具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其二氧化碳施肥系統(tǒng)包括主控制器、太陽能電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器、二氧化碳傳感器、半導(dǎo)體制熱裝置、反應(yīng)器、原料罐和過濾器，主控制器通過線路分別連接控制半導(dǎo)體制熱裝置、太陽能電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器和二氧化碳傳感器，半導(dǎo)體制熱裝置上安裝反應(yīng)器，該反應(yīng)器上端通過管道連通一原料罐，該反應(yīng)器容積小于該原料罐，該原料罐上端通過輸氣管與過濾器側(cè)面底部連通。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)巧妙、部署靈活，實(shí)現(xiàn)二氧化碳施肥量的精確控制，施肥均勻，科學(xué)合理，使用太陽能為系統(tǒng)提供能源，節(jié)約成本。
【專利說明】具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于二氧化碳施肥系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥 量的二氧化碳施肥系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的重要原料之一，空氣中二氧化碳的濃度將直接影 響農(nóng)作物的生長(zhǎng)和最終的產(chǎn)量。大氣中二氧化碳濃度比較穩(wěn)定，約為〇. 03% -0. 05%，在露 地栽培蔬菜一般不會(huì)發(fā)生二氧化碳的缺乏，但是在相對(duì)封閉的條件下，例如在溫室大棚中 種植蔬菜會(huì)因?yàn)楣夂献饔贸Ｔ斐啥趸既狈?，致使蔬菜的正常生長(zhǎng)受到影響，增施二氧 化碳?xì)夥?，已成為保護(hù)地蔬菜高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要措施之一。但是由于溫室內(nèi)部多數(shù)沒有交流 供電系統(tǒng)，而常見加熱型二氧化碳補(bǔ)施系統(tǒng)功率多在1000W以上，單純?yōu)檠a(bǔ)充二氧化碳而 拉電力線將增加反應(yīng)器的使用成本，目前多采用的方案是二氧化碳發(fā)生器放置在溫室控制 室內(nèi)，再用長(zhǎng)輸氣管將二氧化碳補(bǔ)充到溫室內(nèi)，但是由于二氧化碳發(fā)生器的加熱很難控制， 使得二氧化碳的施肥量或多或少，施肥不均勻，且由于各處溫室內(nèi)不同位置環(huán)境參數(shù)差異， 需要的二氧化碳濃度也不相同，使得溫室內(nèi)實(shí)現(xiàn)二氧化碳的優(yōu)化施肥比較困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供具有太陽能發(fā)電和精確控制施 肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，該二氧化碳施肥系統(tǒng)設(shè)計(jì)巧妙、控制簡(jiǎn)單、部署靈活、使用方便， 使用太陽能為二氧化碳施肥系統(tǒng)提供能源，避免拉電力線，降低反應(yīng)器的使用成本，同時(shí)采 用加熱反應(yīng)器而非原料罐的設(shè)計(jì)，結(jié)合主控制器實(shí)現(xiàn)二氧化碳施肥量的精確控制，保證了 二氧化碳的施肥均勻，同時(shí)根據(jù)周圍環(huán)境參數(shù)的變化控制二氧化碳的施肥量，科學(xué)合理，節(jié) 約成本。
[0004] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其二氧化碳施肥系統(tǒng)包 括主控制器、太陽能電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器、二氧化碳傳感器、半導(dǎo)體制熱 裝置、反應(yīng)器、原料罐和過濾器，主控制器通過線路分別連接控制半導(dǎo)體制熱裝置、太陽能 電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器和二氧化碳傳感器，半導(dǎo)體制熱裝置上安裝反應(yīng) 器，該反應(yīng)器上端通過管道連通一原料罐，該反應(yīng)器容積小于該原料罐，該原料罐上端通過 輸氣管與過濾器側(cè)面底部連通。
[0006] 而且，所述的反應(yīng)器側(cè)面底部制有反應(yīng)器排水管并向外延伸形成反應(yīng)器排水口， 該反應(yīng)器排水管上安裝有反應(yīng)器排水閥。
[0007] 而且，所述的原料罐側(cè)面上端制有原料罐加料管，該原料罐加料管的另一端制有 原料罐加料口，該原料罐加料管上安裝有原料罐加料截止閥。
[0008] 而且，所述的原料罐的容積為反應(yīng)器的10-15倍。
[0009] 而且，所述的過濾器上端制有二氧化碳輸氣口，側(cè)面底部制有水管，該水管分別在 水平和垂直方向上分為過濾器排水管和過濾器加料管，該過濾器排水管上安裝有過濾器排 水閥且向外延伸形成過濾器排水口，該過濾器加料管上安裝有過濾器加料口截止閥且向外 一端制有過濾器加料口。
[0010] 而且，所述的原料罐、反應(yīng)器、過濾器均為密閉容器，原料罐中的原料為碳酸氫銨 溶液,過濾器中的過濾介質(zhì)為水。
[0011] 而且，所述的太陽能電池板的功率小于100W。
[0012] 而且，所述的主控制器通過線路分別連接系統(tǒng)狀態(tài)聲光提示模塊和稱重模塊，該 稱重模塊安裝在反應(yīng)器底部。
[0013] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：
[0014] 1.本具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其二氧化碳施肥系 統(tǒng)包括主控制器、太陽能電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器、二氧化碳傳感器、半導(dǎo)體 制熱裝置、反應(yīng)器、原料罐和過濾器，主控制器通過線路分別連接控制半導(dǎo)體制熱裝置、太 陽能電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器和二氧化碳傳感器，半導(dǎo)體制熱裝置上安裝反 應(yīng)器，該反應(yīng)器上端通過管道連通一原料罐，該反應(yīng)器容積小于該原料罐，原料罐的容積為 反應(yīng)器的10-15倍，該原料罐上端通過輸氣管與過濾器側(cè)面底部連通。反應(yīng)器側(cè)面底部制 有反應(yīng)器排水管并向外延伸形成反應(yīng)器排水口，該反應(yīng)器排水管上安裝有反應(yīng)器排水閥。 原料罐側(cè)面上端制有原料罐加料管，該原料罐加料管的另一端制有原料罐加料口，該原料 罐加料管上安裝有原料罐加料截止閥。過濾器上端制有二氧化碳輸氣口，側(cè)面底部制有水 管，該水管分別在水平和垂直方向上分為過濾器排水管和過濾器加料管，該過濾器排水管 上安裝有過濾器排水閥且向外延伸形成過濾器排水口，該過濾器加料管上安裝有過濾器加 料口截止閥且向外一端制有過濾器加料口。原料罐、反應(yīng)器、過濾器均為密閉容器，原料罐 中的原料為碳酸氫銨溶液，過濾器中的過濾介質(zhì)為水。本實(shí)用新型采用太陽能供電無須將 直流電再逆變成交流電，避免拉電力線，降低反應(yīng)器的使用成本，采用半導(dǎo)體制熱裝置加熱 比原料罐容器小的反應(yīng)器，使反應(yīng)迅速發(fā)生，且容易控制反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)二氧化碳施肥量的 精確控制，單套系統(tǒng)所采用的太陽能電池板控制在100W以下，節(jié)能環(huán)保，一個(gè)溫室內(nèi)可以 布置多套系統(tǒng)，部署靈活方便。
[0015] 2.本實(shí)用新型中主控制器通過線路分別連接系統(tǒng)狀態(tài)聲光提示模塊和稱重模塊， 該稱重模塊安裝在原料罐的底部，實(shí)現(xiàn)了物料罐物料量的自動(dòng)監(jiān)控，便于物料的及時(shí)添加 補(bǔ)充。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018] 具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其二氧化碳施肥系統(tǒng)包 括主控制器7、太陽能電池板11、蓄電池12、土壤和空氣溫度傳感器8、二氧化碳傳感器9、半 導(dǎo)體制熱裝置1、反應(yīng)器2、原料罐16和過濾器19,主控制器通過線路分別連接控制半導(dǎo)體 制熱裝置、太陽能電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器和二氧化碳傳感器，半導(dǎo)體制熱 裝置上安裝反應(yīng)器，該反應(yīng)器上端通過管道連通一容積大于該反應(yīng)器的原料罐，該原料罐 上端通過輸氣管17與過濾器側(cè)面底部連通。反應(yīng)器側(cè)面底部制有反應(yīng)器排水管3并向外 延伸形成反應(yīng)器排水口 5,該反應(yīng)器排水管上安裝有反應(yīng)器排水閥4。原料罐側(cè)面上端制有 原料罐加料管15,該原料罐加料管的另一端制有原料罐加料口 13,該原料罐加料管上安裝 有原料罐加料截止閥14。過濾器上端制有二氧化碳輸氣口 18,側(cè)面底部制有水管26,該水 管分別在水平和垂直方向上分為過濾器排水管25和過濾器加料管22,該過濾器排水管上 安裝有過濾器排水閥24且向外延伸形成過濾器排水口 23,該過濾器加料管上安裝有過濾 器加料口截止閥21且向外一端制有過濾器加料口 20。原料罐、反應(yīng)器、過濾器均為密閉容 器，原料罐中的原料為碳酸氫銨溶液，過濾器中的過濾介質(zhì)為水。本實(shí)施例中太陽能電池板 的功率小于100W。本實(shí)施例中主控制器通過監(jiān)測(cè)太陽能電池板輸出電壓、設(shè)施內(nèi)土壤和空 氣溫度傳感器判斷當(dāng)前光強(qiáng)狀態(tài)與溫室溫度水平，結(jié)合二氧化碳傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)施內(nèi)二氧化 碳濃度水平，根據(jù)主控制器內(nèi)預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行查表計(jì)算，控制半導(dǎo)體制熱裝置加熱功率。本 實(shí)施例中主控制器通過線路分別連接系統(tǒng)狀態(tài)聲光提示模塊10和稱重模塊6,該稱重模塊 安裝在反應(yīng)器底部。
[0019] 工作過程：
[0020] 1.加料過程：系統(tǒng)由主控制器監(jiān)測(cè)反應(yīng)器加熱統(tǒng)計(jì)時(shí)間和原料罐稱重模塊判斷 是否反應(yīng)完成，反應(yīng)完成后，系統(tǒng)狀態(tài)提示模塊采用聲光報(bào)警提示用戶添加原料與更換過 濾介質(zhì)。原料罐、反應(yīng)器、過濾器均為密閉容器，原料罐中的原料為碳酸氫銨溶液，加料前首 先通過反應(yīng)器排水閥釋放反應(yīng)器中的殘液，通過過濾器排水閥排凈過濾器中的殘液，而后 關(guān)閉反應(yīng)器排水閥和過濾器排水閥，經(jīng)原料罐加料口加入碳酸氫銨溶液，加料完成后關(guān)閉 原料罐加料截止閥。過濾器中的過濾介質(zhì)為水，經(jīng)由過濾器加料口和過濾器加料口截止閥 灌入，加料完畢后關(guān)閉過濾器加料口截止閥。
[0021] 2.二氧化碳施肥過程：系統(tǒng)能量來源于太陽能電池板，主控制器通過監(jiān)測(cè)太陽能 電池板輸出電壓對(duì)蓄電池充電狀態(tài)進(jìn)行控制，主控制器由蓄電池供電，主控制器通過監(jiān)測(cè) 太陽能電池板輸出電壓、設(shè)施內(nèi)土壤和空氣溫度傳感器判斷當(dāng)前光強(qiáng)狀態(tài)與溫室溫度水 平，結(jié)合采用二氧化碳傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)施內(nèi)二氧化碳濃度水平，然后根據(jù)控制器內(nèi)預(yù)設(shè)的參 數(shù)進(jìn)行查表計(jì)算，控制半導(dǎo)體制熱裝置加熱功率大小，系統(tǒng)開始給反應(yīng)器加熱后，反應(yīng)器 中的碳酸氫銨分解產(chǎn)生的氨氣與二氧化碳經(jīng)由反應(yīng)器、原料罐、輸氣管、達(dá)到過濾器，氨氣 被過濾器中的水吸收，純凈的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過濾器上的二氧化碳輸氣口釋放，二氧化碳 輸氣口可進(jìn)一步外接二氧化碳輸氣管道，將二氧化碳?xì)怏w輸送到適宜位置，實(shí)現(xiàn)二氧化碳 的均勻施肥。
【權(quán)利要求】
1. 具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其二氧化碳施肥系統(tǒng)包括 主控制器、太陽能電池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器、二氧化碳傳感器、半導(dǎo)體制熱裝 置、反應(yīng)器、原料罐和過濾器，主控制器通過線路分別連接控制半導(dǎo)體制熱裝置、太陽能電 池板、蓄電池、土壤和空氣溫度傳感器和二氧化碳傳感器，該主控制器控制太陽能電池板為 蓄電池充電，半導(dǎo)體制熱裝置上安裝反應(yīng)器，該反應(yīng)器上端通過管道連通一原料罐，該反應(yīng) 器容積小于該原料罐，該原料罐上端通過輸氣管與過濾器側(cè)面底部連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其 特征在于：所述的反應(yīng)器側(cè)面底部制有反應(yīng)器排水管并向外延伸形成反應(yīng)器排水口，該反 應(yīng)器排水管上安裝有反應(yīng)器排水閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其 特征在于：所述的原料罐側(cè)面上端制有原料罐加料管，該原料罐加料管的另一端制有原料 罐加料口，該原料罐加料管上安裝有原料罐加料截止閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其 特征在于：所述的原料罐的容積為反應(yīng)器的10-15倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其 特征在于：所述的過濾器上端制有二氧化碳輸氣口，側(cè)面底部制有水管，該水管分別在水平 和垂直方向上分為過濾器排水管和過濾器加料管，該過濾器排水管上安裝有過濾器排水閥 且向外延伸形成過濾器排水口，該過濾器加料管上安裝有過濾器加料口截止閥且向外一端 制有過濾器加料口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其 特征在于：所述的原料罐、反應(yīng)器、過濾器均為密閉容器，原料罐中的原料為碳酸氫銨溶液， 過濾器中的過濾介質(zhì)為水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其 特征在于：所述的太陽能電池板的功率小于100W。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有太陽能發(fā)電和精確控制施肥量的二氧化碳施肥系統(tǒng)，其 特征在于：所述的主控制器通過線路分別連接系統(tǒng)狀態(tài)聲光提示模塊和稱重模塊，該稱重 模塊安裝在反應(yīng)器底部。
【文檔編號(hào)】A01G9/18GK203896839SQ201420256739
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】單慧勇, 楊延榮, 崔靖林, 宋波, 趙輝 申請(qǐng)人:天津農(nóng)學(xué)院