GB∕T 43908-2024 水肥一体化设备

CCSB912024-04-25发布2024-11-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国农业机械标准化技术委员会(SAC/TC201)归口。本文件起草单位：江西沃邦农业科技股份有限公司、江苏绿港现代农业发展股份有限公司、大禹节水集团股份有限公司、农业农村部规划设计研究院、中国农业机械化科学研究院集团有限公司、鹰潭沃正邦科技有限公司、中国农业大学、江西省农业科学院农业工程研究所、河北泽田节水科技有限公司、广东杰诗实业投资有限公司、中国农业科学院农田灌溉研究所、农业农村部南京农业机械化研究所、江苏省农业机械试验鉴定站、泰安市农业科学院、九禾股份有限公司、宁波市富金园艺灌溉设备有限公司、山东博云现代农业科技有限公司、河北润农节水科技股份有限公司、山东淋毒智慧农业科技有限公司、黑龙江惠达科技股份有限公司、山东圣大节水科技有限公司、德阳市新泰自动化仪表有限公司、新疆优联云农科技有限公司、河北海峰电子科技有限公司、湖南省林业科学院、鹰潭市农业技术推广中心、江西省农业技术推广中心、大通回族土族自治县蔬菜技术服务中心、南京农业大学、鹰潭市泰尔物联网研究中心有限公司、银川沃尔森节水灌溉有限公司、北京金河水务建设集团有限公司、新疆兵团勘测设计院集团股份有限公司、中工武大设计集团有限公司、广西科学院、山东恒略标准化服务有限公司、襄阳金美科林农业开发有限公司、凯盛浩丰农业集团有限公司。1本文件规定了水肥一体化设备的产品型号、技术要求、检验规则、标志、包装、运输与贮存，描述了相应的试验方法。本文件适用于农作物灌溉施肥用管网前端配套的水肥一体化设备的设计、制造、安装和检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T4208—2017外壳防护等级(IP代码)GB/T5667农业机械生产试验方法GB/T9254.1—2021信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第1部分：发射要求GB/T9480农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械使用说明书编写规则GB10395.1农林机械安全第1部分：总则GB10395.8农林拖拉机和机械安全技术要求第8部分：排灌泵和泵机组GB10396农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械安全标志和危险图形总则GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T23821机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离JB/T5673—2015农林拖拉机及机具涂漆通用技术条件JB/T9832.2—1999农林拖拉机及机具漆膜附着性能测定方法压切法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。根据农作物需求，对水分和养分进行综合调控和一体化管理，为灌溉管网提供满足作物水肥要求的设备。注1:水肥一体化设备一般由灌溉泵、变频装置、施肥装置、过滤装置、监测装置和控制装置等组成。注2:水肥一体化设备按照控制方式分为自动水肥一体化设备和手动水肥一体化设备，按照施肥装置与灌溉主管路的连接方式分为旁路式和主路式。最大水肥流量maximumwater-fertilizerflowrate在制造厂规定的正常运行状态下，水肥一体化设备能提供的满足作物水肥要求的水肥流量最大值。2压力损失pressureloss在制造厂规定的正常运行状态下，主管路灌溉泵出口处压力与水肥出口处压力的差值。水肥一体化设备的施肥装置肥液流量与灌溉水肥流量的比值。示例：肥液流量为2L/h,灌溉水流量为198L/h,得出水肥一体化设备水肥流量为200L/h,则水肥流量比为最大吸肥流量maximumfertilizationflowrate在制造厂规定的施肥装置正常运行状态下，施肥装置能提供的肥液流量最大值。动态运行均匀性uniformityinmotion当水肥流量比设定为某一固定值时，随着灌溉水流量变化，自动水肥一体化设备能通过控制装置调节施肥装置的肥液流量，实现设备在允许变化范围内的固定水肥流量比下运行。4产品型号水肥一体化设备型号由分类代号、特征代号、主参数代号等组成，具体如下： —最大吸肥流量：单位为升每小时(L/h)—最大水肥流量：单位为立方米每小时(m³/h)—特征代号：S——手动设备；A——自动设备—大分类代号：排灌机械类示例：设备提供最大水肥流量15m³/h、最大吸肥流量500L/h的自动水肥一体化设备的型号表示为：8SFA-15-5005技术要求5.1安全要求5.1.1水肥一体化设备(以下简称“设备”)应采取GB10395.1和GB10395.8规定的适用的安全要求和(或)措施，并应按照GB10395.1规定的设计原则，通过充分的风险减少措施达到可接受的风险水平。5.1.2设备外露运动件等对人员易产生伤害的部位应设置安全防护装置，防护装置应符合GB10395.1和GB10395.8的规定。人体上、下肢触及危险区的安全距离应符合GB/T23821的规定。5.1.3在正常操作时存在遗留(剩余)风险的部件附近应设置符合GB10396规定的安全标志，安全标志应在使用说明书中重现。使用说明书应包括提醒操作者的安全注意事项。5.1.4设备应配置专用控制箱，控制箱应有可靠的接地保护装置，控制箱体应能防止水进入箱体内。设备应设有漏电、过载保护装置和急停按钮。电气导线应加绝缘套管并固定牢靠；电气装置和所有外露可导电部分都应连接到保护接地电路上，在动力电路导线和保护接地电路之间施加500V电压时其绝缘电阻不应小于20MΩ。设备的外壳防护等级应符合GB/T4208—2017中规定的IP54。35.1.5设备在触发失效保护时，应能发出声、光或即时通信信息的报警提示。5.1.6设备通信与控制系统电磁兼容发射要求限值应符合GB/T9254.1—2021中附录A的规定。5.2一般要求5.2.1设备的所有零部件应经检验合格后(外协、外购件应有合格证明文件)方可使用。设备与水、肥液或水肥接触的所有管件、过滤装置、施肥装置、阀门、灌溉泵的材料应为耐腐蚀的不锈钢材质或聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)塑料。5.2.2设备过滤装置过滤精度不应低于178μm(80目)。清洗过滤装置的废水应单独排放或集中收集处理。5.2.3设备外壳和管路应有清晰、耐久的水流方向标志。5.2.4使用说明书应按GB/T9480的规定编制。5.2.5设备各零部件及连接处应密封可靠，不应出现水、肥液或水肥泄漏现象。管路承压能力不应小于设计压力的1.5倍，使用的压力表准确度不应低于1.0级。5.2.6设备应至少具有如下功能：——灌溉水压力、肥液流量、水肥电导率(EC)和酸碱度(pH)等主要参数的监测功能；——灌溉时间控制功能；——EC、pH超限报警功能；——自动设备具有水肥流量比和施肥时间控制功能。5.3性能指标设备在环境温度5℃~40℃、相对湿度5%～90%、大气压力0.080MPa～0.106MPa、额定电压220V/380V的条件下运行时，性能指标应符合表1的规定。表1性能指标序号性能指标1最大水肥流量/(m³/h)≥企业明示值2最大水肥流量控制偏差/%3压力损失/MPa≤企业明示值4最大吸肥流量/(L/h)≥企业明示值5EC控制准确度/%6pH控制准确度/%7EC控制均匀度/%8pH控制均匀度/%9自动设备动态运行均匀性/%超限报警率/%设备启停正常率/%阀门控制正常率/%平均故障间隔时间/h使用有效度/%45.4漆膜质量和外观质量5.4.1设备漆膜外观和厚度应符合JB/T5673—2015中TQ-4-SC-DM的规定，漆膜附着力不应低于JB/T9832.2—1999规定的Ⅱ级。5.4.2设备外观应整洁、平滑，表面不应有磕碰、划痕和其他机械损伤；焊接件的焊缝表面应无气孔、夹6试验方法6.1试验条件6.1.1设备在5.3规定的条件下运行，电源电压波动不大于±5%;测试用水应为清洁水，水温为5℃6.1.2试验用肥液配制量不少于试验用量的2倍，肥液EC为60mS/cm±0.5mS/cm。6.1.3试验用酸性肥液配制量不少于试验用量的2倍，肥液pH为3.0±0.1。6.1.4试验用仪器设备应经过计量检定或校准且在有效期内。仪器设备准确度应符合表2的要求。表2仪器设备准确度要求序号被测参数量程准确度要求1时间2温度0℃~100℃3相对湿度0%～100%4流量0m³/h～250m³/h0.5级5压力0MPa～1.6MPa0.4级6绝缘电阻72.0～12.00.1级80mS/cm～200mS/cm0.1级6.2安全项目检验6.2.1对5.1.1～5.1.6规定的安全要求项目，检验方法按GB10395.1、GB10395.8、GB/T23821、GB10396相应的规定。安全标志和编制说明采用目测的方法，对照产品使用说明书检测安全标志的数量和位置是否符合要求，同时用浸过汽油的布擦拭标志15s,观察有无破损和卷边现象。其他安全要求项目，采用目测、手感和(或)常规量具检测方式逐项进行检查、测定。6.2.2设备通信与控制系统电磁兼容发射要求限值按GB/T9254.1—2021中第6章的规定进行测定。6.3一般项目检验6.3.1对5.2.1～5.2.4规定的项目：零部件(包括外购件、外协件)核查有无检测报告和(或)合格证明文件；零部件材料核查检测报告和采购文件；其他采用目测或常规量具逐项进行检测。6.3.2设备开启后使管道内保持水满，关闭进出口水阀，并关闭设备电源，用施压泵加压至设备灌溉水最大压力的1.5倍，保持1h,检查各连接部位有无渗漏现象。6.3.3在进行6.4～6.12规定的试验期间目测检查或通过人为调节触发，判定设备是否具有5.2.6规定5GB/T43908—2024的各项功能。6.4最大水肥流量与控制偏差设备的灌溉泵在规定性能下运行，开启设备进出水阀门并调至最大开度，调节施肥装置各管路阀门使水肥流量比达设定值(作物水肥要求值),稳定运行5min后，每隔3min测量1次设备出水口水肥流量(即读取1次流量计的测量值),共计5次，按公式(1)计算最大水肥流量，按公式(2)计算最大水肥流量控制偏差。 式中：Qmx——最大水肥流量，单位为立方米每小时(m³/h);Q₄——第k次读取的流量计的测量值，单位为立方米每小时(m³/h);δ——最大水肥流量控制偏差；Q。——最大水肥流量设定值，单位为立方米每小时(m³/h)。6.5压力损失设备的灌溉泵在规定性能下运行，调整主管路进出水阀门、施肥装置各管路阀门使水肥流量比达设定值(作物水肥要求值),稳定运行5min后，每隔3min同时读取主管路灌溉泵出口处压力表和水肥出口处压力表的测量值，共计5次，设备压力损失按公式(3)计算。测压点前直管段长度不小于5d,测压点后直管段长度不小于2d(d为管路直径)。式中：△P——压力损失，单位为兆帕(MPa);P₁——第i次读取的主管路灌溉泵出口处压力表的测量值，单位为兆帕(MPa);Pc——第i次读取的水肥出口处压力表的测量值，单位为兆帕(MPa)。6.6最大吸肥流量设备的灌溉泵在规定性能下运行，将施肥装置吸肥通道所有阀门调至最大开度，稳定运行5min后开始测量，每隔3min测量1次施肥装置各吸肥通道的肥液流量，连续测量并记录5次，设备的最大吸肥流量按公式(4)、公式(5)计算。………………))式中：M;——第j次测量的最大吸肥流量，单位为升每小时(L/h);n——吸肥通道数量；T;——第i个吸肥通道的吸肥流量，单位为升每小时(L/h);6GB/T43908—2024Mx——最大吸肥流量，单位为升每小时(L/h)。6.7自动设备动态运行均匀性设定自动设备的水肥流量比为1:50,调节灌溉水流量分别为灌溉泵规定流量的80%、90%、100%、110%、120%,并分别通过控制装置自动调节施肥装置肥液流量，实现设备在设定状态下正常运行，稳定运行5min后进行测量，分别测量5个灌溉水流量值和对应的肥液流量值，对应每个灌溉水流量共测量5次，每次间隔3min,按公式(6)分别计算灌溉水流量为灌溉泵规定流量的80%、90%、100%、110%、120%时对应的实测水肥流量比的平均值。Q.——第n个灌溉水流量对应的实测水肥流量比的平均值；Qwr——第n个灌溉水流量对应的第m次肥液流量实测值，单位为立方米每小时(m³/h);Qms——第n个灌溉水流量对应的第m次灌溉水流量实测值，单位为立方米每小时(m³/h)。按公式(7)计算自动设备动态运行均匀性。式中：Dw——自动设备动态运行均匀性。6.8EC控制均匀度及准确度6.8.1设定EC目标值为2.0mS/cm,开启设备至制造厂规定的正常运行状态，稳定运行5min后，每隔1min在水肥出口处接取水肥1次，连续取样5次，用电导率计测量EC。6.8.2EC控制均匀度及准确度按公式(8)～公式(11)计算。 x——EC平均值，单位为毫西门子每厘米(mS/cm);x,——第j次测量EC值，单位为毫西门子每厘米(mS/cm);sa——EC标准差，单位为毫西门子每厘米(mS/cm);v——EC控制均匀度；xr——EC设定值，单位为毫西门子每厘米(mS/cm)。7GB/T43908—20246.9pH控制均匀度及准确度6.9.1设定pH目标值为6.0,开启设备至制造厂规定的正常运行状态，稳定运行5min后，每隔1min在水肥出口处接取水肥1次，连续取样5次，用酸碱度计测量水肥pH。6.9.2pH控制均匀度及准确度按公式(12)～公式(15)计算。z——pH平均值；x,——第j次测量pH;v₂——pH控制均匀度；P——pH控制准确度；z,——pH设定值。6.10超限报警率………………(12)…………(13)按制造厂使用说明书给出的操作方法，设备在正常运行状态下稳定运行，分别人为调整各个报警参数至报警状态值，触发报警功能。对每个报警参数重复进行5次，两次间隔时间为2min,按公式(16)计算超限报警率。R——第m个参数报警成功次数；Y——测试的报警参数个数。6.11设备启停正常率按制造厂使用说明书给出的操作方法，分别启、停设备各10次，启、停时间间隔为2min,按公式(17)计算设备启停正常率。a——设备启停正常率；N——设备正常启、停总次数。…………………对于具有自动/远程控制启动、停机功能的设备，设定控制启动、停机的参数，达到设定值时设备能8GB/T43908—2024够启动、停止，则确定为设备正常启、停。6.12阀门控制正常率按制造厂使用说明书给出的操作方法，分别打开、关闭设备的各个阀门，每个阀打开、关闭各3次，打开、关闭时间间隔为2min,按公式(18)计算阀门控制正常率。β——阀门控制正常率；W——阀门正常打开、关闭总次数；f——设备配置的阀门数量。对于具有自动/远程控制打开、关闭功能的阀门，设定控制阀门打开、关闭的参数，条件达到设定值时阀门能够打开、关闭，则确定阀门正常打开、关闭。6.13可靠性6.13.1通则采用定时截尾试验方法，试验样机为2台，每台试验样机总工作时间为150h,样机按制造厂使用说明书规定进行正常作业。试验期间应记录试验样机的工作情况、故障情况、修复情况等，试验时间精确到“min”。试验时间的分类、故障统计与判断原则、故障分类原则按照GB/T5667的规定。在可靠性考核期间，样机出现了致命故障，平均故障间隔时间、使用有效度应为不合格。6.13.2平均故障间隔时间平均故障间隔时间按照公式(19)计算。式中：MTBF——平均故障间隔时间，单位为小时(h);T,——可靠性考核期间的班次作业时间，单位为小时(h);r——可靠性考核期间样机发生的严重故障和一般故障总次数(当r=0时，按r=1计)。使用有效度按照公式(20)计算。K—使用有效度；Tg——可靠性考核期间的班次故障排除时间，单位为小时(h)。6.14漆膜外观、厚度和附着力采用目测法检查漆膜外观，漆膜厚度按JB/T5673—2015的规定进行测量，漆膜附着力按JB/T9832.2—1999的规定进行测量。97检验规则7.1.1每台设备应经制造厂质量检验部门检验合格，并附有产品质量合格证方可出厂。7.1.2每台设备出厂前应按表3的检验项目进行出厂检验，全部检验项目均应合格。如有不合格项目允许修复、调整，并提交复检，复检仍不合格则判定该产品不合格。7.2型式检验7.2.1有下列情况之一时，需要进行型式检验：——新产品定型鉴定和老产品转厂生产；——正式生产后，结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能；——工装、模具的磨损可能影响产品性能；——长期停产后，恢复生产；——批量生产，周期性检验(一般每2年进行1次);——出厂检验结果与上次型式检验有较大差异。7.2.2采取随机抽样，在制造厂抽样时，应是制造厂近12个月内生产安装验收交付的合格产品，检查批量不应少于10台；在用户和经销部门抽样不受此限，抽取样本为2台。样机抽取封存后至检验工作结束期间，除按使用说明书规定进行保养和调整外，不应再进行其他调整、修理和更换。7.2.3型式检验项目按其对产品质量的影响程度，分为A、B、C3类。A类为对产品质量有重大影响的项目，B类为对产品质量有较大影响的项目，C类为对产品质量影响一般的项目，见表3。表3检验项目分类项目分类检验项目对应技术要求条款对应试验方法条款出厂检验型式检验类项A安全要求√√2最大水肥流量表1—√3EC控制准确度表1—√4pH控制准确度表1√B1使用说明书5.2.46.3.1√√2设备功能5.2.66.3.3√√3最大水肥流量控制偏差表1√4压力损失表1——√5最大吸肥流量表1√6EC控制均匀度表1—√7pH控制均匀度表1——√8自动设备动态运行均匀性表1——√9超限报警率表16.10—√平均故障间隔时间表16.13.2 √表3检验项目分类(续)项目分类检验项目对应技术要求条款对应试验方法条款出厂检验型式检验类项C1零部件检验/合格证明文件5.2.16.3.1√√2与水、肥液或水肥接触件材料5.2.16.3.1√√3过滤装置过滤精度5.2.26.3.1√√4清洗过滤装置废水5.2.26.3.1√√5水流方向标志5.2.36.3.1√√6零部件及连接处密封5.2.5√√7