一種智能中頻超聲霧化栽培器的製造方法
2023-04-28 05:01:16 1
一種智能中頻超聲霧化栽培器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及氣霧栽培，特指一種智能中頻超聲霧化栽培器。其包括：中頻超聲霧化器、溫溼度傳感器、帶MCU和繼電器的控制櫃、霧化室、軸流式風扇、霧氣輸送管道、營養液回流管道及栽培箱。其特徵在於所述的溫溼度傳感器採集根域環境溫溼度，通過MCU控制噴頭的噴霧量和噴霧時間、風扇的轉速和通風時間，從而控制根域環境的溫度和溼度，使植物始終處於最佳環境中，實現智能控制；該裝置採用中頻超聲霧化器，其電路結構簡單、驅動電壓低，霧化量大、工作效率高；霧氣輸送管道及營養液回流管道保證營養液循環利用，使霧氣利用率高，節約能源。
【專利說明】一種智能中頻超聲霧化栽培器
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣霧栽培，特指一種智能中頻超聲霧化栽培器。
【背景技術】
[0002] 氣霧栽培是一種最為節水的栽培模式，蟲害的控制可減少75%以上，可以無需甲溴基的土壤消毒，對環境的汙染可以有效控制，氣霧培的營養液在一個嚴密的閉鎖型循環系統中完成養分與水分的供給，可以實現零外排，做到可持續不汙染環境的效果；根部完全懸掛於空中栽培，不需傳統土壤為媒介的耕作，沒有任何水土流失之提憂；目前在園藝生產與研究上都是最具開發潛力與前景的技術，是以前任何一種栽培模式所不能比擬的，可以大幅度地提高生產的質量與數量，大大減少人力、肥料、水及農藥的投入，是未來溫室栽培的一個主要發展項目與高效農業技術。 霧化噴頭作為氣霧培系統的關鍵核心部件，其性能直接影響氣霧培的效果，目前國內外的超聲霧化都是通過陶瓷厚度方向的超聲振動(或者通過陶瓷厚度方向振動驅動霧化噴嘴)來霧化營養液，存在驅動電路電壓高、電路極其複雜、系統發熱嚴重、噴頭工作效率低、安全性低、可靠性差以及霧滴易洩漏等缺點。
【發明內容】
[0003]本發明旨在發明一種採用中頻超聲霧化器進行噴霧，霧化量大、霧滴尺寸可以根據作物實時生長需求智能調節、安全性以及可靠性高的智能中頻超聲霧化栽培器。
[0004]本發明所述的栽培裝置包括中頻超聲霧化器(其頻率範圍80-200K)、溫溼度傳感器、帶MCU和繼電器的控制櫃、霧化室、軸流式風扇、霧氣輸送管道、營養液回流管道和栽培箱；栽培箱的前壁上設有均勻間距的定植孔，用來栽培植物；箱內安裝溫溼度傳感器，採集根域環境溫溼度；栽培箱外側一側安裝控制櫃，其中裝有MCU和繼電器，MCU與溫溼度傳感器連接，栽培箱與控制櫃同側底部設有霧化室，霧化室內部裝有營養液，中頻超聲霧化器均勻布置在定位板上，定位板兩端用泡沫連接，放在裝有營養液的霧化室內，使得中頻超聲霧化器的下表面與營養液的上表面重合；霧化室頂部設有軸流式風扇、霧氣輸送管道和營養液回流管道；軸流式風扇與霧化室相通，在風力作用下，霧化室內的霧滴通過霧滴輸送管道從栽培箱上端進入栽培箱，當栽培箱內的營養液高度達到營養液回流管道上的孔的高度時便從栽培箱下端回流到霧化室，使營養液循環利用；繼電器連接中頻超聲霧化器和軸流式風扇；MCU接收到傳感器測得的溫度值和相對溼度值來控制風扇的轉速和通風時間、噴頭的噴霧量和噴霧時間，從而控制根域環境的溫度和溼度，實現智能控制；本裝置的營養液在一個嚴密的閉鎖型循環系統中完成養分與水分的供給，可以實現零外排，做到智能可持續不汙染環境的效果。
[0005]所述栽培箱內安裝溫溼度傳感器，應將溫溼度傳感器固定在栽培箱前壁內壁並靠近植物根部。
[0006]所述中頻超聲霧化器由金屬端帽和壓電陶瓷組成，金屬端帽為一銅金屬圓片，其直徑為10-25mm,厚度大於0.5mm並小於Imm,金屬圓片的中間有直徑為3mm的圓形凸起,在金屬端帽的下側有與金屬端帽形狀大小相配合的環形壓電陶瓷，壓電陶瓷厚度為1.5mm，壓電陶瓷圓環小圓直徑為8mm,大圓直徑與金屬端帽直徑一致為10-25_ ;金屬端帽和壓電圓片均連接控制線，控制線的另一端連接繼電器，中頻超聲霧化器通過壓電陶瓷的徑向運動，帶動金屬端帽的軸向運動，從而產生大量的霧。
[0007]所述中頻超聲霧化器均勻布置在定位板上指中頻超聲霧化器放在定位板上，板上共放有五十個霧化器，分成五排，每一排10個為I組,5組的頻率各不相同。
[0008]所述栽培箱的前壁上設有均勻間距的定植孔，定植孔直徑為2cm，孔內插有植物，植物與孔壁的接觸處用海綿固定防止漏氣。
[0009]現有的超聲霧化器存在驅動電路電壓高(24v以上)、電路極其複雜、系統發熱嚴重、噴頭工作效率低等缺點，而本裝置的中頻超聲霧化器具有電路結構簡單、驅動電壓低、電路基本不發熱、霧化量大、霧滴尺寸可以根據作物實時生長需求智能調節、安全性以及可靠性高等特點，更具有實用性。
[0010]綜上所述，本發明採用一種基於徑向振動的中頻超聲霧化噴頭進行噴霧，其霧化量大、霧滴尺寸可以根據作物實時生長需求智能調節、安全性以及可靠性高的智能中頻超聲霧化栽培器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1智能中頻超聲霧化栽培器軸側圖；
圖2智能中頻超聲霧化栽培器右視圖；
圖3霧化室放大圖；` 圖4中頻超聲霧化器排布及安裝定位圖；
圖5中頻超聲霧化器結構示意圖；
圖6中頻超聲霧化器工作過程示意圖；
圖7控制電路意圖；
圖8定植孔局部圖；
1、霧氣輸送管道；2、控制櫃；3、溫溼度傳感器；4、營養液回流管道；5、軸流式風扇；6、霧化室；7、中頻超聲霧化器；8、栽培箱；9、定植孔；10、泡沫板；11、定位板；12、中頻超聲霧化器控制線；13、金屬端帽；14、壓電陶瓷；15、拉伸後的壓電振子；16、收縮後的壓電振子；17、海綿；18、植物；19、溫溼度傳感器控制線；20、鐵絲。
【具體實施方式】
[0012]結合圖1，栽培箱8的前壁上均勻鑽有直徑2cm的定植孔9，孔內插有植物18，接觸處用海綿17固定防止漏氣；溫溼度傳感器3用鐵絲支撐，放置在栽培箱8中(如圖8)，與MCU連接，栽培箱8的右外側安裝控制櫃2，其內有MCU和繼電器，MCU接收到溫溼度傳感器3測得的溫度值和相對溼度值來控制軸流式風扇5的轉速和通風時間、中頻超聲霧化器7的噴霧量和噴霧時間，從而控制根域環境的溫度和溼度，實現智能控制；結合圖4，圖7，定植位板11上共有50個中頻超聲霧化器7，將中頻超聲霧化器分成5組，每組頻率各不相同，例如80 K，107K，150K，180K，200K，從而每組產生不同粒徑的霧滴，更有利於植物生長，每一組有10個中頻超聲霧化器7，產生的霧滴總量滿足植物生，每一組中頻超聲霧化器7連接一個繼.電器，共有6個繼電器，其電壓均為5V，其中5個繼電器分別連接5組中頻超聲霧化器7，中頻超聲霧化器7的電壓均為5V，I個繼電器連接軸流式風扇5，軸流式風扇5的電壓為12V ；結合圖5、圖6，中頻超聲霧化器7由金屬端帽13和壓電陶瓷14組成，金屬端帽13為一銅金屬圓片，其直徑為10-25mm,厚度大於0.5mm並小於Imm,金屬圓片的中間有直徑為3mm的圓形凸起，在金屬端帽13的下側有與金屬端帽13形狀大小相配合的環形壓電陶瓷14，壓電陶瓷14的厚度為1.5mm,壓電陶瓷14圓環小圓直徑為8mm,大圓直徑與金屬端帽13直徑一致為10-25_，金屬端帽13和壓電陶瓷14均連接控制線，每組控制線的另一端連接繼電器，中頻超聲霧化器7安裝在定位板11上，定位板11兩端安裝泡沫板10，使定位板11浮在霧化室6的營養液上，中頻超聲霧化器7的下表面與營養液的上表面重合,中頻超聲霧化器7通過壓電陶瓷14的徑向運動，帶動金屬端帽13的軸向運動，產生大量霧滴，在軸流式風扇5的作用下，霧滴通過霧氣輸送管道1，進入栽培箱8，當栽培箱8內的營養液高度達到營養液回流管道4上的孔的高度時便回流到霧化室6。
【權利要求】
1.一種智能中頻超聲霧化栽培器，其特徵在於:所述栽培器包括中頻超聲霧化器、溫溼度傳感器、帶MCU和繼電器的控制櫃、霧化室、軸流式風扇、霧氣輸送管道、營養液回流管道和栽培箱；栽培箱的前壁上設有均勻間距的定植孔，用來栽培植物；箱內安裝溫溼度傳感器，採集根域環境溫溼度；栽培箱外側一側安裝控制櫃，其中裝有MCU和繼電器，MCU與溫溼度傳感器連接，栽培箱與控制櫃同側底部設有霧化室，霧化室內部裝有營養液，中頻超聲霧化器均勻布置在定位板上，定位板兩端用泡沫連接，放在裝有營養液的霧化室內，使得中頻超聲霧化器的下表面與營養液的上表面重合；霧化室頂部設有軸流式風扇、霧氣輸送管道和營養液回流管道；軸流式風扇與霧化室相通，在風力作用下，霧化室內的霧滴通過霧滴輸送管道從栽培箱上端進入栽培箱，當栽培箱內的營養液高度達到營養液回流管道上的孔的高度時便從栽培箱下端回流到霧化室，使營養液循環利用；繼電器連接中頻超聲霧化器和軸流式風扇；MCU接收到傳感器測得的溫度值和相對溼度值來控制風扇的轉速和通風時間、噴頭的噴霧量和噴霧時間，從而控制根域環境的溫度和溼度，實現智能控制。
2.如權利要求1所述的一種智能中頻超聲霧化栽培器，其特徵在於:所述中頻超聲霧化器的頻率範圍為80-200K，工作電壓為5V，其由金屬端帽和壓電陶瓷組成，金屬端帽為一銅金屬圓片，其直徑為10-25mm,厚度大於0.5mm並小於Imm,金屬圓片的中間有直徑為3mm的圓形凸起，在金屬端帽的下側有與金屬端帽形狀大小相配合的環形壓電陶瓷，壓電陶瓷厚度為1.5mm,壓電陶瓷圓環小圓直徑為8mm,大圓直徑與金屬端帽直徑一致為10_25mm ;金屬端帽和壓電圓片均連接控制線，控制線的另一端連接繼電器，中頻超聲霧化器通過壓電陶瓷的徑向運動，帶動金屬端帽的軸向運動，從而產生霧化。
3.如權利要求1所述的一種智能中頻超聲霧化栽培器，其特徵在於:所述栽培箱內安裝溫溼度傳感器，應將溫溼度傳感器固定在栽培箱前壁內壁並靠近植物根部。
4.如權利要求1所述的一種智能中頻超聲霧化栽培器，其特徵在於:所述中頻超聲霧化器均勻布置在定位板上指中頻超聲霧化器放置在定位板上，板上共放有五十個霧化器，分成五排，每一排 10個為I組，5組的頻率各不相同。
5.如權利要求1所述的一種智能中頻超聲霧化栽培器，其特徵在於:所述定植孔直徑為2cm，孔內插有植物，植物與孔壁的接觸處用海綿固定防止漏氣。
6.如權利要求1所述的一種智能中頻超聲霧化栽培器，其特徵在於:所述軸流式風扇的工作電壓為12V。
【文檔編號】A01G31/02GK103477966SQ201310414850
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】高建民, 張競宇, 李俊一, 尹文楚, 陸岱鵬 申請人:江蘇大學