一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)土壤含水率自動控制的灌溉裝置，屬于農(nóng)業(yè)水土技術(shù)工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)自動灌溉大都是整個灌溉區(qū)域用一個控制系統(tǒng)，統(tǒng)一采集各分田塊的土壤含水率信息，控制系統(tǒng)再根據(jù)設(shè)置的比較程序判斷是否灌溉和灌溉的持續(xù)時間，這種灌溉模式要求有一個控制系統(tǒng)，并且傳感器要通過有線或無線的方式與控制系統(tǒng)進行通訊，同時灌溉的管路設(shè)計上要考慮各個輪灌區(qū)大小，以保證灌溉系統(tǒng)的高效性。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)自動灌溉模式在灌溉田塊中有小塊種植區(qū)時，灌溉不易布置；在小面積田塊灌溉時經(jīng)濟性不高，這些缺陷有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠根據(jù)土壤含水率實現(xiàn)自動控制的灌溉裝置。
[0004]為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，包括:灌溉壓力管道和分布于灌溉壓力管道上的若干灌溉子裝置，每個子灌溉裝置均包括:控制器、控制器供電的電源、與灌溉壓力管道連通的干管、安裝于干管上的水壓檢測器和電磁閥，水壓檢測器位于電磁閥上游，所述控制器上連接一埋設(shè)于子灌溉田塊中的土壤含水率傳感器，所述控制器根據(jù)土壤含水率檢測結(jié)果控制電磁閥。
[0005]具體地，前述電磁閥位于干管的出水口。
[0006]更優(yōu)選地，前述出水口連接多根支管，所述支管均布于子灌溉田塊中，確保灌溉均勻。
[0007]進一步地，所述控制器內(nèi)設(shè)置有:水壓檢測器開關(guān)、定時器電路、比較電路和電磁閥輸出電路。其中，水壓檢測器開關(guān)接入控制電路電源，當干管內(nèi)水壓足夠時，水壓檢測器開關(guān)閉合，控制器電源供電。定時器電路輸出作為比較器工作電源控制信號。比較電路接入土壤含水率傳感器和設(shè)定土壤含水率下限，比較土壤含水率和設(shè)定土壤含水率下限，比較結(jié)果作為電磁閥輸出電路的控制信號。
[0008]優(yōu)選地，所述電磁閥輸出電路采用3個并聯(lián)三極管作為開關(guān)控制電磁閥。
[0009]更優(yōu)選地，所述控制器上設(shè)置有灌溉判斷等待時間、灌溉時間和設(shè)定土壤含水率下限值三個灌溉參數(shù)。
[0010]進一步地，所述灌溉判斷等待時間和灌溉時間的長短分別通過定時器電路上可調(diào)電阻Rl和R2來調(diào)節(jié)。
[0011]更進一步地，設(shè)定土壤含水率下限值通過放大器電路上可調(diào)電阻R5來調(diào)節(jié)。
[0012]本發(fā)明的自動控制灌溉裝置在電源有電且管道壓力足夠時，在灌溉時間內(nèi)會判斷子灌溉田塊中土壤含水率與設(shè)定土壤含水率下限值關(guān)系，從而打開或關(guān)閉電磁閥。當子灌溉田塊中土壤含水率小于設(shè)定土壤含水率下限值時，打開電磁閥；子灌溉田塊土壤含水率大于設(shè)定土壤含水率下限時，則關(guān)閉電磁閥。
[0013]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明的自動控制灌溉裝置結(jié)構(gòu)簡單易安裝，對任意大小田塊，只要合理布置干管和支管，不需另加任何布線和其他裝置即可實現(xiàn)按照田塊含水率進行合理灌溉；對城市綠化帶澆水也可使用本控制裝置，只要將自來水接入并布置相應(yīng)灌溉管道，即可實現(xiàn)無人管理綠化帶澆水，大大減少人工和灌水水量，為植物提供適合的灌溉方案。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置的一個優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖本發(fā)明的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置的電路設(shè)計示意圖。
[0015]圖中附圖標記的含義:1、電源，2、水壓檢測器，3、土壤含水率傳感器，4、電磁閥，5、控制器，6、灌溉壓力管道，7、支管，8、干管，9、放大器，10、定時器。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0017]參見圖1，本發(fā)明的自動控制灌溉裝置包括:灌溉壓力管道6和分布于灌溉壓力管道6上的若干灌溉子裝置，一個灌溉子裝置可對應(yīng)于一個子灌溉田塊，圖1中的實施例有4套灌溉子裝置，實際應(yīng)用中不限于此。每個子灌溉裝置的結(jié)構(gòu)都是一樣的，均包括:控制器5、為控制器5供電的電源1、與灌溉壓力管道6連通的干管8、安裝于干管8上的水壓檢測器2和電磁閥4。其中，水壓檢測器2位于電磁閥4上游，當水壓達到一定壓力時，水壓檢測器2開關(guān)閉合，該裝置才能正常工作，確保工作過程中正常出水。
[0018]工作過程中，通過埋設(shè)在子灌溉田塊中的土壤含水率傳感器3采集對應(yīng)的子灌溉田塊中的土壤含水率，傳輸給控制器5，控制器5根據(jù)子灌溉田塊中的土壤含水率控制電磁閥4，電磁閥4位于干管8與支管7的連接處，根據(jù)土壤含水率與設(shè)定土壤含水率下限值比較結(jié)果控制是否開啟。
[0019]為了提高含水率采集結(jié)果的準確性，在控制器5上設(shè)置灌溉判斷等待時間、灌溉時間和設(shè)定土壤含水率下限值三個灌溉參數(shù)。所謂“灌溉判斷等待時間”是充分考慮了灌溉水入滲到設(shè)定深度需要一定時間，為了給予灌溉水充分的時間到達土壤含水率傳感器3所在層，從而使得采集結(jié)果準確性較高，在本發(fā)明中特別設(shè)定了灌溉判斷等待時間；過了該時間段，則裝置進入“灌溉時間”;處于“灌溉時間”時，控制器5比較各子灌溉田塊土壤含水率與“設(shè)定土壤含水率下限值”，當子灌溉田塊土壤含水率低于“設(shè)定土壤含水率下限”時，打開電磁閥4，對子灌溉田塊進行灌溉；當子灌溉田塊土壤含水率高于“設(shè)定土壤含水率下限”時，則無需進行灌溉，關(guān)閉電磁閥4。
[0020]前面提到的灌溉判斷等待時間和灌溉時間可根據(jù)土壤入滲情況不同靈活調(diào)整。其中，如圖2所示，灌溉判斷等待時間的調(diào)整通過調(diào)節(jié)電阻Rl來實現(xiàn)，因灌溉水入滲到設(shè)定深度需要一定時間，設(shè)定灌溉判斷等待時間可以使本次灌溉水到達土壤含水率傳感器3所在層后下次灌溉判斷才開始，實現(xiàn)精準灌溉，減少灌溉水浪費，最終控制地塊的土壤含水率在設(shè)定土壤含水率下限附近變化，保證作物高效生長。當然，對于確定的土壤也可用定值電阻代替調(diào)節(jié)電阻。此外，根據(jù)需要的土壤含水率上限與設(shè)定土壤含水率下限的差值和灌溉強度(mm/min)，可設(shè)置灌溉時間，灌溉時間可以通過調(diào)節(jié)電阻R2調(diào)整。
[0021]當Rl、R2的電阻確定后，灌溉判斷等待時間和灌溉時間也就確定了，此時本裝置內(nèi)定時器10輸出就會按照灌溉判斷等待時間和灌溉時間長度輸出方波，輸出信號經(jīng)過電阻接入三極管Tl基極，作為控制比較器供電電源I的信號。各子灌溉田塊土壤含水率與設(shè)定土壤含水率下限值比較通過放大器9來實現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)電阻R5可調(diào)節(jié)設(shè)定土壤含水率下限值。用3個并聯(lián)三極管T2作為開關(guān)，控制電磁閥4。比較器的輸出結(jié)果經(jīng)過電阻R6后進入并聯(lián)三極管的基極，作為三極管開關(guān)的控制信號，電磁閥4控制信號線接入電源I正極和并聯(lián)三極管T2的集電極。
[0022]綜上，本發(fā)明的自動控制灌溉裝置在電源I有電且管道壓力足夠時，在灌溉時間內(nèi)會判斷子灌溉田塊中土壤含水率與設(shè)定土壤含水率下限值關(guān)系，從而打開或關(guān)閉電磁閥4。當子灌溉田塊中土壤含水率小于設(shè)定土壤含水率下限值時，打開電磁閥4 ;子灌溉田塊土壤含水率大于設(shè)定土壤含水率下限時，則關(guān)閉電磁閥4 ;本發(fā)明的自動控制灌溉裝置結(jié)構(gòu)簡單易安裝，只要將有壓管道水源接入并布置相應(yīng)灌溉管道，即可實現(xiàn)無人管理灌溉，大大減少人工和灌水水量，為植物提供適合的灌溉方案。
[0023]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，包括:灌溉壓力管道和分布于灌溉壓力管道上的若干灌溉子裝置，每個子灌溉裝置均包括:控制器、為控制器供電的電源、與灌溉壓力管道連通的干管、安裝于干管上的水壓檢測器和電磁閥，水壓檢測器位于電磁閥上游，所述控制器上連接一埋設(shè)于子灌溉田塊中的土壤含水率傳感器，所述控制器根據(jù)土壤含水率檢測結(jié)果控制電磁閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，所述電磁閥位于干管的出水口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，所述出水口連接多根支管，所述支管均布于子灌溉田塊中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，所述控制器內(nèi)設(shè)置有:水壓檢測器開關(guān)、定時器電路、比較電路和電磁閥輸出電路，所述水壓檢測器開關(guān)接入電源，所述定時器電路輸出作為比較器工作電源控制信號，所述比較電路接入土壤含水率傳感器并設(shè)定土壤含水率下限。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，所述電磁閥輸出電路采用3個并聯(lián)三極管作為開關(guān)控制電磁閥。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，所述控制器上設(shè)置有灌溉判斷等待時間、灌溉時間和設(shè)定土壤含水率下限值三個灌溉參數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，所述灌溉判斷等待時間和灌溉時間的長短分別通過定時器電路上可調(diào)電阻R1和R2來調(diào)節(jié)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，其特征在于，設(shè)定土壤含水率下限值通過比較電路上可調(diào)電阻R5來調(diào)節(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種根據(jù)土壤含水率自動控制灌溉裝置，包括：灌溉壓力管道和分布于灌溉壓力管道上的若干灌溉子裝置，每個子灌溉裝置均包括：控制器、控制器供電的電源、與灌溉壓力管道連通的干管、安裝于干管上的水壓檢測器和電磁閥，水壓檢測器位于電磁閥上游，控制器上連接一埋設(shè)于子灌溉田塊中的土壤含水率傳感器。本發(fā)明的自動控制灌溉裝置結(jié)構(gòu)簡單易安裝，對任意大小田塊，只要合理布置干管和支管，不需另加任何布線和其他裝置即可實現(xiàn)按照田塊含水率進行合理灌溉；對城市綠化帶澆水也可使用本控制裝置，只要將自來水接入并布置相應(yīng)灌溉管道，即可實現(xiàn)無人管理綠化帶澆水，大大減少人工和灌水水量，為植物提供適合的灌溉方案。
【IPC分類】A01G25/16
【公開號】CN105284557
【申請?zhí)枴緾N201510776948
【發(fā)明人】蔣元勛, 俞雙恩, 邢文剛, 丁繼輝, 邵光成, 佘冬立, 于智恒
【申請人】河海大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月13日