طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه داده بردار خودکار ناوی های دبی سنج

پیشرفت ها در زمینه تکنولوژی ساخت لوازم و تجهیزات الکترونیکی در دهه های اخیر به سرعت ادامه داشته و همین مسیله باعث پایین آمدن هزینه های تولید و سهولت دستیابی به دستگاه ها شده است. این پیشرفت ها سبب شده که حسگرها و تجهیزات الکترونیکی برای محاسبات و یا اندازه گیری های معمول، تکراری، وقت گیر و پر هزینه جایگزین عامل انسانی گردد. استفاده از ابزارهای اندازه گیری دقیق، نتایج دقیقی نیز حاصل خواهد نمود. در طرح های آبیاری اندازه گیری دقیق پارامترها اهمیت زیادی داشته و دقت این اندازه گیری ها صحت و قابل اعتماد بودن نتایج و ارزیابی هایی حاصله را در بر خواهد داشت. از جمله این پارامترها که معمولا قبل از طراحی سامانه های آبیاری و یا پس از اجرای طرح ها بمنظور ارزیابی آنها به اندازه گیری نیاز می باشد، دبی و یا حجم آب می باشد. معمولا برای اندازه گیری میزان دبی و در نهایت حجم آب از ناوی های دبی سنج‭(Flume) ‬استفاده می گردد. از جمله محاسن این ناوی ها می توان به سهولت نصب و دقت اندازه گیری اشاره کرد. اما مشکل استفاده از این ناوی ها در حال حاضر این است که برای اندازه گیری دبی گذر کرده از ناوی باید ابتدا عمق آب در حال جریان، از طریق خطکش نصب شده روی دیواره آن توسط شخص داده بردار بصورت چشمی قرایت شود. سپس با مراجعه به جداول مربوطه، دبی گذر کرده در هر لحظه محاسبه می شود. این در حالی است که در حین آبیاری کاربر قادر به قرایت دبی لحظه ای نبوده و در دوره های زمانی طولانی تر نیز بسختی امکان پذیر می باشد. همچنین مقدار حجم آب گذر کرده از شروع آبیاری (یا هر زمان خاص دیگری) در موقع استفاده از ناوی امکان پذیر نبوده و مستلزم رسم نمودار دبی-زمان و محاسبه سطح زیر منحنی می باشد. در این طرح، به منظور رفع مشکلات بالا، دستگاهی برای اندازه گیری و ثبت خودکار دبی و حجم آب گذر کرده از ناوی دبی سنج طراحی و ساخته شد. این دستگاه دارای مدار فرستنده و گیرنده های مافوق صوت بوده که با ارسال و دریافت امواج مافوق صوت و اندازه گیری مدت زمان رفت و برگشت امواج، فاصله سطح آب تا حسگر را محاسبه می کند. سپس با توجه به فاصله نصب شده حسگر از کف ناوی دبی سنج، ارتفاع آب در ناوی را اندازه گیری کرده و با استفاده از فرمول ها و روابط مربوطه، دبی جریان آب گذرکرده محاسبه شده و نتایج حاصله برای استفاده های بعدی بر روی حافظه های قابل حمل ذخیره می گردد. از ویژگی های این دستگاه می توان به استفاده از صفحه نمایشگر بزرگ و لمسی، فهرست ها و گزینه های فارسی، سهولت کاربری، ذخیره اطلاعات، انعطاف پذیری و... اشاره کرد. پس از طراحی و ساخت، دستگاه بر روی ناوی های دبی سنج نصب شده و کارآیی دستگاه در آزمایشگاه و مزرعه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی ها علاوه بر مطابقت با نتایج حاصله از قرایت چشمی، حکایت از صحت و دقت کارکرد دستگاه و انتقال صحیح و مطمین داده ها داشت. دقت اندازه گیری عمق آب در ناوی دبی سنج، یک میلیمتر و حداقل فاصله زمانی بین اندازه گیری ها یک ثانیه می باشد. با استفاده از حافظه قابل حمل یک گیگابایتی می توان حدود سی میلیون داده اندازه گیری شده را ذخیره کرد. واژهای کلی دی: اتوماسیون، ناوی دبی سنج، میکرو کنترلر، دبی