一種可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及一種微潤灌溉系統(tǒng)，尤其涉及一種可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國人多水少、水資源時(shí)空分布不均，水旱災(zāi)害頻發(fā)多發(fā)、水土流失嚴(yán)重，水生態(tài)環(huán)境脆弱。

人均和畝均水資源量只有2100立方米和1400立方米，僅為世界平均水平的28％和50％，北方地區(qū)土地面積占全國的64％，人口占46％，耕地占60％，地區(qū)生產(chǎn)總值占45％，而水資源量僅占全國的19％。截至2011年底，我國在連續(xù)30多年灌溉用水總量保持零增長的情況下，有效灌溉面積增加了1.72億畝，糧食總產(chǎn)量增加了5000多億斤，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)由0.30提高到0.51，畝均灌溉用水量由479立方米下降到367立方米，減少了23.4％。

我國缺水問題在很大程度上要靠節(jié)水解決，發(fā)展現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)、通過各種節(jié)水灌溉理論與技術(shù)的創(chuàng)新和采取綜合節(jié)水措施來提高水分利用效率是未來中國糧食安全保障和水資源可持續(xù)利用的根本途徑。

目前在農(nóng)田灌溉的過程中，無論是漫灌還是噴灌，在水分到達(dá)土壤根部的過程中，水分損失嚴(yán)重，即存在著大量的浪費(fèi)。而微潤灌溉是用微量的水以緩慢滲透方式向土壤給水，使土壤保持濕潤的一種新型地下灌溉方式。微潤管(水纜)是一種以半透膜為核心材料制成的軟管狀給水器，具有雙層結(jié)構(gòu)，是充分利用半透膜特性，將膜技術(shù)引進(jìn)灌溉領(lǐng)域而制成的一種新型給水器。膜壁上孔的大小允許水分子通過，而不允許較大的分子團(tuán)和固體顆粒通過。當(dāng)管內(nèi)充滿水時(shí)，水分子通過這些微孔向管壁外遷移，如果微潤管埋在土壤中，水分就會(huì)進(jìn)一步向土壤遷移使土壤濕潤，起到灌溉作用。以微潤管為給水器所構(gòu)成的灌溉系統(tǒng)稱微潤灌溉系統(tǒng)。

微潤灌溉系統(tǒng)中的水纜在埋設(shè)以后有可能因?yàn)楦鞣N意外情況導(dǎo)致破損，如野生動(dòng)物的嚙咬、他人在施工時(shí)誤挖或水纜本身質(zhì)量問題等。目前還沒有較好的檢查手段，多數(shù)要靠人工徒步去排查，但是在一些大型的項(xiàng)目(如退沙還林的沙漠綠化工程)人工排查耗時(shí)耗力，有時(shí)隱蔽的破損點(diǎn)難以被發(fā)現(xiàn)。

現(xiàn)有技術(shù)中雖有通過土壤水分傳感器去檢測水纜是否有破損而出現(xiàn)跑水的案例，但是該方案仍然只適用小范圍的灌溉項(xiàng)目，因?yàn)橥寥浪謧鞲衅髦荒芤浴包c(diǎn)”的方式檢測特定范圍大小的土壤水分含量，而大型項(xiàng)目中的水纜任意一點(diǎn)都有可能發(fā)生破損，如果密集安裝土壤水分傳感器會(huì)導(dǎo)致灌溉成本急劇上升，缺乏可行性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的弊端，提供一種可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)，包括輸水主管道和與所述輸水主管道分別連通的多個(gè)水纜，在各水纜上分別設(shè)置有電磁閥，所述各電磁閥分別電性連接至電控柜、并由電控柜控制導(dǎo)通或關(guān)閉，還包括測溫主機(jī)和分別依傍于各水纜設(shè)置的溫感光纖，所述測溫主機(jī)分別與各溫感光纖連接、并根據(jù)溫感光纖的信號而實(shí)時(shí)顯示溫感光纖上各設(shè)定位置處的溫度值。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述測溫主機(jī)包括機(jī)殼，和設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的溫感光纖接入接口單元、數(shù)據(jù)處理器、和信息輸出單元；

其中，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)所述溫感光纖接入接口單元接入的各溫感光纖的信號而計(jì)算出對應(yīng)的溫度值，并將計(jì)算出的溫度值輸出至信息輸出單元進(jìn)行輸出顯示。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的報(bào)警指示單元；

當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理器計(jì)算出的溫度值超過預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，即向所述報(bào)警指示單元發(fā)出報(bào)警信號；

所述報(bào)警指示單元根據(jù)所述報(bào)警信號輸出報(bào)警指示信息。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于水纜上的水壓穩(wěn)定器，且所述水壓穩(wěn)定器設(shè)置于電磁閥的后端。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述水纜包括位于內(nèi)圈的半透膜層和位于外圈、且包裹住所述半透膜層的無紡布層，在所述半透膜層的內(nèi)部形成水流通道；

其中，所述半透膜層由如下重量份的原料聚合而成，即

聚丙烯50份～60份，活化碳酸鈣30份～40份，三氯乙烯4份～6份，二丁酯2份～4份，抗氧化劑1份～2份，活化碳酸鈣粘合劑1份～2份。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，在所述水纜上設(shè)置有支撐架，所述溫感光纖被所述支撐架支撐而螺旋繞設(shè)于所述水纜上。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述支撐架包括套設(shè)于水纜外表面的套環(huán)、和位于所述套環(huán)之外的支撐環(huán)，所述套環(huán)和所述支撐環(huán)之間設(shè)置有支撐桿；

在所述支撐環(huán)上還設(shè)置有用于固定溫感光纖的固定卡扣。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述支撐環(huán)的外緣還均布有三個(gè)卡槽；

還包括三個(gè)均布于支撐環(huán)外側(cè)的可彎曲而抽離的鱗狀彎弧護(hù)板，所述三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板合圍而將所述支撐環(huán)封閉其中，在所述鱗狀彎弧護(hù)板位于支撐環(huán)的一側(cè)設(shè)置有與所述卡槽配合的滑軌；

所述三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板中的一個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板設(shè)置于支撐環(huán)的正上方，且其滑軌卡設(shè)于位于支撐環(huán)正上方的卡槽內(nèi)；

所述三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板中的另外兩個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板分別位于支撐環(huán)的左下方和右下方，且其滑軌分別卡設(shè)于位于支撐環(huán)的左下方和右下方的卡槽內(nèi)。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述鱗狀彎弧護(hù)板包括首尾順序?qū)盈B連接的多個(gè)彎弧板；

所述彎弧板被彎折為120度的弧形，其左右兩個(gè)側(cè)邊為平直邊，前端的側(cè)邊為半圓邊，后端的側(cè)邊為圓弧形、且其弧度與彎弧板的彎折半徑相對應(yīng)；

當(dāng)相鄰兩個(gè)彎弧板中位于前方的彎弧板被向上掀起時(shí)，該位于前方的彎弧板的后端的側(cè)邊卡合于位于后方的彎弧板的弧形上表面。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，在相鄰兩個(gè)彎弧板之間設(shè)置有彈性連接柱；

所述彈性連接柱的一端連接于位于后方的彎弧板的前端的上表面，另一端則連接于位于前方的彎弧板的后端的下表面；

當(dāng)相鄰兩個(gè)彎弧板中位于前方的彎弧板被外力作用而向上掀起時(shí)，所述彈性連接柱被拉長變形；

當(dāng)外力作用消失時(shí)，所述彈性連接柱回縮并牽引位于前方的彎弧板的后端下表面貼近位于后方的彎弧板的前端的上表面。

本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，利用溫感光纖測量各設(shè)定位置處的溫度值，若偶有溫度值超出該設(shè)定的范圍，則表明了該處有水纜破損，以至于測得的溫度值明顯低于設(shè)定的范圍，進(jìn)而根據(jù)該位置在溫感光纖上的坐標(biāo)來確定水纜破損的位置，從而達(dá)到快速定位水纜破損位置的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中的測溫主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中的水纜橫切面示意圖；

圖4為本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中的鱗狀彎弧護(hù)板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明所述可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中的鱗狀彎弧護(hù)板的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)，包括輸水主管道1和與所述輸水主管道1分別連通的多個(gè)水纜(如圖1中的水纜11、水纜12、水纜14、水纜14)，在各水纜上分別設(shè)置有電磁閥(如圖1中的電磁閥21、電磁閥22、電磁閥23、電磁閥24)，所述各電磁閥分別電性連接至電控柜2、并由電控柜2控制導(dǎo)通或關(guān)閉。為實(shí)現(xiàn)對水纜破損位置的快速定位和實(shí)時(shí)監(jiān)測，本發(fā)明中還設(shè)置了測溫主機(jī)5和分別依傍于各水纜設(shè)置的溫感光纖(如圖2中所示的依傍于水纜11的溫感光纖31、依傍于水纜12的溫感光纖32、依傍于水纜13的溫感光纖33、依傍于水纜14的溫感光纖34)，所述測溫主機(jī)5分別與各溫感光纖(如圖2中的溫感光纖31、32、33、34)連接、并根據(jù)溫感光纖的信號而實(shí)時(shí)顯示溫感光纖上各設(shè)定位置處的溫度值。在水纜未發(fā)生破損的情況下，溫感光纖上各設(shè)定位置處的溫度值均應(yīng)在一個(gè)設(shè)定的范圍之內(nèi)，若偶有溫度值超出該設(shè)定的范圍，則表明了該處有水纜破損，以至于測得的溫度值明顯低于設(shè)定的范圍，進(jìn)而根據(jù)該位置在溫感光纖上的坐標(biāo)來確定水纜破損的位置，從而達(dá)到快速定位水纜破損位置的目的。

本實(shí)施例中所述的利用分別依傍于各水纜設(shè)置的溫感光纖進(jìn)行測溫，是利用了分布式光纖感溫技術(shù)。這是一種實(shí)時(shí)、在線、多點(diǎn)的溫度傳感技術(shù)，可用于實(shí)時(shí)測量溫度場。在該分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中，光纖既是傳感器又是信號傳輸通道，系統(tǒng)利用光纖所處空間溫度場對光纖中的向后散射光信號進(jìn)行調(diào)研，再經(jīng)過信號調(diào)解、采集和處理將溫度信息實(shí)時(shí)顯示出來。在時(shí)間上，利用光纖中光波的傳輸速度和后向光回波的時(shí)間差，結(jié)合OTDR(光時(shí)域反射)技術(shù)對所測溫度點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

如圖2所示，本發(fā)明中，所述測溫主機(jī)5具體包括機(jī)殼51，和設(shè)置于機(jī)殼51內(nèi)的溫感光纖接入接口單元55、數(shù)據(jù)處理器52、和信息輸出單元53。其中，所述數(shù)據(jù)處理器52根據(jù)所述溫感光纖接入接口單元55接入的各溫感光纖(例如溫感光纖31、32、33、34)的信號而計(jì)算出對應(yīng)的溫度值，并將計(jì)算出的溫度值輸出至信息輸出單元53進(jìn)行輸出顯示。進(jìn)一步的，還在所述機(jī)殼51內(nèi)設(shè)置有報(bào)警指示單元54；當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理器52計(jì)算出的溫度值超過預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，即向所述報(bào)警指示單元54發(fā)出報(bào)警信號；所述報(bào)警指示單元54即根據(jù)所述報(bào)警信號輸出報(bào)警指示信息，以此來提醒監(jiān)控者注意。

本發(fā)明所述的可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，為了確保供水壓力穩(wěn)定，還在水纜上設(shè)置了水壓穩(wěn)定器(圖中未示)，且所述水壓穩(wěn)定器設(shè)置于電磁閥的后端。

如圖3所示，本發(fā)明所述的可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述水纜(以水纜11為例)具體包括位于內(nèi)圈的半透膜層111和位于外圈、且包裹住所述半透膜層111的無紡布層112，在所述半透膜層111的內(nèi)部形成水流通道110。本發(fā)明中，所述半透膜層111由如下重量份的原料聚合而成，即聚丙烯50份～60份，活化碳酸鈣30份～40份，三氯乙烯4份～6份，二丁酯2份～4份，抗氧化劑1份～2份，活化碳酸鈣粘合劑1份～2份。優(yōu)選的比例為聚丙烯55份，活化碳酸鈣35份，三氯乙烯5份，二丁酯3份，抗氧化劑1.5份，活化碳酸鈣粘合劑1.5份。

由于溫感光纖硬且脆，無法進(jìn)行大角度且小半徑的彎折，為此，如圖3所示，本發(fā)明中在所述水纜11上設(shè)置有支撐架61，所述溫感光纖31被所述支撐架61支撐而螺旋繞設(shè)于所述水纜11上。即通過在水纜11上平行設(shè)置多個(gè)支撐架61，以構(gòu)成一個(gè)整體的支撐架體結(jié)構(gòu)，再令溫感光纖31由前至后螺旋繞設(shè)于所述支撐架61上，也即螺旋繞設(shè)于水纜11上。設(shè)置的支撐架61不僅避免了溫感光纖31被過度彎折而引起的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，也能夠確保溫感光纖31能夠與水纜11保持住一個(gè)固定的間距，從而保證溫度測量值的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。在實(shí)際應(yīng)用中，該間距以5厘米～35厘米之間為宜。

仍如圖3所示，本發(fā)明所述的可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述支撐架61具體包括套設(shè)于水纜11外表面的套環(huán)611、和位于所述套環(huán)611之外的支撐環(huán)613，所述套環(huán)611和所述支撐環(huán)613之間設(shè)置有支撐桿612；在所述支撐環(huán)613上還設(shè)置有用于固定溫感光纖31的固定卡扣614。通過所述固定卡扣614的承托固定作用，所述溫感光纖31得以相對于支撐環(huán)613被固定而不至于竄動(dòng)。

由于本發(fā)明中所述的水纜11是深埋于土壤之內(nèi)的，并且，為了方便確定水纜的破損位置，還進(jìn)一步在水纜11之外增加設(shè)置了溫感光纖31，而溫感光纖31是硬且脆的材料，稍有不慎就會(huì)發(fā)生斷裂，這給實(shí)際施工帶來很大的不便。為此，本發(fā)明中進(jìn)一步在支撐環(huán)613的外部設(shè)置了鱗狀彎弧護(hù)板。具體來說，如圖3所示，在所述支撐環(huán)613的外緣均布設(shè)置了三個(gè)卡槽(即卡槽614、卡槽615、和卡槽616)，同時(shí)，還在支撐環(huán)613的外側(cè)均布設(shè)置了三個(gè)可彎曲而抽離的鱗狀彎弧護(hù)板(即鱗狀彎弧護(hù)板71、鱗狀彎弧護(hù)板72、和鱗狀彎弧護(hù)板73)，所述三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板合圍而將所述支撐環(huán)613封閉其中。在所述鱗狀彎弧護(hù)板位于支撐環(huán)613的一側(cè)設(shè)置有與所述卡槽配合的滑軌。具體來說，所述三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板中的一個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板71設(shè)置于支撐環(huán)613的正上方，且其滑軌711卡設(shè)于位于支撐環(huán)613正上方的卡槽614內(nèi)；所述三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板中的另外兩個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板分別位于支撐環(huán)613的左下方和右下方(即位于支撐環(huán)613左下方的鱗狀彎弧護(hù)板72和位于支撐環(huán)613右下方的鱗狀彎弧護(hù)板73)，且所述鱗狀彎弧護(hù)板72的滑軌712卡設(shè)于位于支撐環(huán)613的左下方的卡槽615內(nèi)，所述鱗狀彎弧護(hù)板73的滑軌713卡設(shè)于位于支撐環(huán)613的右下方的卡槽616內(nèi)。

采用三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板的結(jié)構(gòu)既可提升水纜11與溫感光纖31的整體強(qiáng)度，架設(shè)時(shí)不必直接握持溫感光纖31或者水纜11，以免造成溫感光纖31損壞，從而方便架設(shè)操作；另一方面，由于鱗狀彎弧護(hù)板是可彎曲且可抽離的結(jié)構(gòu)，也使得鋪設(shè)完畢水纜11及溫感光纖31后，可將所述鱗狀彎弧護(hù)板抽離出來，不至于妨礙溫感光纖31對溫度的測量。更重要的一點(diǎn)，在埋設(shè)水纜11時(shí)，若不設(shè)置鱗狀彎弧護(hù)板，則土壤會(huì)隨時(shí)散落并填埋住施工挖設(shè)的溝槽，以至于無法順利的鋪設(shè)水纜11。而在采用了鱗狀彎弧護(hù)板后，則可先將三個(gè)鱗狀彎弧護(hù)板連同水纜11和溫感光纖31整體放入施工溝槽內(nèi)，再將設(shè)置于支撐環(huán)614的正上方的鱗狀彎弧護(hù)板71抽離，使側(cè)上方的土壤進(jìn)入到鱗狀彎弧護(hù)板72和鱗狀彎弧護(hù)板73圍成的空間內(nèi)，并將水纜11、支撐架61、和溫感光纖31均掩埋其中，最后，再將位于支撐環(huán)613左下方和右下方的鱗狀彎弧護(hù)板72和鱗狀彎弧護(hù)板73抽離。然后，在下一個(gè)工位重復(fù)上述動(dòng)作，直至全部水纜11鋪設(shè)完畢。

如圖4、圖5所示，本發(fā)明所述的可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，所述鱗狀彎弧護(hù)板具體包括首尾順序?qū)盈B連接的多個(gè)彎弧板(圖4中僅以三個(gè)彎弧板81、91、101為例進(jìn)行說明，在實(shí)際操作中具體使用彎弧板的數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場需求而定)。所謂的多個(gè)彎弧板首尾順序?qū)盈B連接，即是指相鄰的兩個(gè)彎弧板中，位于前方的彎弧板的后端與位于后方的彎弧板的前端連接、且該位于前方的彎弧板的后端要置于位于后方的彎弧板的前端之上，以此類推，直至將所有彎弧板組合成鱗狀彎弧護(hù)板。

所述彎弧板(例如彎弧板81)被彎折為120度的弧形(即被彎折為如圖5中的彎弧板91一樣的形狀)，其左右兩個(gè)側(cè)邊(即側(cè)邊811和側(cè)邊812)為平直邊(兩個(gè)側(cè)邊采用平直邊的結(jié)構(gòu)可以確保鱗狀彎弧護(hù)板的兩側(cè)平齊度，從而有利于與圓周方向相鄰的鱗狀彎弧護(hù)板相互配合并防止二者之間出現(xiàn)縫隙)，前端的側(cè)邊813為半圓邊，后端的側(cè)邊814為圓弧形、且該圓弧形的弧度與彎弧板(即弧度與相鄰的彎弧板91)的彎折半徑相對應(yīng)。這樣，當(dāng)相鄰兩個(gè)彎弧板中位于前方的彎弧板(例如彎弧板81)被向上掀起時(shí)，該位于前方的彎弧板81的后端的側(cè)邊814卡合于位于后方的彎弧板91的弧形上表面，從而防止土壤自彎弧板81和彎弧板91之間的接縫處漏下，并能夠確保鱗狀彎弧護(hù)板被順利的彎曲并抽離。

進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的可快速定位水纜破損位置的微潤灌溉系統(tǒng)中，還在相鄰兩個(gè)彎弧板(例如彎弧板81和彎弧板91)之間設(shè)置有彈性連接柱9。所述彈性連接柱9的一端連接于位于后方的彎弧板91的前端的上表面，另一端則連接于位于前方的彎弧板81的后端的下表面。當(dāng)相鄰兩個(gè)彎弧板中位于前方的彎弧板81被外力作用而向上掀起時(shí)，所述彈性連接柱9被拉長變形；當(dāng)外力作用消失時(shí)，所述彈性連接柱9回縮并牽引位于前方的彎弧板81的后端下表面貼近位于后方的彎弧板91的前端的上表面。采用彈性連接柱9可確保位于前方的彎弧板81與位于后方的彎弧板91的連接緊密度，既能夠滿足二者相互之間的位移裕度，又能促使二者在相互移動(dòng)后能快速恢復(fù)原狀。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。