其计量仪技术

本发明专利技术提供了一种农业灌溉节水计量方法和其计量仪，本技术方案采用避开水输送通道、同时又具有低测量误差的流量测量方法，其计量方法是：由非串入式流量计来计量接入水泵出口直管段的泵量，并同时记录水泵泵送该流量值的电功率消耗值，来标定该水泵实际工作特性曲线，再由流量与水泵工作的电功率呈线性关系的数学模型：Ｑ＝Ｋ＊Ｗ进行水泵泵出量换算，完成实时用水量监测和计量。实现上述计量方法的农业灌溉节水计量仪的单片机中央控制单元连接设有水泵实时信息检测通道和系数标定设置通道。本技术方案具有使用可靠性高，测得的流量值计量准确的技术优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利申请涉及的是实现实时、准确检测用水量的农 业灌溉量计量方法和其设备。技术背景液体流量测量仪中的大多数为串入式流量计，它们更适合 应用于液体杂质含量较低的测量环境中，因而难以适应于农业灌溉的计费测量中，且成本高。而1H串入式流量计虽不受液体 杂质状态和含量的限制，但其成本高，尤其是易遭受人为破坏， 同样难以应用在管理粗放的农业灌溉计费测量中。由于农业灌 溉对水资源的摄取量大，则在流量计量设备的低成本和流量测 量低误差的要求上就显得尤为关键，因而亟待提供一种使用可 靠、计量准确且不易受人为破坏的农业灌溉用流量计量仪，从 而有效地提高农村居民节水意识。
技术实现思路
本专利技术专利申请的专利技术目的在于提供一种能够根据水泵实 际工作特性来完成用水量实时、准确监测的的农业灌溉节水计 量方法及其计量仪。本专利技术提供的农业灌溉节水计量方法技术方案，其方法的主要
技术实现思路
是由非串入式流量计来计量接 入水泵出口的直管段的泵量，并同时测出水泵泵送该流量消耗 的电功率值，以此来标定水泵的实际工作特性曲线，根据该水 泵实际工作特性曲线、依据流量与水泵工作的电功率呈线性关 系的数学模型Q=K*W，其中Q为泵量，W为泵送该流量所 消耗的电功率，K为由工作特性曲线所换算得到的常数，将测量到的水泵工作中所消耗功率进行泵量换算运算，实时监测和 计量水用量。实现上述农业灌溉节水计量方法的计量仪技术方案，其主 要
技术实现思路
是 一种农业灌溉节水计量仪，其组成是以单片机 为控制和数据处理的中央控制单元，连接设有数据存储单元、 显示单元、键盘单元，其I/O总线端口还设置连接有水泵实时 信息监测通道和系数标定设置通道，其水泵头'时信息监测通道 是由水泵电功率检测电控器和输出连接至中央处理单元的脉冲 信号采集电路组成；水泵出口连接设有直管段，测量于该直管 段的水泵流量设有非串入式流量计，单片机中央处理单元的数 据总线设有接入非串入式流量计所构成其系数标定设置通道的 数据总线接口 。本专利技术专利申请公开的农业灌溉节水计量方法和其计量仪 技术方案，完全避开了灌溉用水泵送通道进行用水量监测，其 使用可靠性高，寿命长，并易于进行设备不被人为破坏的防护 处理，其更适合应用于农业灌溉计量环境中。本技术方案提供 了一种水泵实际工作参数的现场测量和标定方法，直接釆样和 标定水泵实际工作的电功率消耗值与流量的函数关系，从而在 准确确定工作水泵的工作特性曲线的基础上、依据其泵出量与 其电功率消耗值成线性关系的数学模型Q-K*W,通过监测水 泵工作的屯消耗功率值来准确换算泵出流量，从而消除了若只 依据水泵出厂标称参数而造成的计量值偏差大、计缴费不准确 的技术问题，再综合电控器的工作参数值，所得出的流量值计 量准确，误差可降到1.0-2.0%。 附图说明图1为本农业灌溉节水计量仪的电路结构框图 图2为本农业灌溉节水计量仪安装结构示意图。具体实施方式本专利技术的农业灌溉节水计量方法为首先由非串入流量计 30采集连接于水泵10出口的直管段40流量值，同时由测量水 泵电功率值的电控器1及其脉冲信号采集电路2检测泵出该流 量值的水泵电功率消耗脉冲信号值，其中包含有水泵实际扬程、 电效率和机械效率等的上述参数值送入单片机内运算，来标定 本水泵实际工作电功率与流量值的工作特性曲线、存入数据存 储单元中，再参考电控器标称参数，依据Q-K*W的数学模型 进行流量换算，其中Q为泵流量，W为泵送该流量所消耗的电 功率，K为由标定的丁作特性曲线所换算得到的常数，得到流 量值，送入显示单元6和数据存储单元5予以显示、存贮、累 加，实现高准确度的流量测量。本专利技术还提供了实现上述方法的农业灌溉节水计量仪20, 其结构如图l框图所示，该计量仪是以单片机为中央处理单元 3，与其I/O总线端口连接设置有水泵实时信息监测通道、系数 标定设置通道4、数据存储单元5、显示单元6、键盘单元8和 工作状态指示单元7。其数据存储单元5、显示单元6、键盘单 元8和工作状态指示单元7的构成及其与中央处理单元3的连 接结构为通用技术，因此不再赘述。其中的水泵实时信息监测 通道是由检测水泵电功率值的电控器1和将功率模拟检测信号 A/D转换为数字脉冲的脉冲信号采集电路2构成，脉冲信号采 集电路2连接于中央处理单元3的I/O总线端口；水泵IO泵出 U连接设置一直管段40，系数标定设置通道4的非串入式流量 i卜30检测水泵的该直管段40流量，其数据输出线连接至单片 机中央处理单元的数据接口。单片机中央处理单元监测非串入式流量计的流量值和水泵实时信息监测通道的水泵泵送该流量 值的电功率消耗值，来标定其工作水泵的工作特性曲线，根据 该标定曲线，由中央处理单元通过水泵实时信息监测通道所采 集至的水泵电功率值进行流量换算，并由数据存储单元、显示单元存储、显示、累加。在本实施例中，如图2所示，其非串 入式流量计采用的是超声波流量计。本技术还可采用独立的系 数标定设置通道结构，即由成套的非串入式流量计30和用于连 接至水泵10泵出口的直管段40构成，由单片机中央处理单元 3检测水泵实时信息检测通道的电功率值，由非串入式流量计 30测量水泵10此时工作所泵出的流量，并键盘单元键输入至 单片机中央处理单元，再由单片机中央处理单元来完成水泵参 数标定处理工作。权利要求1、一种农业灌溉节水计量方法，其特征在于其方法为由非串入式流量计来计量接入水泵出口的直管段的泵量，并同时检测水泵泵送该流量消耗的电功率值，以此来标定水泵的实际工作特性曲线，根据该水泵实际工作特性曲线、依据流量与水泵工作的电功率呈线性关系的数学模型Q＝K*W，其中Q为泵流量，W为泵送该流量所消耗的电功率，K为综合各参数换算的常数，将测量到的水泵工作消耗功率进行泵量换算运算，完成实时水用量监测。2、 实现权利要求1计量方法的农业灌溉节水计量仪，其组 成是以单片机为控制和数据处理的中央控制单元(3)，连接设 有数据存储单元(5)、显示单元(6)、键盘单元(8),其特征 在于其I/O总线端口还设置连接有水泵实时信息监测通道和系 数标定设置通道，其水泵实时信息监测通道是由水泵电功率检 测电控器(1)和输出连接至中央处理单元的脉冲信号采集电路(2)组成；水泵(10)出口连接设有直管段(40)，测量于该 直管段的水泵流量设有非串入式流量计(30)，单片机中央处理 单元的数据总线设有接入非串入式流量计所构成其系数标定设 置通道的数据总线接口 。全文摘要本专利技术提供了一种农业灌溉节水计量方法和其计量仪，本技术方案采用避开水输送通道、同时又具有低测量误差的流量测量方法，其计量方法是由非串入式流量计来计量接入水泵出口直管段的泵量，并同时记录水泵泵送该流量值的电功率消耗值，来标定该水泵实际工作特性曲线，再由流量与水泵工作的电功率呈线性关系的数学模型Q＝K*W进行水泵泵出量换算，完成实时用水量监测和计量。实现上述计量方法的农业灌溉节水计量仪的单片机中央控制单元连接设有水泵实时信息检测通道和系数标定设置通道。本技术方案具有使用可靠性高，测得的流量值计量准确的技术优点。文档编号G01F1/704GK101113918SQ20061004735公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月26日 优先权日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业灌溉节水计量方法，其特征在于其方法为：由非串入式流量计来计量接入水泵出口的直管段的泵量，并同时检测水泵泵送该流量消耗的电功率值，以此来标定水泵的实际工作特性曲线，根据该水泵实际工作特性曲线、依据流量与水泵工作的电功率呈线性关系的数学模型：Ｑ＝Ｋ＊Ｗ，其中Ｑ为泵流量，Ｗ为泵送该流量所消耗的电功率，Ｋ为综合各参数换算的常数，将测量到的水泵工作消耗功率进行泵量换算运算，完成实时水用量监测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许景妍，汪光伟，李赞东，
申请(专利权)人：李赞东，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]