[發明專利]一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202010940680.0
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112119885B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 曹素靜怡;許文超;劉勇;張雷;施寧濤
• 申請（專利權）人: 黑龍江東部節水科技集團股份有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;A01G25/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

1.一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置，其特征在于：它包括聲壓單元(1)、灌溉主管(2)、共振閥門(6)和灌溉支管(7)，所述聲壓單元(1)布置在灌溉主管(2)上，接收電信號(3)命令發出聲波(4)并在灌溉主管(2)內產生聲壓，所述灌溉支管(7)數量為多個，多個灌溉支管(7)沿灌溉主管(2)的長度方向布置，每個灌溉支管(7)均通過共振閥門(6)與灌溉主管(2)相連，所述共振閥門(6)包括共振膜片(8)、隔板(9)和閥門管路(10)，所述閥門管路(10)與灌溉主管(2)相連，所述閥門管路(10)內設置有隔板(9)，所述隔板(9)內設置共振膜片(8)，所述多個灌溉支管(7)中有兩個灌溉支管(7)分別設置在灌溉主管(2)開始端的低聲壓處和末端的高聲壓處。

2.根據權利要求1所述的一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置，其特征在于：所述灌溉主管(2)上設置有消振單元(5)。

3.根據權利要求2所述的一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置，其特征在于：所述消振單元(5)為彎頭或凹形管。

4.根據權利要求3所述的一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置，其特征在于：所述聲壓單元(1)設置在凹形管端處。

5.根據權利要求1所述的一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置，其特征在于：所述共振閥門(6)中通過隔板(9)形成多個空腔(15)，每個空腔(15)內均設置有共振膜片(8)且共振膜片(8)的厚度不相同。

6.根據權利要求1所述的一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置，其特征在于：所述多個灌溉支管(7)布置在灌溉主管(2)的不同聲壓處。

7.一種如權利要求1所述的基于聲壓驅動的灌溉控制裝置的控制方法，其特征在于：聲壓單元(1)的振動膜片與灌溉主管(2)貼緊，聲壓單元(1)接收電信號(3)命令，聲壓單元(1)根據控制命令發出制定頻率的聲波(4)，聲波(4)在灌溉主管(2)中以駐波的形式傳播，并在灌溉主管(2)中產生聲壓信號；聲壓單元(1)在灌溉主管(2)水路中傳播的聲壓信號傳遞到灌溉支管(7)端口處，聲壓通過共振控制共振閥門(6)的開關；當共振膜片(8)靜止時，受水壓作用，共振膜片(8)作為堵頭限制水流的流動，當共振膜片(8)在一定頻率的駐波聲壓驅動下發生共振，此時共振膜片(8)上下左右來回與隔板(9)發生振動碰撞，振動達到一定程度時，水流從共振膜片(8)、閥門管路(10)以及隔板(9)之間的縫隙中流過；通過提前實驗獲得水流與聲壓之間的關系函數Q＝f₁(I)，式中Q為水流速，I為聲壓，函數由平緩段(13)和激增段(14)組成，將聲壓范圍控制在激增段(14)內。

8.根據權利要求7所述的一種基于聲壓驅動的灌溉控制裝置的控制方法，其特征在于：根據公式f_n＝nc/2L計算駐波波峰波谷的位置，式中L為灌溉主管(2)的長度，c為聲音在水中的傳播速率1500m/s，n代表頻率的階次，f_n代表管道中第n階次頻率，根據波峰波谷的出現位置設置灌溉支管(7)。