專利名稱：二氧化碳施肥機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及溫室中二氧化碳增施技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種二氧化碳施肥機。
背景技術(shù)：
CO2是植物光合作用的原料，對植物生長發(fā)育具有重要作用。研究表明，適當(dāng)提高環(huán)境(X)2濃度，可促進植物光合作用、提高水分利用率、增加作物產(chǎn)量。溫室是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要組成部分，可為城鄉(xiāng)居民提供大量優(yōu)質(zhì)的反季節(jié)蔬菜。為了提高溫室作物產(chǎn)量，許多溫室生產(chǎn)中需要向作物提供(X)2作肥料。目前，國內(nèi)尚無控制純凈(X)2氣體定量定時增施的設(shè)備。國內(nèi)外溫室(X)2增施方法有化學(xué)反應(yīng)法、燃燒法、顆粒(X)2施肥法、液體C02施肥法四種。其中，化學(xué)反應(yīng)法采用硫酸與碳酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生C02，其特點是有副產(chǎn)物、硫酸有腐蝕性，操作不安全。燃燒法是通過燃燒煤油或煤球等物質(zhì)產(chǎn)生CO2,但同時會產(chǎn)生CO、S02等有害氣體，且影響溫室內(nèi)熱環(huán)境。顆粒CO2施肥法是一種將固體顆粒埋入地下使其緩慢釋放(X)2的方法，缺點是操作不便，ω2釋放量難以控制。液體(X)2施肥法最為清潔安全、操作方便，但是因為難以控制 CO2施用量而使其應(yīng)用受到限制。各種(X)2增施方法并存，這些方法人工工作量大，成本高， 因此沒有得到普遍性推廣。近幾年以來，國內(nèi)出現(xiàn)了一種“吊帶式CO2氣肥”，將化學(xué)反應(yīng)劑吊在溫室內(nèi)部空間使其緩慢反應(yīng)產(chǎn)生CO2，這種方法可看作是化學(xué)反應(yīng)法的變種。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種二氧化碳施肥機，可以定時定量地向溫室內(nèi)增施二氧化碳， 具有手動、定時和自動三種工作模式。本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種二氧化碳施肥機，包括高壓(X)2氣源， 與高壓(X)2氣源連接的(X)2傳輸裝置，與(X)2傳輸裝置連接的控制裝置和與(X)2傳輸裝置連接的緩沖罐；將(X)2傳輸裝置和控制裝置安裝在控制箱內(nèi)；所述的(X)2傳輸裝置包括與高壓(X)2氣源連接的進氣閥，進氣閥通過管路連接有出氣閥；進氣閥上連接有用于控制進氣閥開、閉的繼電器I，與繼電器I連接的壓力控制器，壓力控制器連接在進氣閥與出氣閥之間的管路上；出氣閥上連接有用于控制出氣閥開、閉的繼電器II ；繼電器I和繼電器II均與控制裝置連接；緩沖罐連接在進氣閥與出氣閥之間的管路上。本實用新型的有益效果是通用性強、操作方便、成本低廉，有利于推廣。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型原理框圖；圖2是(X)2傳輸裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是控制裝置原理圖；圖4是控制裝置電路圖。[0012]圖中1、高壓CO2氣源，2、控制箱，3、控制裝置，4、CO2傳輸裝置，41、進氣閥，42、繼電器I，43、壓力控制器，44、出氣閥，45、繼電器11，5、緩沖罐，6、開關(guān)信號接口 I，7、開關(guān)信
號接口 II。
具體實施方式
如
圖1所示，二氧化碳施肥機有一高壓(X)2氣源1，高壓(X)2氣源1連接有(X)2傳輸裝置4，CO2傳輸裝置4分別與控制裝置3、緩沖罐5連接；控制裝置3用于向(X)2傳輸裝置 4提供控制信號。將CO2傳輸裝置4和控制裝置3安裝在控制箱2內(nèi)。其中高壓C02氣源1 為市場通用的C02高壓鋼瓶，其公稱工作壓力為15Mpa，容積40L，按0. m^g/L標準充裝CO2，充滿C02時壓力7 8 Mpa0為了安全使用，其運輸、存放和工作環(huán)境一般不超過31 度。緩沖罐5 緩沖罐的作用是臨時存放C02，從高壓CO2氣源1輸出的CO2先存放到緩沖罐中，然后再充入溫室，這樣做的目的是便于氣體釋放量的測量。為安全方便起見，緩沖罐采用市場上通用的壓力容器，其規(guī)格與家用液化石油氣罐相同。如圖2所示，(X)2傳輸裝置4有一與高壓(X)2氣源1連接的進氣閥41，進氣閥41 通過管路連接有出氣閥44 ；進氣閥41上連接有用于控制進氣閥開、閉的繼電器I 42，與繼電器I 42連接的壓力控制器43，壓力控制器43連接在進氣閥41與出氣閥44之間的管路上；出氣閥44上連接有用于控制出氣閥開、閉的繼電器II 45 ；繼電器I 42和繼電器II 45 均與控制裝置連接；緩沖罐5連接在進氣閥41與出氣閥44之間的管路上；控制裝置3通過開關(guān)信號接口 I 6、開關(guān)信號接口 II 7分別向繼電器I 42、繼電器II 45發(fā)出控制信號。本實施例中進氣閥41 型號Q23)(D-2L，通過氣管接頭與高壓(X)2氣源連接；繼電器I 42 型號ZG3T-305B，用于控制進氣閥的開啟和閉合；壓力控制器43 型號PC-220-2. 00C1. 70C，管道氣壓等于或大于2Kg時觸點斷開，管道氣壓小于或等于1. 7Kg時觸點閉合；出氣閥44 型號Q23)(D-2L，通過氣管接頭接入溫室；繼電器II 45 型號ZG3T-305B，用于控制進氣閥2的開啟和閉合。進氣閥41、繼電器I 42、壓力控制器43、出氣閥44和繼電器II 45與220V市電連接。如圖3所示，控制裝置3由微型計算機、與微型計算機連接用于顯示工作模式、溫度等顯示器、與微型計算機連接用于設(shè)定工作模式、定時時間等的鍵盤、與微型計算機連接的用來控制(X)2傳輸裝置的輸出電路、與微型計算機連接用于外部通訊的通信模塊、與微型計算機連接的數(shù)字時鐘、與微型計算機連接用于采集溫室內(nèi)溫度的溫度傳感器、與微型計算機連接用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換器和與微型計算機連接用于儲存數(shù)據(jù)的存儲器組成。如圖4所示，微型計算機采用51單片機，顯示器采用液晶顯示模塊IXD12864，鍵盤采用16鍵矩陣鍵盤，數(shù)字時鐘采用時間芯片DS1302，存儲器采用A存儲芯片TMC1024，AD 轉(zhuǎn)換器采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC0832，輸出電路采用數(shù)字輸出控制電路，通訊模塊采用CCllOO 無線芯片可以實現(xiàn)與PC機通信。液晶顯示模塊IXD12864的14、15、18、19、20腳分別與51 單片機的3、2、1、5、4腳連接；16鍵矩陣鍵盤的8個端口通過電阻分別與51單片機的POO P07腳連接；時間芯片DS1302的5 7腳分別與51單片機的25、27、沈腳連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC0832的5 7腳分別與51單片機的22 M腳連接。數(shù)字輸出控制電路包括電阻和三極管，電阻的一端與51單片機的一個端口連接，另一端與三極管的基極連接，三極管的發(fā)射極作為輸出信號接口，51單片機的7腳通過J3接口與開關(guān)信號接口 I連接、51單片U 機的8腳通過J4接口與開關(guān)信號接口 II連接。本裝置具有手動增施、定時增施和自動增施三種工作模式。其中，手動增施即人工操作系統(tǒng)，通過按壓控制面板上的鍵盤按鈕啟動增施。手動增施模式可以任意時間向溫室增施任意數(shù)量的CO2，這種方法使用最靈活。定時增施是指溫室管理員根據(jù)當(dāng)天的天氣情況，為系統(tǒng)設(shè)置一定數(shù)量的增施次數(shù)(最多每天五次，最少一次)和增施時間，當(dāng)實際時間符合設(shè)置的增施時間時，系統(tǒng)自動啟動增施過程。定時增施的設(shè)置僅在本天M時以前有效， 這也是“定時”的含義。自動增施模式下，系統(tǒng)每天根據(jù)事先設(shè)置的增施時間和增施數(shù)量自動啟動增施過程。自動增施與定時增施的區(qū)別是定時增施的設(shè)置只有當(dāng)天有效，而自動增施模式一旦啟動，系統(tǒng)在每天都會自動工作。這三種增施模式各有特點，溫室管理員可根據(jù)溫室作物生長的情況和天氣狀況自動選取工作模式。因為溫室的體積一定，所以一旦目標(X)2濃度確定，可根據(jù)公式“0)2增施體積量 =溫室體積X (目標CO2濃度-當(dāng)前CO2濃度)”來確定需要增施的CO2體積量。上述公式中，“當(dāng)前CO2濃度”是一個經(jīng)驗值，一般為0.04%。用戶可以根據(jù)此公式計算出CO2增施體積量，然后在設(shè)備中加以設(shè)置。本裝置根據(jù)用戶設(shè)置的充氣量向溫室增施co2，CO2增施量以“罐”為單位，罐即系統(tǒng)的CO2緩沖罐，每罐氣的出氣量為35升(也可以更換其他容積的緩沖氣罐)。每次向溫室增施的罐數(shù)可人工調(diào)節(jié)，最少罐數(shù)為1，最大罐數(shù)不限。為使用戶對每罐(X)2氣體量有感性認識，舉例如下某溫室長100米，寬6米，均高1. 7米，則其體積為 1020立方米，充入1罐即35升CO2,溫室內(nèi)(X)2濃度升高約35ppm，(大氣中的(X)2濃度一般約400ppm)，溫室中的作物一般在800 IOOOppm可明顯提高產(chǎn)量，為使溫室中的CO2濃度達到這個水平，每次約需增施(X)2 25罐。工作過程具體如下步驟1、當(dāng)緩沖罐中沒有CO2氣時，壓力控制器觸點閉合，這時，微型計算機通過開關(guān)信號接口 I向繼電器I輸出“開”信號，繼電器I觸點閉合，進氣閥的電流回路接通，高壓CO2 氣源中的氣體通過進氣閥流入緩沖罐；2、當(dāng)緩沖罐中的CO2氣體壓力等于2Kg時，壓力控制器觸點斷開，進氣閥電流回路斷開，進氣閥關(guān)閉，同時微型計算機通過開關(guān)信號接口 I向繼電器I輸出“關(guān)”信號，繼電器 I觸點斷開，從而保證進氣閥關(guān)閉；CO2氣體不再進入緩沖罐，從而使緩沖罐中的氣壓保持在Ig;3、如果需要向溫室內(nèi)釋放CO2，微型計算機通過開關(guān)信號接口 II向繼電器II輸出 “開”信號，繼電器II觸點閉合，出氣閥電流回路接通，出氣閥打開，緩沖罐中的CO2通過出氣閥向溫室排放，由于緩沖罐的容積一定，其氣壓也一定是Ig (約二個大氣壓)，所以，當(dāng)出氣閥打開時，向溫室排放的(X)2氣體體積量也是一定的(其體積是緩沖罐的容積)；這就保證了每次向溫室增施的(X)2體積量是一定的，并且是可知的；4、緩沖罐中的(X)2釋放完畢后，微型計算機通過開關(guān)信號接口 II向繼電器II輸出 “關(guān)”信號，繼電器II觸點斷開，出氣閥電流回流斷開，出氣閥關(guān)閉；5、根據(jù)需要向溫室增施CO2的次數(shù)，重復(fù)上述1 4步；重復(fù)次數(shù)=CO2增施體積量/緩沖罐容積。
權(quán)利要求1.一種二氧化碳施肥機，其特征在于包括高壓CO2氣源(1 )，與高壓(X)2氣源(1)連接的CO2傳輸裝置(4 )，與CO2傳輸裝置(4 )連接的控制裝置(3 )和與CO2傳輸裝置(4 )連接的緩沖罐(5)；將(X)2傳輸裝置(4)和控制裝置(3)安裝在控制箱內(nèi)；所述的(X)2傳輸裝置(4) 包括與高壓CO2氣源(1)連接的進氣閥(41)，進氣閥(41)通過管路連接有出氣閥(44)；進氣閥(41)上連接有用于控制進氣閥開、閉的繼電器I (42)，與繼電器I (42)連接的壓力控制器(43)，壓力控制器(43)連接在進氣閥(41)與出氣閥(44)之間的管路上；出氣閥(44) 上連接有用于控制出氣閥開、閉的繼電器II (45 )；繼電器I (42 )和繼電器II (45 )均與控制裝置連接；緩沖罐(5)連接在進氣閥(41)與出氣閥(44)之間的管路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳施肥機，其特征在于所述的控制裝置(3)包括微型計算機；與微型計算機連接用于顯示工作模式、溫度的顯示器；與微型計算機連接用于設(shè)定工作模式、定時時間的鍵盤；與微型計算機連接的用來控制(X)2傳輸裝置的輸出電路；與微型計算機連接用于外部通訊的通信模塊；與微型計算機連接的數(shù)字時鐘；與微型計算機連接用于采集溫室內(nèi)溫度的溫度傳感器；與微型計算機連接用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換器；與微型計算機連接用于儲存數(shù)據(jù)的存儲器。
專利摘要本實用新型提供一種二氧化碳施肥機，涉及溫室中二氧化碳增施技術(shù)領(lǐng)域。它有一高壓CO2氣源，與高壓CO2氣源連接的CO2傳輸裝置，與CO2傳輸裝置連接的控制裝置和緩沖罐；將CO2傳輸裝置和控制裝置安裝在控制箱內(nèi)；CO2傳輸裝置包括與高壓CO2氣源連接的進氣閥，進氣閥通過管路連接有出氣閥；進氣閥上連接有繼電器Ⅰ，繼電器Ⅰ連接有壓力控制器，壓力控制器連接在進氣閥與出氣閥之間的管路上；出氣閥上連接有繼電器Ⅱ；繼電器Ⅰ和繼電器Ⅱ均與控制裝置連接；緩沖罐連接在進氣閥與出氣閥之間的管路上。
文檔編號A01G9/18GK202172662SQ2011202418
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者席建忠, 王立文, 邵曉根 申請人:徐州工程學(xué)院