8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)研究與田間監(jiān)測(cè)

張　平，王全喜，程錦遠(yuǎn)，李永龍，翟改霞，錢　旺

(中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 呼和浩特分院，呼和浩特　010020)

?

8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)研究與田間監(jiān)測(cè)

張平，王全喜，程錦遠(yuǎn)，李永龍，翟改霞，錢旺

(中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 呼和浩特分院，呼和浩特010020)

摘要：闡述了8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的設(shè)計(jì)與研發(fā)，并通過(guò)安裝在8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程啟停系統(tǒng)及調(diào)頻控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圓形噴灌機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及作物生長(zhǎng)環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，保證噴灌機(jī)與實(shí)施地水源、土壤、氣候、作物、地形及經(jīng)濟(jì)性等多方面因素的結(jié)合。同時(shí)，分析采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，掌握了地下水位變化、土壤不同土層含水率變化及噴灌機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等影響作物生長(zhǎng)的因素，改善了圓形噴灌機(jī)在信息化實(shí)時(shí)監(jiān)控方面的不足，保障了圓形噴灌機(jī)示范工作的推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：圓形噴灌機(jī)；數(shù)據(jù)采集；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；調(diào)頻控制；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

0引言

電動(dòng)圓形噴灌設(shè)備體積龐大、功能復(fù)雜，集合了水利、機(jī)械、車輛、自動(dòng)化、農(nóng)作物及土壤學(xué)等眾多學(xué)科技術(shù)。如果要使電動(dòng)圓形噴灌機(jī)發(fā)揮出增產(chǎn)致富的效力，必須充分考慮到電動(dòng)圓形噴灌機(jī)與實(shí)施地水源、土壤、作物、地形、氣候及經(jīng)濟(jì)等多方面因素的適應(yīng)情況[1-2]。近幾年，很多地區(qū)在推廣應(yīng)用圓形噴灌機(jī)灌溉大田作物過(guò)程中，暴露出了諸多問(wèn)題，如沒(méi)有充分考慮到自然降水量及地下水位變化等因素，造成地下水位越來(lái)越低，水越抽越少的情況；沒(méi)有充分考慮到作物不同生育期內(nèi)需水要求及灌水定額等，未正確地實(shí)時(shí)調(diào)整噴灌機(jī)的工作運(yùn)行參數(shù)，使噴灌機(jī)沒(méi)有真正發(fā)揮效益；沒(méi)有考慮到噴灌機(jī)的電量使用情況，致使很多農(nóng)牧戶覺(jué)得耗電量大，后期停用圓形噴灌機(jī)等。這些因素影響了電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的灌溉質(zhì)量及效率，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，阻礙了電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的推廣應(yīng)用[3-4]。

1整機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1　8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)結(jié)構(gòu)及參數(shù)

8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)由中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院呼和浩特分院研制，其結(jié)構(gòu)由中心支軸、桁架跨體、塔架車、帶尾槍的末端懸臂及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)5大部分組成[5]。中心支軸通過(guò)地角螺栓或者錨鏈固定在混凝土基座上，作為整個(gè)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的中心樞紐。中心支軸出水口一端連接帶有噴頭的桁架跨體，兩兩桁架跨體之間又通過(guò)行走塔架車依次相連，在末端的塔架車上伸出一帶有尾槍的末端懸臂，擴(kuò)大其噴灑面積；控制柜安裝在中心支軸上，用來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)行及水量控制等；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也安裝在中心支軸上，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制地塊數(shù)據(jù)及噴灌機(jī)運(yùn)行狀態(tài)[6]。8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌設(shè)備結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1，設(shè)備示意圖如圖1所示。

表1　設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

1.2　工作原理

8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的中心支軸通過(guò)地角螺栓或者錨鏈固定在混凝土基座上，作為整個(gè)設(shè)備旋轉(zhuǎn)的中心樞紐，中心支軸豎管底部的90°彎頭是設(shè)備的供水口，水流經(jīng)中心支軸豎管與旋轉(zhuǎn)彎頭進(jìn)入主管道，通過(guò)主管道的輸送，經(jīng)由安裝在其上的噴灑豎管到達(dá)噴頭，噴灑到地塊上。設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)塔架車的行走得以實(shí)現(xiàn)，多跨裝有噴頭的桁架跨體支承在若干個(gè)塔架車上，之間用柔性軟管聯(lián)接，以適應(yīng)坡地作業(yè)。在每個(gè)塔架車上，配有防水電機(jī)作為行走動(dòng)力，還配有電控同步系統(tǒng)用來(lái)啟閉塔架車上的電機(jī)。噴灌機(jī)運(yùn)行時(shí)，在電控系統(tǒng)控制下最先啟動(dòng)末端塔架車上電機(jī)，當(dāng)相鄰兩個(gè)桁架形成一個(gè)不大于1°角的工況時(shí)，塔架車上端塔盒內(nèi)同步控制機(jī)構(gòu)起作用，啟動(dòng)相鄰塔架車上的電機(jī)，塔架車就依次運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，繞著中心支軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了圓形噴灑作業(yè)[7]。

1.中心支軸　2.桁架跨體　3.塔架車　4.末端懸臂　5.遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

2.1　中心支軸處多附唇形旋轉(zhuǎn)密封

中心支軸部分的關(guān)鍵部件是唇形旋轉(zhuǎn)密封，其密封好壞直接影響了噴灌機(jī)的供水情況，本設(shè)備的密封處采用了多附唇形密封機(jī)構(gòu)。工作時(shí)，水自下而上流動(dòng)，水從中心支軸豎管流經(jīng)多附唇形密封圈時(shí)，在水壓作用下，撐開多附唇形密封圈的下側(cè)及內(nèi)側(cè)鋸齒形附唇，保證內(nèi)側(cè)多層鋸齒形附唇與中間套管緊密貼合，下側(cè)鋸齒形附唇與中間豎管緊密貼合，從而確保管路密封性能，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.中間套管　2.多附唇形密封圈　3.中心支軸豎管

2.2　塔盒內(nèi)同步行程導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

由多跨體組成的電動(dòng)圓形噴灌機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)控制末端塔架車來(lái)控制設(shè)備的整體運(yùn)行，只有當(dāng)末端塔架車開始行進(jìn)時(shí)，其他塔架車才會(huì)間斷移動(dòng)。因所有運(yùn)行塔架車上的電機(jī)轉(zhuǎn)速都相同，所以每個(gè)更靠近中心支軸的塔架車上的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間要成比例的縮短；當(dāng)末端驅(qū)動(dòng)塔架車開始行走時(shí)，其他的驅(qū)動(dòng)塔架車才會(huì)間斷的移動(dòng)，這樣才能夠使所有的跨體都保持在一條直線上[8]。為了保證這一點(diǎn)，就需要有保持設(shè)備各跨體運(yùn)行同步的機(jī)構(gòu)，即同步行程導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)主要由行程導(dǎo)桿、轉(zhuǎn)軸、爪形凸輪盤、微動(dòng)開關(guān)①、微動(dòng)開關(guān)②及電機(jī)接觸器等部分組成，如圖3所示。

1.電機(jī)接觸器　2.轉(zhuǎn)軸　3.行程導(dǎo)桿　4. 微動(dòng)開關(guān)②

除了末端塔架車外，其余每個(gè)塔架車的跨體外側(cè)都安裝著行程導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的一端連接在塔盒底部的一根轉(zhuǎn)軸上，能夠進(jìn)行小距離的移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸上端連接著一個(gè)爪形凸輪盤。當(dāng)末端塔架車開始行進(jìn)時(shí)，和末端塔架車臨近的塔架車(即倒數(shù)第2跨)上的行程導(dǎo)桿開始被慢慢旋轉(zhuǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)爪形凸輪盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)爪形凸輪盤控制著行程開關(guān)的開啟與閉合，從而造成電機(jī)接觸器的觸發(fā)或停止，并且輸送或斷開電源給塔架車下端的減速電機(jī)，使這個(gè)塔架車趕上末端塔架車，從而使這兩個(gè)跨體保持在一條直線上。當(dāng)?shù)箶?shù)第2跨一開始移動(dòng)時(shí)，又使倒數(shù)第3跨的塔架車造成了新的角度偏差，觸發(fā)電機(jī)接觸器的吸合，引發(fā)倒數(shù)第3跨的運(yùn)行。這個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程使每個(gè)塔架車按照特定的時(shí)間開始動(dòng)作，使得各跨體一直保持在一條直線上。

2.3　遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程傳輸功能于一體的精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照及現(xiàn)場(chǎng)拍照等與作物生長(zhǎng)相關(guān)的環(huán)境參數(shù)，更能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及噴灌機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)輸送到用戶手中，為用戶及時(shí)調(diào)整農(nóng)藝及灌溉制度提供數(shù)據(jù)資料，有效降低田間現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境管理風(fēng)險(xiǎn)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)組成，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

其中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、光照傳感器、攝像頭、太陽(yáng)能板及外接電源等組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)的采集，實(shí)物如圖5所示。

圖4　噴灌機(jī)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖

Fig.4The principle diagram of the sprinkler remote data monitoring system

圖5　遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)由PC機(jī)、防水箱、DTU模塊及供電電源等硬件設(shè)備及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)組成。配置參數(shù)的PC機(jī)與DTU連接原理圖如圖6所示。

圖6　數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)

2.4　遠(yuǎn)程啟停系統(tǒng)

電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的遠(yuǎn)程啟停系統(tǒng)是基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸和MCGS組態(tài)軟件模塊，以PC機(jī)或手機(jī)短信的形式遠(yuǎn)程遙控噴灌機(jī)的啟停，用戶在未到達(dá)大型噴灌機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的情況下，可以通過(guò)該系統(tǒng)遠(yuǎn)程啟停噴灌設(shè)備，方便對(duì)噴灌機(jī)的實(shí)時(shí)操作。遠(yuǎn)程啟停系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、預(yù)裝有MCGS嵌入版的觸摸屏電腦、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、上位PC機(jī)、MCGS通用版組態(tài)軟件和相應(yīng)的應(yīng)用軟件等組成，原理如圖7所示。

遠(yuǎn)程啟停系統(tǒng)還附帶有短信報(bào)警功能。短信報(bào)警終端通過(guò)開關(guān)量輸入節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接，設(shè)定初始值后，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制終端發(fā)送警報(bào)短信給用戶手機(jī)，確認(rèn)警情；然后，用戶可以選擇性的用自己的手機(jī)發(fā)送控制指令啟停噴灌機(jī)。所有通信都基于無(wú)線通訊，只要有手機(jī)信號(hào)就可以實(shí)施通訊，進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。

圖7　遠(yuǎn)程啟停系統(tǒng)原理圖

2.5　調(diào)頻控制系統(tǒng)

在電動(dòng)圓形噴灌機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由于灌溉面積、農(nóng)作物生長(zhǎng)要求及用水目標(biāo)等因素的不同，水的應(yīng)用情況也有所不同。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，僅通過(guò)出水口調(diào)節(jié)閥的節(jié)流來(lái)控制噴灌系統(tǒng)管道壓力，會(huì)增加管道阻力，造成電能的較大浪費(fèi)。本設(shè)備是通過(guò)變頻技術(shù)控制噴灌機(jī)供水水泵電機(jī)的啟動(dòng)電流，使輸水管道中的水壓保持恒定或產(chǎn)生微小波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)限制水泵啟動(dòng)電流，穩(wěn)定工作水壓的目的，從而提高噴灌均勻度，同時(shí)大大降低能源消耗。

電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的調(diào)頻控制系統(tǒng)主要由PC機(jī)、變頻器、壓力傳感器等硬件及組態(tài)軟件開發(fā)平臺(tái)等組成，原理如圖8所示。

圖8　調(diào)頻控制原理圖

3田間監(jiān)測(cè)

3.1　田間監(jiān)測(cè)地基本情況

田間監(jiān)測(cè)地位于內(nèi)蒙古鄂托克前旗昂素鎮(zhèn)哈日根圖嘎查，屬于中溫帶溫暖型干旱、半干旱大陸性氣候，冬寒漫長(zhǎng)，夏熱短促，干旱少雨，風(fēng)大沙多，蒸發(fā)強(qiáng)烈，日光充足；多年平均降水量為260.6mm，降水量年內(nèi)分配不均勻；7-8月降水量一般占年降水量的30%~70%，6-9月降水量一般占年降水量的60%~90%。

該監(jiān)測(cè)地在當(dāng)?shù)鼐哂写硇?，土地面積連片平整，有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的基本機(jī)械設(shè)備，牧區(qū)牧戶有多年使用大型噴灌機(jī)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，有較好的大型噴灌機(jī)運(yùn)行及維修條件；水源有保證，電力供應(yīng)充足，電壓滿足設(shè)備作業(yè)要求；土壤條件滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，有無(wú)限通訊網(wǎng)絡(luò)，方便噴灌設(shè)備遠(yuǎn)程智能信息化監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)。

3.2　田間監(jiān)測(cè)內(nèi)容

3.2.1地下水位及土壤含水量的監(jiān)測(cè)

通過(guò)在8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的供水井處放置水位傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水位的監(jiān)測(cè)，從而分析得出噴灌對(duì)地下水位的影響程度。同時(shí)，通過(guò)在距離地表分別10、20、40、60cm不同深度土層上埋設(shè)水分傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同深度土層土壤含水量的監(jiān)測(cè)，掌握噴灌對(duì)不同深度土層土壤含水量的影響。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，分析得出變化曲線，具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化曲線分別如圖9和圖10所示。

圖9　地下水位變化曲線

圖10　不同土層土壤含水量變化曲線

根據(jù)地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：在5-8月期間，地下水位變化較緩，水位大致在距地表以下350cm左右波動(dòng)，表明該處噴灌強(qiáng)度不超過(guò)土壤入滲速率，地下水量能夠及時(shí)自動(dòng)補(bǔ)給、水量充足，完全能夠保證作物生長(zhǎng)需水；從8-10月中旬，該地區(qū)進(jìn)入雨季，自然降水量增大，地下水補(bǔ)給速率大于灌溉用水速率，地下水位上升，最高時(shí)地下水位可以達(dá)到距地表260cm左右，充分說(shuō)明該地區(qū)的噴灌強(qiáng)度對(duì)地下水位變化影響不大，不會(huì)造成地下水位越來(lái)越低，水越抽越少的情況出現(xiàn)。

從0～30cm淺層土壤含水率變化趨勢(shì)可以看出：噴灌機(jī)剛開始灌溉時(shí)，土壤含水量顯著增加，灌溉10天以后，土壤含水量開始逐漸下降，到6月底土壤含水率降到最低點(diǎn)8.5%左右，說(shuō)明該監(jiān)測(cè)區(qū)土壤保水性較差，水分不容易聚集，對(duì)生育期內(nèi)需水量較大的作物而言，應(yīng)提高灌水定額。對(duì)比0~30cm與40~60cm不同深度土層，可以得出0～30cm淺層土壤含水量明顯高于40～60cm深層土壤含水量，充分說(shuō)明了對(duì)作物的水分補(bǔ)充主要集中在土壤表層。雖然土壤保水性較差，水分易下滲，但不會(huì)產(chǎn)生深層滲漏，這將有效提高作物生長(zhǎng)期水分利用率，保證農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。從曲線可以得出，該處的田間最大持水量大致在10%～11%左右。

3.2.2電動(dòng)圓形噴灌機(jī)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)

通過(guò)對(duì)8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)和維蒙特圓形噴灌機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比監(jiān)測(cè)，分析安裝和未安裝調(diào)頻控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備節(jié)水與節(jié)電效果的影響。同時(shí)，應(yīng)用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)作物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，為進(jìn)一步的科學(xué)灌溉提供數(shù)據(jù)支撐。設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示；作物的生長(zhǎng)環(huán)境因子監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如圖11所示。

表2　設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

圖11　作物生長(zhǎng)環(huán)境因子監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出：8DYP-315型圓形噴灌設(shè)備相比維蒙特圓形噴灌機(jī)而言，節(jié)電30%左右，節(jié)水10%左右。節(jié)電的主要原因在于調(diào)頻控制系統(tǒng)的使用。未安裝調(diào)頻控制系統(tǒng)時(shí)，水壓不能調(diào)節(jié)，水壓處于最大值；安裝有調(diào)頻控制系統(tǒng)可以使水壓由原來(lái)的35psi調(diào)整為20psi，等同于電機(jī)功率的下降。電機(jī)的功率與水泵葉輪轉(zhuǎn)速成正比立方的關(guān)系，在保證噴灌機(jī)噴頭霧化的條件下，合理減低水泵葉輪轉(zhuǎn)速，會(huì)使水泵功率迅速下降，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)電。另外，由于水壓降低使單位時(shí)間內(nèi)噴頭的出水量減少，可以使噴灌機(jī)低速慢行，導(dǎo)致噴灌機(jī)行走電機(jī)更多時(shí)間處于非運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，起到節(jié)電效果。節(jié)水的主要原因在于：同時(shí)安裝有土壤濕度傳感器和調(diào)頻控制系統(tǒng)會(huì)使灌溉更加合理，有了灌溉的尺度，方便控制，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)量灌溉。由于噴灌機(jī)是用走走停停的辦法控制行走速度的，所以適當(dāng)?shù)恼{(diào)低水壓，可以使出水速度減?。患词箛姽鄼C(jī)行走速度減慢，但使得噴灑更加均勻，灌溉過(guò)程避免出現(xiàn)地表徑流，更合理地利用水資源。

同時(shí)，調(diào)頻控制系統(tǒng)還可以起到穩(wěn)定電流和水壓的作用，杜絕了水泵啟動(dòng)帶來(lái)的噴灌機(jī)電源跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，保證使噴灌機(jī)始終工作在水壓恒定的合理狀態(tài)，節(jié)電節(jié)水，運(yùn)行可靠。

4結(jié)論

設(shè)計(jì)并研制了8DYP-315型電動(dòng)圓形噴灌機(jī)，該噴灌機(jī)具有以下特點(diǎn)：①中心支軸旋轉(zhuǎn)密封處采用多附唇形密封技術(shù)，可提高設(shè)備密封性能及防止管道漏水；②圓形噴灌設(shè)備配備了智能噴灌設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，提高了自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與控制；③研發(fā)了精準(zhǔn)灌溉控制系統(tǒng)，采用變頻技術(shù)，對(duì)水泵電機(jī)的啟動(dòng)電流及水壓進(jìn)行控制，限制啟動(dòng)電流，穩(wěn)定水壓，起到節(jié)電、節(jié)水效果。

通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行噴灌設(shè)備信息化監(jiān)測(cè)，更準(zhǔn)確地掌握監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)電動(dòng)圓形噴灌機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及灌溉土壤的數(shù)據(jù)情況。其中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了噴灌機(jī)現(xiàn)場(chǎng)空氣和土壤溫濕度的監(jiān)測(cè)、噴灌機(jī)的水壓、水位、流量、電量及運(yùn)行情況等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。這為電動(dòng)圓形噴灌設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)作物生長(zhǎng)農(nóng)藝要求提供了基礎(chǔ)性保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭才有,儀修堂,薛桂寧,等.我國(guó)噴灌設(shè)備的研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].排灌機(jī)械,2005(1):1-6.

[2]周和平,趙登明,禹鋒.我國(guó)節(jié)水灌溉灌水器研究現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2007(5)：68-70.

[3]孫文峰,程亨曼,李孝存,等.我國(guó)噴灌設(shè)備現(xiàn)狀與市場(chǎng)前景分析[J].農(nóng)機(jī)化研究，2005(1):63-64.

[4]王新澤.噴灌技術(shù)存在的問(wèn)題及建議[J].甘肅科技縱橫,2007(2):74-75.

[5]鄭耀泉.噴灌與微灌設(shè)備[M].北京：水利電力出版社, 1998.

[6]周立華,仝炳偉.時(shí)針式噴灌節(jié)水試驗(yàn)示范區(qū)噴灌效果分析與研究[J].節(jié)水灌溉,2008(6):24-26.

[7]嚴(yán)海軍,金宏智,李軍葉,等.圓形和平移式噴灌機(jī)塔架車的縱向穩(wěn)定性[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2005(11)：48-51,17.

[8]苑嚴(yán)偉,徐海港,姜金鑄,等.電動(dòng)平移式噴灌機(jī)行走同步控制與仿真[J].科技導(dǎo)報(bào),2010,28(14):80-84.

Abstract ID:1003-188X(2016)11-0209-EA

Study and Field Monitoring of 8DYP-315 Type Electric Circular Sprinkler

Zhang Ping，Wang Quanxi，Cheng Jinyuan， Li Yonglong，Zhai Gaixia，Qian Wang

(Hohhot Branch of Chinese Academy of Agricultural Mechanical Sciences, Hohhot 010020, China)

Abstract：The design and research of 8DYP-315 type electric circular sprinkler were expounded in the paper. And based on the systems installed on the 8DYP-315 type electric circular sprinkler such as remote data monitoring system, remote start-stop system and frequency modulation control system,the real-time monitoring and controlling on the the related data of the crop growth environment and the running stat of the sprinkler were supervised. And in this way, it could guarantee a combination of the sprinkler and factors that influence the crop growth such as ground water, soil, climate, crop, topography and economy. At the same time,by analyzing the monitoring data,the factors that influence the crop growth such as the changes of underground water level, the soil moisture content changes of the different layers and sprinkler operation condition and so on were mastered. So that the circular sprinkler’insufficient in the aspect of information real-time monitoring can be improved,and the further promotion of circular sprinkler demonstration will be ensured.

Key words：circular sprinkler； data collection； remote monitoring； frequency control； real-time monitoring

中圖分類號(hào)：S275.5；S49

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-188X(2016)11-0209-05

作者簡(jiǎn)介：張平(1983-),男,內(nèi)蒙古扎蘭屯人,工程師,碩士, (E-mail)zhangping11112007@163.com。

基金項(xiàng)目：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAD06B04)

收稿日期：2015-10-12