[發(fā)明專利]一種稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111587848.5
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114208627B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳濤濤;金治雄;張姝;李博昊;王博;于建明;李佳偉;劉浩然;李超;沈佩瑤;陳子健
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: A01G25/00
• 分類號: A01G25/00;A01G25/16;E03B3/02
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21241
• 代理人: 呂敏

1.一種稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括控制模塊及與其連接的分別設(shè)置于稻田的土壤剖面溶液自動采集模塊、田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測模塊和稻田灌溉排水決策模塊，所述控制模塊通過定時控制器連接土壤剖面溶液自動采集模塊，控制其定時采樣；控制模塊根據(jù)田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測模塊的水位差，控制稻田灌溉排水決策模塊的灌溉或排水，控制模塊檢測并跟蹤記錄采集的數(shù)據(jù)；

在稻田無外排水的情況下，所述田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測模塊包括有底桶和物聯(lián)網(wǎng)超聲波水位計A、B，在有底桶內(nèi)外分別設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)超聲波水位計A、B，監(jiān)測生育期內(nèi)有底桶內(nèi)外水位，同時確保有底桶內(nèi)外水稻種植密度和水肥管理方式一致；扣除降水量后，有底桶內(nèi)每日水位差即為原位稻田蒸騰蒸發(fā)量，有底桶外每日水位差即為原位稻田的耗水量，有底桶內(nèi)外二者之差即為滲漏通量，實際稻田水位差即為原位稻田的耗水量；

在稻田水外排存在橫向滲漏的情況下，所述田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測模塊包括有底桶、無底桶及物聯(lián)網(wǎng)超聲波水位計A、B，在有底、無底桶內(nèi)分別設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)超聲波水位計A、B，監(jiān)測生育期內(nèi)有底、無底桶內(nèi)水位，同時確保有底、無底桶內(nèi)水稻種植密度和水肥管理方式一致；扣除降水量后，有底桶內(nèi)每日水位差即為原位稻田蒸騰蒸發(fā)量，無底桶內(nèi)每日水位差即為原位稻田的耗水量，有底、無底桶內(nèi)水位之差即為滲漏通量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述有底桶、無底桶高度、直徑及埋入深度相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述有底桶的高度60cm，直徑40～100cm，埋入深度為35～45cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述稻田灌溉排水決策模塊包括田面蒸騰蒸發(fā)滲漏監(jiān)測模塊的超聲波水位計B、超聲波智能水表、水位控制閥、灌水管路、排水管路、灌水電磁閥、排水電磁閥，所述超聲波水位計B置于待測稻田內(nèi)，連接控制模塊的電路板傳輸信號，超聲波智能水表安裝在灌水管路上，用于觀測計量整個水稻生育期的實時流量，并與控制模塊的電路板連接傳遞信號，用于監(jiān)控整個水稻生育期灌溉情況；控制模塊的電路板信號輸出端分別連接灌、排水管路上的灌水電磁閥和排水電磁閥，根據(jù)水位情況和灌水情況，實時啟閉排水或灌水電磁閥；水位控制閥設(shè)置于灌水管路靠近稻田面的端部，用于出現(xiàn)故障時強制止水。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述超聲波水位計A、超聲波水位計B外設(shè)有超聲波護罩。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述超聲波護罩為不透明管，沿縱向開有縫隙，所述縫隙從地面至地面下35～55cm，所述縫隙寬度為8-10mm，且入土端為楔形、錐臺形或錐形結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述控制模塊的控制方法為：

當田面水位L稻田蓄水上限時，啟動排水電磁閥，開始排水，排至蓄水上限；

當灌水上限L≤蓄水上限，且遇到強降水時，則再次排水至蓄水上限；

當L≤灌水下限時，啟動灌水電磁閥開始灌溉，灌至灌溉上限，關(guān)閉灌水電磁閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述稻田智能灌排及土壤剖面溶液采集監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述土壤剖面溶液自動采集模塊包括采樣探頭、單向閥Ⅰ、單向閥Ⅱ、加壓泵、負壓泵、管路A、管路B和集液瓶，所述采樣探頭由陶土頭和PVC管通過密封膠密封連接，在PVC管頂部設(shè)置堵頭構(gòu)成，管路A一端伸入陶土頭底部，另一端伸出PVC管頂部，其上依次連接管路接頭和單向閥Ⅱ，管路接頭連接加壓泵；管路B一端置于密封膠處，另一端伸出PVC管，其上連接單向閥Ⅰ，PVC管端部連接集液瓶，集液瓶通過管路連接負壓泵。