[發明專利]一種負壓灌溉系統及其方法

在審

• 申請號: 201410072079.9
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103875509A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 冀榮華;祁力鈞;高萬林;王婷婷;李鑫
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01G27/00
• 分類號: A01G27/00;A01G25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種負壓灌溉系統及其方法，尤其是涉及可自動調控負壓的地下灌溉系統及其方法。?

背景技術

負壓地下灌溉技術是針對溫室盆栽作物而提出的一種新型節水主動灌溉技術。該技術將灌水器深埋于盆體底部，利用作物水分生理特性和土壤毛管吸力特性，使灌水器中水分自動滲入土壤，從而在輸水管內形成負壓。在大氣壓的作用下，水從供水器被壓入輸水管來補充灌水器中流入土壤的水分，從而保證整個系統不間斷地運行，實現作物對水分連續自動獲取，將被動灌溉變為主動灌溉。在負壓灌溉系統中，供水器與灌水器間的水平面高程差決定了負壓地下灌溉系統的供水吸力。?

現有技術中，供水吸力基本固定不變，這導致了如下的問題：（1）作物在不同的生長階段對水分的需求不同，但現有的負壓灌溉系統對作物的供水不能按照作物的需求來供給，這樣既達不到最佳的灌溉效果，也導致了水利用率的低下，造成水資源的浪費；（2）一個負壓灌溉系統僅適用于一種或習性類似的幾種作物，不能廣泛的應用于各種作物，當其他作物采用該灌溉系統時，還需對其進行改進以適應不同作物的需求，工作繁瑣，效率低下，同時也導致了費用的上升。?

發明內容

為解決上述問題，本發明提出利用土壤濕度傳感器實時監測土壤中含水量，在控制器內將實時土壤含水量與作物當前實際需水量的專家信息相結合，制定?最佳灌水量決策。根據最佳灌水量決策驅動步進電機的轉向和轉速，控制升降臺的垂直位置，調整供水器位置，從而實現動態調整負壓地下灌溉系統的供水吸力，進而實現動態調整土壤含水量，以真正實現按作物所需供水。?

本發明提供一種負壓地下灌溉系統，其包括負壓地下灌溉裝置，負壓地下灌溉裝置在負壓作用下對作物進行灌溉。?

進一步的，所述負壓地下灌溉裝置包括供水器、灌水器和連接二者的連接管件，供水器位于地上，灌水器處于地下，供水器中儲存有供灌溉的水，通過連接管件連接到灌水器，在負壓作用下，水由供水器經連接管件流到灌水器，實現對作物灌溉。?

進一步的，所述負壓地下灌溉系統還包括負壓調節裝置，負壓調節裝置對所述負壓地下灌溉系統的負壓進行自動調節，所述負壓調節裝置包括土壤濕度傳感器、控制器、托臺和托臺高度調節器，土壤濕度傳感器探測土壤濕度，傳送濕度信號到控制器，控制器包括存儲器，存儲器中儲存有作物生長專家系統，控制器將其獲得的土壤濕度信息與專家系統中的作物所需濕度信息相比較，得出灌溉策略，控制器根據灌溉策略發出命令至托臺高度調節器，托臺高度調節器調節托臺高度，供水器安裝于托臺上，供水器高度隨托臺的高度變化而變化，從而導致負壓變化，從而調節供水吸力；所述托臺高度調節器包括下底座、上平臺、導軌、步進電機、滾珠絲杠、聯軸器、托臺和電機安裝塊，步進電機安裝于電機安裝塊上，電機安裝塊為冂形，下部與上平臺相連，聯軸器位于上平臺和電機安裝塊之間，步進電機通過聯軸器驅動滾珠絲杠轉動，滾珠絲杠另一端可旋轉的安裝于底座上，在平行于滾珠絲杠且位于滾珠絲杠的兩側設置導軌，導軌一端安裝于底座上，另一端連接于上平臺，托臺被滾珠絲杠驅動沿導軌上下滑動，帶動置于托臺上的供水器上下移動，從而調節灌溉系統的負壓。?

本發明還提供了一種供水吸力可自動調控的負壓地下灌溉方法，其采用了上述負壓地下灌溉系統，該方法包括如下步驟：?

（1）探測步驟，通過土壤濕度傳感器獲取土壤的濕度；?

（2）比較步驟，利用控制器將獲取的土壤濕度與專家系統存儲的相應數據做比較；?

（3）計算步驟，控制器根據比較結果，得出灌溉策略，根據灌溉策略得出所需負壓，從所需負壓計算出托臺高度；?

（4）執行步驟，調整托臺高度以得出正確的負壓，從而調節供水吸力。?

本發明可按照作物需要供水，實現智能灌溉，實現一個灌溉系統可對應多種作物，提高了用水效率和灌溉效率，節約了成本，具有經濟、智能、運行穩定、便于維護和推廣等有益效果。?

附圖說明：

圖1是本發明供水吸力可自動調控的負壓地下灌溉系統的示意圖?

圖2是托臺高度調節器和托臺示意圖?

1土壤濕度傳感器，2栽培土箱，3灌水器，4控制器，5步進電機，6供水器，7托臺高度調節器，8電機安裝塊，9聯軸器，10螺母，11托臺,12滾珠絲杠，13導軌?

具體實施方式

為使本發明實施目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。?