[發明專利]一種水溶性肥料精準施肥裝置及施肥方法

在審

• 申請號: 201710167413.2
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN108566807A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 李磊;黃衛正;宋汝波;王愛軍
• 申請（專利權）人: 山東施可豐生態農業工程有限公司
• 主分類號: A01C23/04
• 分類號: A01C23/04;A01C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及農業施肥設備領域，具體地說，涉及一種水溶性肥料精準施肥裝置及施肥方法。包括電控系統、調速系統、回饋傳感器和執行器；采用實時回饋、動態調整電流以達到調整執行器輸出功率的方法達到精準施肥的目的。本發明能夠實現對水溶性肥料使用的精準控制，在水費一體化過程中起到節肥、省時、省力的作用，其中，調速系統采用的步階參數、微分因子、積分因子三個約束參數能使系統很快調整到穩態運行，從而提高裝置對水溶性肥料使用的精準性，并簡化操作。

技術領域

本發明涉及農業施肥設備領域，具體地說，涉及一種水溶性肥料精準施肥裝置及施肥方法。

背景技術

水肥一體化是當今科技、綠色農業發展的必然趨勢。嚴格控制水、肥的用量是水肥一體化的核心，肥料的使用量、使用時機更是重中之重。

水肥一體化所用的肥料必須是水溶性的，結合灌溉系統做到水肥同施。現階段水肥同施的方法主要是在灌溉管道中采用文丘里施肥器(或文丘里變種施肥器)的方式進行，其裝置結構如圖1所示，在灌溉管道1的旁側加設U形管道，在U形管道的中間部位連接肥料管道2，并在U形管道的兩個管口之間的灌溉管道1上安裝截止閥11。這種文丘里施肥器的主要弊端在于：1、給灌溉系統帶來了泄壓，不適用于帶壓的灌溉系統中；2、解決了泄壓的問題，但是無法控制單位時間的施肥量，無法做到精準施肥。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種水溶性肥料精準施肥裝置及施肥方法，以解決上述的技術問題。

為解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種水溶性肥料精準施肥裝置，其特征在于：包括電控系統、調速系統、回饋傳感器和執行器；

所述回饋傳感器包括安裝在灌溉管道上的水流量計和安裝在肥料管道上的注肥流量計，用于動態感知單位時間注肥量的變化，并將感知結果送入電控系統，形成下一個調整周期；

所述電控系統，用于根據采集的回饋傳感器的數據及設定的定時定量模式或保護稀釋比模式，計算出下一步的注肥量調整趨勢及目標，并將計算結果發送到調速系統；

所述調速系統，用于根據從電控系統接收的計算結果結合設定的調速步階因子、微分運算因子及積分運算因子，通過調整輸出電流的方式達到調節的目標值；

所述執行器為安裝在肥料管道上的注肥泵，用于根據調速系統輸出的不同電流工作在不同功率下，從而單位時間內向灌溉系統注入不同量的肥料。

進一步地說，所述電控系統，還用于人機交互，進行定時定量模式、保護稀釋比模式的參數輸入，及回饋傳感器的參數標定。

所述水溶性肥料精準施肥裝置的施肥方法，采用實時回饋、動態調整電流以達到調整執行器輸出功率的方法達到精準施肥的目的，包括如下步驟：

1、設置裝置工作在定時定量模式或者保護稀釋比模式下，并進行相關參數的設定；其中：

1A、定時定量模式下，設置施肥時間、施肥總量，裝置將在設定時間內均勻向灌溉系統注入設定施肥總量的肥料；

1B、稀釋比保護模式下，設置肥料和灌溉用水的最大比例，裝置將確保在不大于該設置比例的情況下，盡快向灌溉系統注入肥料；

2、回饋傳感器同時采集灌溉水的實時流量及注入肥料的實時流量；

3、電控系統根據步驟1的設置及步驟2的采集數據進行計算，得到下一步調速系統需要的調速趨勢及要達到的目標值；

4、調速系統根據電控系統的計算目標，結合預設的步階、微分、積分參數動態調整輸出到執行器的電流；

5、執行器根據調速系統輸入的電流，工作在對應的功率下，從而控制向注肥系統注入不同的肥料量。

6、重復步驟2到步驟5，最終達到穩態工作。