[發明專利]一種變量灌溉施肥裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201510376413.4
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN104969708B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 李加念;馬澤宇;吳昊
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: A01C23/04
• 分類號: A01C23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種變量灌溉施肥裝置及其控制方法，屬于灌溉施肥技術領域。

背景技術

微灌系統在發展設施農業、節水農業和生態農業等方面具有日益突出的重要作用，灌溉施肥作為微灌系統的主要內容，是實現作物高產、高效和優質的重要技術手段。

目前，國內外常用的灌溉施肥方式有機械注入式、水力驅動比例式施肥泵、壓差式施肥罐和文丘里施肥器等。機械注入式具有輸入肥液濃度均勻的優點，但需要泵及動力裝置，設備投入及能耗較大，且需對其進行管理與維護；水力驅動比例式施肥泵利用進入泵的水體形成壓差水頭作為動力，驅動活塞或隔膜將肥液注入灌溉管道，施肥精度高、工作穩定，但其施肥比例僅取決于管道壓力及流量，難以通過施肥泵本身控制施肥濃度，而且其成本很高；壓差式施肥罐的結構簡單、成本低，但存在施肥濃度前大后小的缺點，即在灌溉施肥過程中，隨著灌溉水不斷進入液肥貯罐中而使罐內肥料濃度逐漸降低，從而嚴重影響施肥效果；文丘里施肥器因結構簡單、成本低、使用方便而且不需外部動力等優點而被廣泛應用，其缺點在于吸肥量主要受主管入口水流影響，施肥器本身不能主動調節施肥濃度。而且，上述灌溉施肥方式除機械注入式外，難以實現自動控制，且只能對單一肥料溶液或營養液進行實時施肥，若要施用多種肥液或營養液，只能分時進行或預先通過人工將多種肥料溶液或營養液混合，費時費力，容易造成預混肥液的浪費。

綜上所述，目前灌溉施肥領域的不足之處在于性價比不高難以推廣應用或者不便自動定量調節施肥濃度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：本發明提供一種低成本、低功耗、能同時對多種肥液或營養液進行施肥的變量灌溉施肥裝置及其控制方法，用于解決目前灌溉施肥領域的性價比不高難以推廣應用或者不便自動定量調節施肥濃度的問題。

本發明技術方案是：一種變量灌溉施肥裝置，包括水流電磁閥1、流量變送器2、混合緩沖箱3、母液罐、母液電磁閥、清洗電磁閥6和控制器7；所述混合緩沖箱3設有入水口34、出水口35、第一母液入口31、第二母液入口32、第三母液入口33、清洗出口36；所述母液罐包括第一母液罐41、第二母液罐42和第三母液罐43；所述母液電磁閥包括第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52和第三母液電磁閥53；所述控制器7包括單片機MSP430F2132、電磁閥驅動電路和人機交互單元；

所述混合緩沖箱3的入水口34與流量變送器2的出口端相連，流量變送器2的入口端與所述水流電磁閥1的出口端相連，水流電磁閥1的入口端與水源主干管相連，混合緩沖箱3的出水口35與微灌管網的入口相連；第一母液入口31、第二母液入口32和第三母液入口33分別與第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52和第三母液電磁閥53的出口端相連，第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52和第三母液電磁閥53的入口端分別與第一母液罐41、第二母液罐42和第三母液罐43的出口相連，混合緩沖箱3的清洗出口36與清洗電磁閥6的入口端相連；

所述水流電磁閥1、第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52、第三母液電磁閥53和清洗電磁閥6的控制端分別與所述電磁閥驅動電路的輸出端相連，電磁閥驅動電路的輸入端與單片機MSP430F2132的I/O端口相連，所述流量變送器2的輸出端與單片機MSP430F2132的外部中斷端口相連。

所述混合緩沖箱3為水平放置的圓柱體狀，由PVC材質一體化成型而制成，混合緩沖箱3的長度是其橫截面直徑的3倍，其上的入水口34、出水口35、母液入口和清洗出口36均為圓管接口，母液入口包括第一母液入口31、第二母液入口32、第三母液入口33，入水口34和出水口35的管徑均為混合緩沖箱3橫截面直徑的1/3，三個母液入口的管徑相同且不超過入水口34管徑的1/2，清洗出口36的管徑不大于入水口34的管徑且不小于母液入口的管徑；入水口34和出水口35分別垂直安裝于混合緩沖箱3圓柱體結構的兩個底面上，并使入水口34和出水口35的圓心均位于底面中垂直于水平方向的直徑上且距混合緩沖箱3頂端的1/3處；三個母液入口等間距設于混合緩沖箱3的正上方，并使第一母液入口31位于距混合緩沖箱3入口底面5cm處，第三母液入口33在混合緩沖箱3上的位置不超過混合緩沖箱3總長度的2/3；這樣的結構設計，可使水和肥料母液或營養液在混合緩沖箱3中充分混合均勻后再經出水口35流出。清洗出口36設于混合緩沖箱3正下方且靠近出水口35，用于排泄混合緩沖箱3中的殘余肥液或清洗液。