[發明專利]一種恒壓噴灌控制系統與方法

有效

• 申請號: 201710416852.2
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107896946B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 胡永光;劉鵬飛;鹿永宗;江豐;王升
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;江蘇新田風科農業發展有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 蔡棟

1.一種恒壓噴灌控制系統的噴灌控制方法，其特征在于，

所述的恒壓噴灌控制系統，包括：控制器(1)、人機交互界面(2)、壓力傳感器(3)、土壤水分傳感器(4)、變頻器(5)、水泵(6)；壓力傳感器(3)和土壤水分傳感器(4)與控制器(1)的輸入端相連；人機交互界面(2)通過RS-485與控制器(1)輸入端相連；變頻器(5)的輸入端與控制器(1)的輸出端相連；水泵(6)連接變頻器(5)的輸出端；所述土壤水分傳感器(4)位于待檢測植物根系1/4～1/3深度處，用以表征植物干旱情況；

所述的噴灌控制方法，具體包括以下步驟：

步驟1，在控制器(1)中輸入壓力設定值和土壤水分下限設定值；

步驟2，測量噴灌區域所在地塊的坡度X₁；

步驟3，根據所選噴頭參數和噴頭間距a、支管間距b確定噴灌強度X₂；所述噴頭參數包括流量q和噴頭射程R；

步驟4，測量植物根系深度L；

步驟5，在人機交互界面(2)輸入噴灌區域的坡度X₁、噴灌強度X₂和植物根系深度L；

步驟6，根據所需入滲深度L₁和濕潤鋒運移速率Y₁計算所需的噴灌時間T，T＝L₁/Y₁；

步驟7，當土壤水分傳感器(4)檢測到其所處位置處土壤含水量低于土壤水分下限設定值時，開啟水泵(6)；

步驟8，所述的恒壓噴灌控制系統運行后，當壓力傳感器(3)檢測到管道中的水壓低于壓力設定值時，打開變頻器(5)，增加水壓；當壓力傳感器(3)檢測到管道中的水壓高于壓力設定值時，打開變頻器(5)，減小水壓；

步驟9，當水泵(6)運行的時間到達T時，關閉水泵，噴灌結束，等待下一個噴灌周期的開始。

2.根據權利要求1所述的噴灌控制方法，其特征在于，所述入滲深度L₁＝(A₁*X₁+B₁*X₂+C₁)*L，-0.007≤A₁≤-0.001、0.01≤B₁≤0.04、0.35≤C₁≤0.45。

3.根據權利要求1所述的噴灌控制方法，其特征在于，所述濕潤鋒運移速率Y₁＝A₂*X₁+B₂*X₂+C₂，-0.006≤A₂≤-0.018、0.016≤B₂≤0.1、0.862≤C₂≤1.4。

4.根據權利要求1所述的噴灌控制方法，其特征在于，所述噴灌強度X₂的確定具體計算如下：

步驟1，根據設計風速和風向確定噴頭間距a、支管間距b；當設計風速為0.3～1.6m/s時，垂直風向下a＝b＝(1.1～1)R；平行風向下a＝b＝1.3R；當設計風速為1.6～3.4m/s時，垂直風向下a＝b＝(1～0.8)R；平行風向下a＝b＝(1.3～1.1)R；當設計風速為3.4～5.4m/s時，垂直風向下a＝b＝(0.8～0.6)R；平行風向下a＝b＝(1.1～1)R；R為噴頭射程；

步驟2，根據噴頭射程R、噴頭間距a和支管間距b確定布置系數C_p＝πR²/ab；

步驟3，根據設計風速確定噴灑水利用系數η_p，當設計風速低于3.4m/s時，η_p＝0.8～0.9；當設計風速為3.4～5.4m/s時，η_p＝0.75～0.8；

步驟4，當噴頭為多支管多噴頭同時全圓噴灑時，風系數K_W＝1；

步驟5，根據上述參數確定噴灌強度q為流量。