一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，將進(jìn)水閥通過(guò)管道連接在混肥罐中上部，將浮球液位控制開(kāi)關(guān)設(shè)于混肥罐內(nèi)，將吸肥電磁閥、文丘里泵通過(guò)管道連接，文丘里泵通過(guò)管道連接到混肥罐；將施肥泵的輸入端通過(guò)管道連接在混肥罐上，該連接點(diǎn)位于混肥罐內(nèi)最低水位高度之下，施肥泵的輸出分為兩路，一路為回流管路，一路為灌溉施肥輸出管路，其中回流管路包含吸肥管路和EC、PH回流管路。本實(shí)用新型在確定施肥泵、管道以及文丘里泵各項(xiàng)參數(shù)及其相互關(guān)系的情況下，通過(guò)控制吸肥電磁閥的工作數(shù)量及工作時(shí)間達(dá)到精確控制配方配比、肥料濃度和pH的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)用機(jī)械裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)70年代，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)灌溉施肥技術(shù)并開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究和推廣，雖然在灌溉智能控制方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是國(guó)內(nèi)至今未能在自動(dòng)精準(zhǔn)配肥控制研究和相關(guān)設(shè)備研發(fā)上取得突破，國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用較多的依然是以色列、意大利等國(guó)外施肥系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)建成本昂貴。因而有必要整合多學(xué)科和已有科研成果，研制一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精準(zhǔn)配肥的水肥一體化精準(zhǔn)控制系統(tǒng)，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，旨在解決灌溉過(guò)程中難以按需實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精準(zhǔn)配肥的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，包括混肥罐，進(jìn)水閥，用于根據(jù)混肥罐內(nèi)最低和最高水位高度自動(dòng)控制進(jìn)水閥進(jìn)行相應(yīng)開(kāi)關(guān)操作的浮球液位控制開(kāi)關(guān)，文丘里泵，吸肥電磁閥，用于將混肥罐中液體輸出的施肥泵，以及灌溉施肥輸出閥門(mén)；其中，
[0005]所述進(jìn)水閥通過(guò)管道連接在混肥罐中上部；
[0006]所述浮球液位控制開(kāi)關(guān)設(shè)于混肥罐內(nèi)；
[0007]所述吸肥電磁閥、文丘里泵通過(guò)管道連接，所述文丘里泵通過(guò)管道連接到混肥te ；
[0008]所述施肥泵的輸入端通過(guò)管道連接在混肥罐上，該連接點(diǎn)位于混肥罐內(nèi)最低水位高度之下，施肥泵輸出端與灌溉施肥輸出閥門(mén)之間通過(guò)灌溉施肥輸出管路連接。
[0009]優(yōu)選地，該施肥裝置還包括肥料濃度采集裝置以及回流管路；其中，所述回流管路輸入端與施肥泵的又一輸出端連接；所述回流管路包括兩個(gè)輸出端，其中，所述回流管路第一輸出端連接在文丘里泵和吸肥電磁閥之間的管道上，所述回流管路第二輸出端與混肥罐連接，該連接點(diǎn)位于施肥泵的輸入端與混肥罐的管道連接點(diǎn)上方；所述回流管路第二輸出端與混肥罐之間的連接管道上設(shè)有肥料濃度采集裝置。
[0010]優(yōu)選地，該施肥裝置還包括pH采集裝置；其中，所述pH采集裝置設(shè)于回流管路第二輸出端與混肥罐之間的連接管道上。
[0011]優(yōu)選地，該施肥裝置還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括:
[0012]數(shù)據(jù)收集模塊，用于收集肥料濃度采集裝置以及pH采集裝置分別采集到的肥料濃度和PH值；
[0013]調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)收集模塊的采集值控制所述施肥泵、吸肥電磁閥工作，以使肥料在所述回流管路、混肥罐按照要求循環(huán)流轉(zhuǎn)過(guò)程中準(zhǔn)確調(diào)控肥液的EC、PH值；其中，
[0014]所述肥料濃度采集裝置以及pH采集裝置分別與數(shù)據(jù)收集模塊連接，所述數(shù)據(jù)收集模塊與調(diào)節(jié)模塊連接，所述調(diào)節(jié)模塊分別與施肥泵、吸肥電磁閥連接。
[0015]優(yōu)選地，該施肥裝置還包括觸屏人機(jī)交互界面，用于實(shí)時(shí)顯示肥料濃度采集裝置以及PH采集裝置的采集值和工作狀態(tài)，以及通過(guò)觸屏操作方式設(shè)置配肥配方、肥料濃度、PH控制目標(biāo)參數(shù)；其中，所述觸屏人機(jī)交互界面與調(diào)節(jié)模塊連接。
[0016]相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0017]1、配肥精度高
[0018]本實(shí)用新型采用閉環(huán)方式調(diào)控肥液EC、PH值，以高精度傳感器采集參數(shù)、快速反應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合高實(shí)時(shí)性軟件調(diào)控計(jì)算，獲得快速、穩(wěn)定的EC、PH控制效果。
[0019]2、性價(jià)比高
[0020]本實(shí)用新型基于成熟技術(shù)獨(dú)立研發(fā)系統(tǒng)軟硬件，降低成本；可以同時(shí)滿足智能清水灌溉和自動(dòng)精準(zhǔn)施肥要求，一機(jī)兩用。
[0021]3、實(shí)用性強(qiáng)
[0022]本實(shí)用新型支持多灌區(qū)同時(shí)施肥灌溉，觸摸屏人機(jī)交互支持施肥配方及調(diào)控參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置，保證控制調(diào)整靈活性以及灌溉施肥作業(yè)的及時(shí)性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]如圖1所示，其中，圖1是本實(shí)用新型精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，包括混肥罐1，進(jìn)水閥2，用于根據(jù)混肥罐I內(nèi)最低和最高水位高度自動(dòng)控制進(jìn)水閥2進(jìn)行相應(yīng)開(kāi)關(guān)操作的浮球液位控制開(kāi)關(guān)3，文丘里泵4，吸肥電磁閥5，用于將混肥罐I中液體輸出的施肥泵6，以及灌溉施肥輸出閥門(mén)7 ;其中，所述進(jìn)水閥2通過(guò)管道連接在混肥罐I中上部；所述浮球液位控制開(kāi)關(guān)3設(shè)于混肥罐I內(nèi)；所述吸肥電磁閥5、文丘里泵4通過(guò)管道連接，所述文丘里泵4通過(guò)管道連接到混肥罐I ;所述施肥泵6的輸入端通過(guò)管道連接在混肥罐I上，該連接點(diǎn)位于混肥罐I內(nèi)最低水位高度之下，施肥泵6輸出端與灌溉施肥輸出閥門(mén)7之間通過(guò)灌溉施肥輸出管路連接。
[0027]在本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，進(jìn)水閥2選取在混肥罐I較高位置，保持進(jìn)水具有一定動(dòng)力，促進(jìn)混肥罐I內(nèi)肥水融合，提高混肥速度和均勻度。本實(shí)用新型采用文丘里泵4配合吸肥電磁閥5吸取肥料，其中文丘里泵4利用射流原理，通過(guò)流經(jīng)文丘里泵4的水流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生吸肥動(dòng)力，電磁閥5作為可控部件，由其開(kāi)關(guān)時(shí)間控制其單位控制周期的吸肥量。
[0028]文丘里泵4吸肥流量大小與吸肥管路的流量和壓力都有關(guān)系，為使文丘里泵4工作盡量穩(wěn)定在其標(biāo)稱(chēng)吸肥流量附近，(I)施肥泵6流量參數(shù)選擇可依照公式:施肥泵6流量值 > =出水管路流量最大量+文丘里泵4個(gè)數(shù)*標(biāo)稱(chēng)流量；(2)確定施肥泵6的揚(yáng)程參數(shù)時(shí)，一方面要滿足灌溉管網(wǎng)壓力的要求，同時(shí)施肥泵6的揚(yáng)程隨流量大小變化的范圍值最好能對(duì)應(yīng)在文丘里泵4吸肥流量差值較小的幾個(gè)工作壓力區(qū)間內(nèi)。
[0029]在確定施肥泵6、管道以及文丘里泵4各項(xiàng)參數(shù)及其相互關(guān)系的情況下，通過(guò)控制吸肥電磁閥5的工作數(shù)量及工作時(shí)間達(dá)到精確控制配方配比、肥料濃度和pH的目的。
[0030]在進(jìn)一步的實(shí)施過(guò)程中，為了便于對(duì)肥料濃度的及時(shí)監(jiān)控和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該施肥裝置還包括肥料濃度采集裝置8以及回流管路9 ;
[0031]所述回流管路9輸入端與施肥泵6的又一輸出端連接；所述回流管路9包括兩個(gè)輸出端，其中，所述回流管路9第一輸出端連接在文丘里泵4和吸肥電磁閥5之間的管道上，所述回流管路9第二輸出端與混肥罐I連接，該連接點(diǎn)位于施肥泵6的輸入端與混肥罐I的管道連接點(diǎn)上方；所述回流管路9第二輸出端與混肥罐I之間的連接管道上設(shè)有肥料濃度采集裝置8。
[0032]在本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，回流管路9采用施肥泵6提供動(dòng)力，使得肥料進(jìn)入混肥罐I時(shí)具有足夠動(dòng)力，能夠快速充分的與清水混合。
[0033]更具體的，為了便于對(duì)肥料pH的及時(shí)監(jiān)控和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該施肥裝置還包括PH采集裝置10 ;其中，所述pH采集裝置10設(shè)于回流管路9第二輸出端與混肥罐I之間的連接管道上。操作原理與上述濃度調(diào)節(jié)過(guò)程相同，在此不再贅述。
[0034]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，為了保證肥料濃度EC和酸堿度PH的調(diào)節(jié)精度，一方面肥料濃度采集裝置8、pH采集裝置10均為精度較高的傳感器，其中EC傳感器精度約為0.05?0.lms/cm, PH傳感器精度約為0.01?0.05 ;另一方面，回肥采樣傳感器安裝采用U型管裝置，保證管路中能有持續(xù)均勻可檢測(cè)的肥液回流。吸肥電磁閥5選用快速反應(yīng)的脈沖電磁閥，反應(yīng)時(shí)間等級(jí)在20?80ms左右，動(dòng)作次數(shù)在1.5千萬(wàn)次以上，能較好的適應(yīng)配肥調(diào)節(jié)過(guò)程的快速頻繁開(kāi)關(guān)。
[0035]將管道上EC、PH傳感器采集的EC和PH值作為閉環(huán)控制反饋值，依據(jù)其與設(shè)定EC、PH值的差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，由計(jì)算得到的輸出PWM信號(hào)脈寬(=單位時(shí)間所需吸肥量/文丘里泵吸肥速率)，通過(guò)脈沖信號(hào)去控制各路脈沖吸肥電磁閥5的開(kāi)關(guān)時(shí)間，控制單位時(shí)間內(nèi)的吸肥量從而控制肥料的濃度。
[0036]在進(jìn)一步的實(shí)施過(guò)程中，為了使裝置更加智能化以便于操作和管理，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該施肥裝置還包括控制系統(tǒng)11，所述控制系統(tǒng)11包括:數(shù)據(jù)收集模塊111，用于收集肥料濃度采集裝置以及PH采集裝置分別采集到的肥料濃度和pH值；調(diào)節(jié)模塊112，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)收集模塊111的采集值控制所述施肥泵6、吸肥電磁閥5工作，以使肥料在所述回流管路9、混肥罐I按照要求循環(huán)流轉(zhuǎn)過(guò)程中準(zhǔn)確調(diào)控肥液的EC、PH值；其中，所述肥料濃度采集裝置8以及pH采集裝置10分別與數(shù)據(jù)收集模塊111連接，所述數(shù)據(jù)收集模塊111與調(diào)節(jié)模塊112連接，所述調(diào)節(jié)模塊112分別于施肥泵6、吸肥電磁閥5連接。
[0037]更具體的，該施肥裝置還包括觸屏人機(jī)交互界面12，用于實(shí)時(shí)顯示肥料濃度采集裝置8以及pH采集裝置10的采集值和工作狀態(tài)，以及通過(guò)觸屏操作方式設(shè)置配肥配方、月巴料濃度、PH控制目標(biāo)參數(shù)；其中，所述觸屏人機(jī)交互界面12與調(diào)節(jié)模塊112連接。
[0038]在本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以通過(guò)觸屏操作發(fā)送具體的指令，控制肥料的濃度、PH以及施加量，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控各有關(guān)參數(shù)的狀態(tài)，例如肥料濃度值、PH值、閥門(mén)工作狀態(tài)等，系統(tǒng)在施肥過(guò)程中不間斷的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)肥液濃度。調(diào)節(jié)模塊112對(duì)肥料濃度采集裝置8采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，當(dāng)肥料濃度過(guò)高時(shí)，調(diào)節(jié)模塊112縮短文丘里泵4、吸肥電池閥5打開(kāi)時(shí)間，濃度過(guò)低時(shí)，則延長(zhǎng)文丘里泵4、吸肥電池閥5吸肥時(shí)間，肥料在肥罐I和管路循環(huán)過(guò)程中混合均勻，由灌溉施肥閥門(mén)送出，整個(gè)配肥調(diào)節(jié)過(guò)程中施肥過(guò)程連續(xù)不斷，不影響灌溉施肥作業(yè)，使用更加智能方便，實(shí)用性更強(qiáng)，調(diào)節(jié)精度更高。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，其特征在于，包括混肥罐，進(jìn)水閥，用于根據(jù)混肥罐內(nèi)最低和最高水位高度自動(dòng)控制進(jìn)水閥進(jìn)行相應(yīng)開(kāi)關(guān)操作的浮球液位控制開(kāi)關(guān)，文丘里泵，吸肥電磁閥，用于將混肥罐中液體輸出的施肥泵，以及灌溉施肥輸出閥門(mén)；其中， 所述進(jìn)水閥通過(guò)管道連接在混肥罐中上部； 所述浮球液位控制開(kāi)關(guān)設(shè)于混肥罐內(nèi)； 所述吸肥電磁閥、文丘里泵通過(guò)管道連接，所述文丘里泵通過(guò)管道連接到混肥罐； 所述施肥泵的輸入端通過(guò)管道連接在混肥罐上，該連接點(diǎn)位于混肥罐內(nèi)最低水位高度之下，施肥泵輸出端與灌溉施肥輸出閥門(mén)之間通過(guò)灌溉施肥輸出管路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，其特征在于，該施肥裝置還包括肥料濃度采集裝置以及回流管路；其中， 所述回流管路輸入端與施肥泵的又一輸出端連接；所述回流管路包括兩個(gè)輸出端，其中，所述回流管路第一輸出端連接在文丘里泵和吸肥電磁閥之間的管道上，所述回流管路第二輸出端與混肥罐連接，該連接點(diǎn)位于施肥泵的輸入端與混肥罐的管道連接點(diǎn)上方；所述回流管路第二輸出端與混肥罐之間的連接管道上設(shè)有肥料濃度采集裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，其特征在于，該施肥裝置還包括PH采集裝置；其中，所述pH采集裝置設(shè)于回流管路第二輸出端與混肥罐之間的連接管道上。
4.如權(quán)利要求3所述的精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，其特征在于，該施肥裝置還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)收集模塊，用于收集肥料濃度采集裝置以及PH采集裝置分別采集到的肥料濃度和pH值； 調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)收集模塊的采集值控制所述施肥泵、吸肥電磁閥工作，以使肥料在所述回流管路、混肥罐按照要求循環(huán)流轉(zhuǎn)過(guò)程中準(zhǔn)確調(diào)控肥液的EC、PH值；其中， 所述肥料濃度采集裝置以及PH采集裝置分別與數(shù)據(jù)收集模塊連接，所述數(shù)據(jù)收集模塊與調(diào)節(jié)模塊連接，所述調(diào)節(jié)模塊分別與施肥泵、吸肥電磁閥連接。
5.如權(quán)利要求4所述的精準(zhǔn)配肥與清水灌溉兩用的施肥裝置，其特征在于，該施肥裝置還包括觸屏人機(jī)交互界面，用于實(shí)時(shí)顯示肥料濃度采集裝置以及PH采集裝置的采集值和工作狀態(tài)，以及通過(guò)觸屏操作方式設(shè)置配肥配方、肥料濃度、PH控制目標(biāo)參數(shù)；其中，所述觸屏人機(jī)交互界面與調(diào)節(jié)模塊連接。
【文檔編號(hào)】A01C23/04GK203827729SQ201420208386
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】張侃諭, 牛寅 申請(qǐng)人:上海邦伯現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司