[發明專利]一種非充分灌溉的自動控制裝置

無效

• 申請號: 200710178129.1
• 申請日: 2007-11-27
• 公開（公告）號: CN101167437A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 王鳳新;康紹忠;馮紹元;侯曉燕;丁日升
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;G05B19/042
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 李光松

技術領域

本發明屬于農業現代化田間管理節水技術及自動化控制設備領域，尤其是一種非充分灌溉的自動控制裝置。

背景技術

非充分灌溉技術是在缺水條件下以追求作物水分利用效率最高、兼顧作物產量與品質的現代節水灌溉技術。該技術推廣的關鍵是要有一種能夠有效控制土壤水分上下限的灌水方法。

相對于土壤體積含水量或重量含水量，土壤水勢被普遍認為更能表征土壤水分對于作物的有效性。因而，可以通過控制土壤水勢的上下限來控制土壤水分的上下限。土壤負壓計是目前國內外普遍使用的一種測定土壤水勢的常規儀器，由于它體積小、價格適中、攜帶方便等優點在田間廣泛使用，為農業節水灌溉做出了貢獻。

目前使用的土壤負壓計一般由陶土頭、輸水管和真空表組成，需要工作人員及時記錄真空表的讀數并與所設的目標值進行比較以確定作物是否缺水，灌溉時灌溉系統由人工操作起來相當費時費力。全自動化灌溉系統在國內由于其造價昂貴，在農業上尚未普及。同時，灌溉時對于土壤水分上限的控制往往不重視或者控制得不理想。

發明內容

本發明的目的是提供一種非充分灌溉的自動控制裝置，其特征在于，所述自動控制裝置為負壓計上的集氣管連接真空表，真空表上安裝兩個霍爾感應器；霍爾感應器通過導線和放大電路連接，放大電路通過單片機和電源控制電路連接，電源控制電路控制供水裝置。

所述負壓計包括集氣管3、改裝的真空表6、連通管2和陶土頭1；集氣管的上端有注水口，用橡皮塞4和螺紋蓋子5密封，旁側有一個接口與真空表6連接，連通管2在集氣管3下端，通過塑料管與陶土頭1相接。

所述真空表的正面朝上，真空表內的指針針頭改為磁性材料。

所述真空表的量程為0～-80kPa，在該量程的刻度用不同的顏色來表征缺水的程度。

所述霍爾感應器包括粘結在真空表內設定的上限負壓計讀數處的第一霍爾感應器8、設定的下限負壓計讀數處的第二霍爾感應器15；且在真空表表頭的背面。

所述供水裝置包括水泵12、與水泵12連接的貯水箱13和輸水管14。

本發明的有益效果：

(1)本發明提供的基于土壤水勢的非充分灌溉自動控制裝置是直讀式，在量程范圍內，可以設定不同的目標水勢，并且可同時控制土壤水分的上下限，避免因過量灌溉而造成的水分深層滲漏和肥料淋失。

(2)本發明輕便簡單、造價低廉，適用于農田、溫室中作物的自動化灌溉，易于推廣，在節約用水方面發揮一定的積極作用。

附圖說明

圖1為非充分灌溉的自動控制裝置的結構示意圖。

圖2為改裝的真空表放大圖。

具體實施方式

本發明提供一種非充分灌溉的自動控制裝置，圖1所示為非充分灌溉的自動控制裝置的結構示意圖。圖中負壓計上的集氣管3連接真空表6，在真空表內設定的上限負壓計讀數處的第一霍爾感應器8、設定的下限負壓計讀數處的第二霍爾感應器15；且在真空表表頭的背面。兩個霍爾感應器通過導線和放大電路9連接，放大電路9通過單片機10和電源控制電路11連接，電源控制電路11控制供水裝置的水泵12，及與水泵12連接的貯水箱13和輸水管14。

所述負壓計包括集氣管3、改裝的真空表6、連通管2和陶土頭1；集氣管的上端有注水口，用橡皮塞4和螺紋蓋子5密封，旁側有一個接口與真空表6連接，連通管2在集氣管3下端，通過塑料管與陶土頭1相接。

上述真空表6的正面朝上，真空表內的指針針頭改為磁性材料；真空表的量程為0～-80kPa，在該量程的刻度用不同的顏色來表征缺水的程度。

當土壤逐漸變干時，負壓計指針開始轉動，當其轉動到霍爾感應器的下限負壓計讀數處位置，真空表的指針上的磁性材料就會給霍爾感應器一個信號，該信號通過放大電路傳到單片機，由單片機識別該信號是來在土壤水分上限還是下限；當土壤水分達到下限時，由單片機發出一個信號給電源控制電路，電源打開，水泵啟動，系統開始灌水；系統灌水后，當土壤濕潤鋒下移到陶土頭的位置，真空表指針開始回轉，當回轉到對應土壤水分上限的霍爾感應器時，該霍爾感應器給單片機一個信號，單片機識別判斷后給電源控制電路一個信號，從而關閉電源，系統停止灌水。

本發明解決現有技術的不足，提供一種造價低廉、易于操作、面向農戶的基于土壤水勢的非充分灌溉方法與自動控制裝置，利用傳感技術和微電子器對土壤水分進行自動控制，根據用戶的實際需要，設定不同的目標水勢值，在土壤缺水的情況下，實現對田園的自動灌溉，灌水后當土壤濕潤到一定程度后系統又可以自動停止灌水，已達到節約用水、省時省力、合理灌溉的目的。