环路法检测滴灌管（带）水力性能试验台设计
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摘 要：该文通过近年来节水灌溉和滴灌产品检测的现状及造成的问题，以及滴灌产品检测设备的最新标准要求，提出了新型环路法检测滴灌管（带）水力性能试验台设备产生的必要性和优点。对环路法检测滴灌管（带）水力性能试验台的测试原理及结构组成、测试过程及测试结果分析做了简单介绍;最后通过对已应用于多家国家级检测中心和滴灌产品生产单位对环路法检测滴灌管（带）水力性能试验台的实际应用与测试，得出该设备是滴灌管（带）检测的最新优选设备。
关键词：环路法;节水灌溉;滴灌;水力性能;仲裁;检测
中图分类号：S275 文献标志码：A
0 引言
近年来，随着国民经济的发展及国家对农业节水的大力支持，我国已经大规模地实施节水灌溉。实施节水灌溉不仅可以节约水源、提高作物产量;还可以实现环保及节约能源，减少土地盐碱化及肥料使用，产品可回收利用，循环使用。目前我国节水灌溉的现状是耕地面积为1.3亿hm2，其中有效灌溉面积5 586.67万hm2，占耕地面积的43%。但是，随着经济的发展，市场上的竞争日趋严峻，国家质监部门正大力加强对农用产品的质量控制，以提高质量，增强市场竞争力，确保农业灌溉产业在健康的轨道上迅猛发展。
從2012年开始连续3年对滴灌产品进行质量抽查，通过对滴灌管（带）等产品的检测结果综合分析，结果显示抽样产品合格率在55%左右，抽样产品质量总体上还处于较低水平，老百姓投诉较多，市场中滴灌产品鱼目混杂，假冒伪劣产品较多，给农业生产带来严重危害。因此，对于滴灌管（带）产品性能测试的设备研发需求很大，急切需要高精度、综合性强、自动化高的检测设备来提高产品质量，指导生产。
另外，对于当前的实验室或者企业使用的检测设备，普遍存在以下问题：首先，大多数采用量筒称量，自动化低，人工操作误差大;再次，大多数采用闭路法进行试验，闭路法对占地要求高，以常用的间距在300 mm为例，25个滴孔的话长度至少7.5 m长。
在2017年的标准修订中，GB/T 19812.2—2017《塑料节水灌溉器材》中对流量均匀性的检测方法提出了环路法要求。试样和方法如下。
随机抽取至少包括25个滴头的滴灌管或滴灌带一段作为试样，干路排布试样，堵上试样末端，称为“闭路法”;也可随机抽取5段滴灌管或滴灌带，每段至少有5个滴头作为试样，环路排布试样，称为“环路法”。仲裁检验时使用环路法。
为了解决上述问题，该公司依据国家最新标准和多年经验研制了新型环路法检测滴灌管（带）水力性能试验台，一方面能同时一次测量25个滴头，测量准确，操作方便，提高了试验效率;另一方面解决了占地问题，一机多用，可以对滴灌产品试件进行多项水力性能试验项目的检测，依据仲裁方法，数据更加可靠准确。
1 测试原理及结构组成
1.1 测试原理
对于试件流量的测量该试验台采用了电子天平称重法，既将电子天平上面安放接水槽，接水槽对应测试滴孔，根据滴孔长度调整天平及接水槽位置，点击试验开始，待流量稳定并且到达设定压力时，记录初始重量，数据实时通信，待到设定好的时间后，再记录结束重量，计算重量差，最终算出每个滴孔相应时间的流量，试验次数可设定，并且取平均数，保证了测试的精度和误差。
1.2 结构组成
该设备框架采用铝型材结构，水箱及过流部件采用不锈钢。框架主体依据标准SL571—2013《节水灌溉设备水力基本参数测试方法》 （图1）。
该设备主要由常温水系统、环路测试流量台、中温水浴系统、爆破水系统和控制系统等组成。
1.2.1 常温水系统
常温水箱由优质的不锈钢板焊接而成，水路系统主要由常温泵、稳压罐、电磁阀、过滤器、温度传感器和加热管等组成，为系统提供常温水流量和使用压力。
1.2.2 环路测试流量台
环路测试流量台包括环路连接管、型材框架、快换接头、电磁阀和称重单元等。环路连接管下端为称重单元，称重单元通过电磁阀可将槽内水排放到爆破水箱中。环路连接管上端有支撑架，用于安装钢丝绳，悬吊试件。根据滴孔间距调整称重单元位置，保证每根试件有5个滴孔测量，5根共计25个滴孔同时测量。尤其是对称重单元的模块化设计，使5组滴孔间距通过滑块可调，结构新颖，测试范围广。环路连接管路与标准要求完全一致。
1.2.3 中温水浴系统
中温水浴箱采用优质不锈钢板焊接，水路系统主要有水泵、电磁阀、过滤器、温度传感器、加热管等组成，提供试验用恒温水浴系统及使用压力，可以中温耐压试验，独立5工位使用。
1.2.4 爆破水系统
爆破水箱采用优质不锈钢板焊接，单独做一工位的爆破试验。水路系统主要有爆破泵、电磁阀、过滤器、压力传感器等组成，提供试验用爆破箱体及收集流量台水源的作用，最后可通过循环泵将水抽回到常温水箱中，实现水的循环利用。
1.2.5 控制系统
控制系统由工控机、数据采集模块，PLC、压力/温度/电子天平等采集反馈系统等，实现系统的自动控制，采用闭环设计，数据准确，控制方便。
2 测试过程
2.1 试验前准备工作
检查设备水、电和各阀门状态是否正常，确保安全后启动。
2.2 软件操作
在电脑桌面上双击设备文件，进入操作界面，可对滴灌管（带）进行流量均匀度、压力与流量关系、耐静水压、保温耐压及爆破等水力性能进行试验操作。同时可进行传感器校验和手动调试等操作。
3 测量结果分析
每个试验做完后，计算机按编号将试验时间和滴水质量（换算成容积）录入计算机，录入数据库。报告会以EXCEL形式保存。
该产品经过我公司多年研发经验及众多专家客户的研究测试对比，最终得出测试结果完全满足相关标准要求，准确度高。
4 结语
通过对已应用于多家国家级检测中心和滴灌产品生产单位对环路法检测滴灌管（带）水力性能试验台的实际应用与测试，可以检测滴孔间距：150 mm～600 mm，流量范围为：0～100 L/h的滴灌管（带）试件，试验台测试范围广，提高了节水灌溉产品的检测精度与效率，节省占地空间，自动化程度高，为滴头、滴灌管（带）的检验测试与改进提供了必要的依据及数据分析，是滴灌管（带）检测的最新优选先进设备。
参考文献
[1]逢焕成.我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析[J].中国土壤与肥料，2006（5）：5-10.
[2]姚斌.我国滴灌产品质量分析及研究对策[J].节水灌溉，2016（6）：94-96.
[3]高本虎.GB/T 19812.2—2017，塑料节水灌溉器材-第2部分：压力补偿式滴头及滴灌带[S].北京：中国标准出版社，2017.
[4]高本虎.SL571—2013，节水灌溉设备水力基本参数测试方法[S].北京：中国标准出版社，2013.
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