懸掛式水肥精量控制機的製作方法

2023-05-08 14:50:46

專利名稱：懸掛式水肥精量控制機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種懸掛式注肥機，具體涉及一種智能化程度及控制精度較高的懸掛式水肥精量控制機。
背景技術：
灌溉施肥是通過施肥裝置將溶解好的肥液注入到灌溉系統中，是肥料隨灌溉水一起輸送到田間的一種先進施肥方式，是精確施肥與精確灌溉相結合的產物，實現了灌溉與施肥同步進行。灌溉施肥的優點是施肥均勻、準確。灌溉施肥系統可以穩定而高精度地控制灌溉水量、施肥量、施肥時間等參數，從而提高水肥的利用率，有效地減輕對土壤和環境汙染。我國節水灌溉工程中使用的施肥器大多是從以色列等國家進口的產品，性能良好，但價格過高，體積較大，且不完全適合於中國的水質和土壤特點。國內也有部分廠商開始生產節水灌溉施肥裝置，但是體積較大，安裝時佔用過多的空間，特別是在溫室大棚內， 由於空間的限制，甚至無法在有限的空間內安裝。

發明內容
本發明的目的在於提供一種基於單片機控制的懸掛式水肥精量控制機，利用控制櫃來實現自動注肥，降低了系統成本，體積小巧，結構緊湊，能懸掛於牆面之上，操作簡單方便，易於推廣使用。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是包括固定在平面支架上的相互連通的主水管路和注肥管路，在注肥管路上自來流方向依次設置有注肥泵、肥路流量計和肥路電磁閥，在主水管路上位於主水管路與注肥管路接口的前端設置有主水電磁閥，在主水管路上位於主水管路與注肥管路接口的後端依次設置有混肥器和主水流量計，所述的注肥泵、肥路流量計、肥路電磁閥、主水流量計、主水電磁閥及設置在土壤中的溫度傳感器和溼度傳感器分別與控制櫃相連。所述的主水管路入口與主水電磁閥之間還安裝有水路壓力表和水路過濾器。所述的注肥泵與肥路流量計之間安裝有肥液過濾器。所述的肥路流量計採用能夠檢測垂直管道內肥液流量的浮子流量計。本發明所用到的全部電磁閥、流量計、肥液泵、土壤溫度傳感器和土壤溼度傳感器均與控制櫃相連接，以實現實時檢測與控制功能，肥液電磁閥有效控制了注肥管路的開啟與關閉。注肥管路上安裝的肥路流量計，能夠檢測垂直管道內的肥液流量。土壤溫度傳感器和土壤溼度傳感器實時採集田間土壤的溫、溼度信息，並將其傳給控制櫃進行綜合，結合土壤墒情的水肥精量灌溉，從而實現了滴灌系統中灌溉與施肥的精確控制與同步進行。


圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是控制框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。參見圖1，本發明包括固定在平面支架5上的相互連通的主水管路1和注肥管路 8，平面支架的利用改變了傳統注肥機的管路設計，使本明整臺機器能夠通過平面支架5固定於垂直牆面之上，節約了機器的安裝空間，使之更加小巧實用，在注肥管路8上自來流方向依次設置有注肥泵12、肥液過濾器10、肥路流量計9 和肥路電磁閥6，在主水管路1上位於主水管路1與注肥管路8接口的前端依次設置有水路壓力表2、水路過濾器3和主水電磁閥4，在主水管路1上位於主水管路1與注肥管路8接口的後端依次設置有混肥器7和主水管道流量計11，其中肥路流量計9、主水管道流量計11 及設置在土壤中的溫度傳感器和溼度傳感器分別與控制櫃13的輸入端相連，注肥泵12、肥路電磁閥6和主水電磁閥4分別與控制櫃13的輸出端相連。其中肥路流量計9採用浮子流量計。本發明的兩個流量計即肥液流量計9和主水管道流量計11分別將流量信息輸出到控制櫃13，控制櫃13對此信息做出分析判斷並以此來控制注肥泵12的轉速及肥路電磁閥4、主水電磁閥6的開度，肥液注入到主水管路之後，通過混肥器7使水、肥混合均勻，最後經過主水流量計後到達注肥機出口。從農田中設置的土壤溫度傳感器與土壤溼度傳感器分別將農田中的土壤溫、溼度信息傳輸到控制櫃13從而實時控制水肥精量控制機的灌溉量。參見圖2，本發明的核心為STC89C58RD+，該晶片具有通用51單片機內核、3 的 Flash程序存儲器和1280位元組的數據存儲器，簡單易用而且具有高可靠性、低價位以及低功耗等優點。該控制器檢測的輸入信號有土壤溫度、土壤溼度及流量(包括肥液流量和水流量)，傳感器檢測的信號經過ADC0809進行A/D轉換，MCU將轉換的數據與設定的參數進行比對，從而控制各個電磁閥、泵、變頻器的開啟以及功率輸出。在灌溉過程中，MCU通過採樣得到肥路以及總管路的流量信息，通過與實際所需的流量對比控制開頭量使肥路流量與總管路的流量之比保持在一定的比例，從而控制肥液澆灌到作物時的水肥比低於一定的閥值。其中肥路泵12的流量調節通過MCU輸出的數位訊號經過D/A轉換得到的電壓值來控制，達到控制肥路流量的目的。本控制器可以實現自動化的灌溉過程，在施肥過程中，只需輸入相應的參數，就可以實現完全的無人工操作，控制系統會自動檢測肥路和總水的流量， 並根據輸入的參數，自動切換電磁閥，實現灌溉過程。本發明採用單片機控制，實現了水肥的精量配比及供給，屬於機械注入式，其施肥效率和施肥精度比傳統注肥機顯著提高，體積小巧，能夠懸掛於牆面之上，易於操作，使用單片機控制系統，減低了造價。
權利要求
1.一種懸掛式水肥精量控制機，其特徵在於包括固定在平面支架( 上的相互連通的主水管路(1)和注肥管路(8)，在注肥管路(8)上自來流方向依次設置有注肥泵(12)、肥路流量計(9)和肥路電磁閥(6)，在主水管路(1)上位於主水管路(1)與注肥管路(8)接口的前端設置有主水電磁閥G)，在主水管路(1)上位於主水管路(1)與注肥管路(8)接口的後端依次設置有混肥器(7)和主水管道流量計(11)，所述的注肥泵(12)、肥路流量計(9)、 肥路電磁閥(6)、主水管道流量計(11)、主水電磁閥(4)及設置在土壤中的溫度傳感器和溼度傳感器分別與控制櫃(1 相連。
2.根據權利要求1所述的懸掛式水肥精量控制機，其特徵在於所述的主水管路(1) 入口與主水電磁閥(4)之間還安裝有水路壓力表( 和水路過濾器(3)。
3.根據權利要求1所述的懸掛式水肥精量控制機，其特徵在於所述的注肥泵12與肥路流量計⑶)之間安裝有肥液過濾器(10)。
4.根據權利要求1所述的懸掛式水肥精量控制機，其特徵在於所述的肥路流量計(9) 採用能夠檢測垂直管道內肥液流量的浮子流量計。
全文摘要
一種懸掛式水肥精量控制機，包括固定在平面支架上的相互連通的主水管路和注肥管路，在注肥管路上自來流方向依次設置有注肥泵、肥路流量計和肥路電磁閥，在主水管路上位於主水管路與注肥管路接口的前端設置有主水電磁閥，在主水管路上位於主水管路與注肥管路接口的後端依次設置有混肥器和主水流量計，所述的注肥泵、肥路流量計、肥路電磁閥、主水流量計、主水電磁閥及設置在土壤中的溫度傳感器和溼度傳感器分別與控制櫃相連。改變了傳統注肥機的管路設計，使整臺機器能夠通過平面支架固定於垂直牆面之上，節約了機器的安裝空間，使之更加小巧實用；本發明通過控制注肥管路上的電磁閥實現兩管路的連通與斷開，實現灌溉與施肥的同步進行。
文檔編號A01C23/04GK102523813SQ201110435178
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者盧秉恆, 林起崟, 畢宏彥, 王永信, 鄭進鋒, 魏正英 申請人:西安交通大學, 西安瑞特快速製造工程研究有限公司