計量是否精準，決定著農(nóng)業(yè)用水的精細化程度。隨著我國節(jié)水型灌區(qū)建設的不斷推進，優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉用水計量方式成為農(nóng)業(yè)節(jié)水的必然趨勢。
“以往的農(nóng)業(yè)用水水費計量多是按面積進行預估，這種計量方式是不符合節(jié)水灌溉要求的?！敝袊r(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所劉戰(zhàn)東博士說。近年來，大中型灌區(qū)節(jié)水與現(xiàn)代化改造迫切需要完善灌溉用水計量系統(tǒng)，然而由于農(nóng)田覆蓋面積大、環(huán)境復雜，灌溉用水計量工作面臨著需要遠程抄表、野外無電源供電、計水設施遭破壞或盜竊等難題。
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所非充分灌溉原理與新技術團隊的劉戰(zhàn)東牽頭研發(fā)了“遠程無線微功耗農(nóng)田灌溉用水智能計量技術”。該技術集微功耗超聲波流量傳感器、微功耗管理模塊、微功耗無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、多維移動報警及數(shù)據(jù)采集處理模塊等功能于一體，專為農(nóng)業(yè)用水遠程監(jiān)控設計，可廣泛適用于高標準農(nóng)田、高效節(jié)水灌溉示范區(qū)、現(xiàn)代化灌區(qū)、農(nóng)場灌溉管理以及農(nóng)田灌溉用水計量。
“我們利用超聲波在介質中傳播速率一定的原理，在管道中設置一對超聲波發(fā)生器。超聲波按一定規(guī)律發(fā)射信息波，水流就加載了聲波信息，接收器接收到水流信息后，對信息進行解析，從而得到準確的水量數(shù)據(jù)?！毖邪l(fā)人員說。
搭載“遠程無線微功耗農(nóng)田灌溉用水智能計量技術”的計量儀器具有四個顯著特點：一是儀器殼體采用不銹鋼或鑄鐵件，儀表頭采用鋁合金密封防爆結構，防護等級高，可實現(xiàn)水淹情況下的正常工作。二是微功耗設計可滿足野外使用的要求，內(nèi)置鋰電池可以連續(xù)工作3～6年。三是儀器采用先進的空間感知技術，一旦裝置被盜或被破壞，監(jiān)控裝置將被喚醒，并立即定位、記錄軌跡，同時將信息上報云平臺或用戶手機，提醒設備異常。四是儀器可直觀展示瞬時流量、流速等多項流量數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)，在出現(xiàn)通訊不正常、電量不足等故障時，能及時保存數(shù)據(jù)。內(nèi)置無線通訊模塊，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程分析處理和監(jiān)控，提升了農(nóng)田灌溉管理的精準化和高效化程度。
“這項技術具有自動雙向流量測量、現(xiàn)場瞬時流量、正反向累計總量顯示、獨有的防爆多維度移動檢測等功能，所有模塊都集成在一個防爆金屬殼內(nèi)，無任何導線等暴露部件，徹底堵住了暴力破壞及偷拆卸更換的漏洞，實現(xiàn)了一機安全測流監(jiān)控。”劉戰(zhàn)東說。
“遠程無線微功耗農(nóng)田灌溉用水智能計量技術”于2019年開始在中國農(nóng)業(yè)科學院新鄉(xiāng)綜合試驗基地、許昌市高效節(jié)水示范區(qū)及焦作市廣利灌區(qū)推廣應用，累計服務面積20多萬畝。同時智能化的精準管理，實現(xiàn)了流量計量誤差在5%以內(nèi)，節(jié)約灌溉用水量20%以上，大大提高了農(nóng)田灌溉用水計量的自動化、智能化、現(xiàn)代化水平。
