一種溫室水培循環(huán)灌溉系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液ec值控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫室水培循環(huán)灌溉系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液EC值控制方法，屬于水培作物營(yíng)養(yǎng)液控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)施農(nóng)業(yè)由于環(huán)境相對(duì)可控，相同種植面積條件下，具有高效產(chǎn)量等特點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，在我國(guó)人均耕地少的背景下，設(shè)施農(nóng)業(yè)已成為我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，目前我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的種植面積世界排名第一，以智能溫室、塑料大棚、陽(yáng)光溫室為代表的設(shè)施農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，其中水肥一體化技術(shù)在作物供水供肥過(guò)程中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
[0003]設(shè)施農(nóng)業(yè)中無(wú)土栽培技術(shù)應(yīng)用從根本上避免了土壤連作造成的一系列問(wèn)題，并且可有效利用空間，不受土地面積的限制，同時(shí)在作物供水、供肥專(zhuān)家系統(tǒng)的指導(dǎo)下，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高效、高產(chǎn)、無(wú)公害的目標(biāo)。營(yíng)養(yǎng)液栽培模式下，由灌溉施肥機(jī)對(duì)作物進(jìn)行供水、供肥，水肥以營(yíng)養(yǎng)液形式在水培槽內(nèi)自動(dòng)循環(huán)，依據(jù)作物不同生長(zhǎng)周期對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的需要，灌溉施肥機(jī)將肥料以一定的比例在混合罐里與灌溉用水配比成相應(yīng)濃度的營(yíng)養(yǎng)液，由栗輸送給水培槽，最后流入蓄水池，營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)管道及各過(guò)濾器在混合罐、水培槽、蓄水池之間自動(dòng)循環(huán)。在水培槽中，作物根部部分浸入到營(yíng)養(yǎng)液中，其所需的全部營(yíng)養(yǎng)由根部從營(yíng)養(yǎng)液中吸收，為保證肥料供給可靠，通常情況下以監(jiān)測(cè)營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率(EC值)作為營(yíng)養(yǎng)液的濃度的控制參考依據(jù)。
[0004]經(jīng)過(guò)檢索，現(xiàn)有的灌溉施肥機(jī)或水肥一體化系統(tǒng)僅是以混合罐出水口或水培槽處作物根部的EC值作為營(yíng)養(yǎng)液控制參考依據(jù)。專(zhuān)利號(hào)為200910192912.2的中國(guó)發(fā)明，公開(kāi)了一種植物生長(zhǎng)檢測(cè)及營(yíng)養(yǎng)液控制系統(tǒng)及其控制方法，它通過(guò)檢測(cè)植物根系EC值實(shí)現(xiàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液濃度的控制。專(zhuān)利號(hào)為201010586460.9的中國(guó)發(fā)明，公開(kāi)了一種自動(dòng)灌溉施肥機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法，它通過(guò)對(duì)混肥罐內(nèi)的EC值進(jìn)行監(jiān)測(cè)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉施肥機(jī)工作過(guò)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)及營(yíng)養(yǎng)液配比提供參考。專(zhuān)利號(hào)為201310374592.9的中國(guó)發(fā)明，公開(kāi)了一種多灌區(qū)自動(dòng)灌溉施肥機(jī)控制設(shè)備，它通過(guò)在混肥管路上設(shè)有EC值傳感器作為營(yíng)養(yǎng)液控制參考依據(jù)。上述水培模式下，以EC值作為反應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液濃度的指標(biāo)，營(yíng)養(yǎng)液最初是在混合罐中與水進(jìn)行混合形成，之后由栗輸送到水培槽，最終到達(dá)蓄水池，之后開(kāi)始在混合罐、水培槽、蓄水池之間自動(dòng)循環(huán)，吸肥過(guò)程中，混合罐通過(guò)管道將來(lái)自蓄水池中的水與吸肥器從母液罐中吸來(lái)肥進(jìn)行混合，通常情況下，混合罐中營(yíng)養(yǎng)液的EC值、水培槽中的營(yíng)養(yǎng)液EC值、蓄水池中的營(yíng)養(yǎng)液的EC值呈現(xiàn)出由高到低的變化，作物吸收營(yíng)養(yǎng)液是在水培槽中進(jìn)行，僅以混合罐的EC值作為施肥控制依據(jù)，會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)液濃度控制不精確的問(wèn)題，且混合罐中營(yíng)養(yǎng)液的EC值、水培槽中的營(yíng)養(yǎng)液EC值、蓄水池中的營(yíng)養(yǎng)液的EC值三者在達(dá)到一致的過(guò)程中，如果水培槽離混合罐較遠(yuǎn)，水培槽中的營(yíng)養(yǎng)液EC值、蓄水池中的營(yíng)養(yǎng)液的EC值與混合罐的EC值存在長(zhǎng)時(shí)滯性、不均勻性。因此如果僅以混合罐的EC值作為施肥控制依據(jù)，不能達(dá)到精確供肥，水肥一體化技術(shù)的核心為根據(jù)作物生長(zhǎng)需要進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉和施肥，根據(jù)作物需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液濃度精確控制、營(yíng)養(yǎng)液混合均勻是該領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對(duì)現(xiàn)有的水培系統(tǒng)僅僅依賴(lài)水肥回路(混罐處、水培槽處或蓄水池處)中某一處營(yíng)養(yǎng)液的EC值作為營(yíng)養(yǎng)液濃度控制依據(jù)而導(dǎo)致整個(gè)循環(huán)灌溉系統(tǒng)中的EC值不穩(wěn)定的問(wèn)題，提出一種溫室水培循環(huán)灌溉系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)液EC值控制方法，可提高營(yíng)養(yǎng)液EC值控制準(zhǔn)確率、混合均勻度。
[0006]技術(shù)方案:為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的溫室水培循環(huán)灌溉系統(tǒng)，包括:所述供水裝置與所述混肥裝置通過(guò)供水管路連通；所述供肥裝置與所述混肥裝置通過(guò)供肥管路連通；所述灌溉裝置一端通過(guò)出水主管路與所述混肥裝置連通，另一端通過(guò)回流管路與供水裝置連通，形成灌溉循環(huán)回路；所述供水裝置上設(shè)置有第二 EC傳感器，所述混肥裝置上設(shè)置有第一 EC傳感器，所述灌溉裝置上設(shè)置有第三EC傳感器，所述第一 EC傳感器、第二 EC傳感器、第三EC傳感器分別與控制裝置電連接。
[0007]其中，所述供水裝置包括:蓄水池以及設(shè)置在進(jìn)水口的補(bǔ)水電磁閥；所述供水裝置與所述混肥裝置之間的供水管路上依次設(shè)置有自吸栗和液位控制閥，所述自吸栗與所述控制裝置電連接。
[0008]其中，所述供肥裝置包括母液罐，在所述供肥裝置與所述混肥裝置之間的供肥管路上依次設(shè)置有過(guò)濾器、配肥電磁閥和吸肥器；所述配肥電磁閥與所述控制裝置電連接。
[0009]其中，所述混肥裝置包括混合罐，所述混合罐內(nèi)設(shè)置有浮球開(kāi)關(guān)，所述浮球開(kāi)關(guān)用于控制混合罐中的水位；在所述混合罐上還設(shè)置有增壓栗，所述增壓栗與所述出水主管路連接，所述增壓栗與所述控制裝置電連接；所述出水主管路共分三條支路，第一支路與所述灌溉裝置連接；第二支路上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)電磁閥，所述壓力調(diào)節(jié)電磁閥與所述控制裝置電連接；第三支路與所述吸肥器連接。
[0010]本發(fā)明還提供了一種營(yíng)養(yǎng)液EC值控制方法，包括步驟:
設(shè)置在混肥裝置和灌溉裝置之間出水主管路上的第一 EC傳感器實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的第一EC值上報(bào)給控制裝置；
設(shè)置在供水裝置和混肥裝置之間供水管路上的第二 EC傳感器實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的第二 EC值上報(bào)給控制裝置；
設(shè)置在灌溉裝置和供水裝置之間回流管路上的第三EC傳感器實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的第三EC值上報(bào)給控制裝置；
所述控制裝置分別將所述第一 EC值、第二 EC值、第三EC值與預(yù)先設(shè)定的EC值進(jìn)行比較，若第一 EC值、第二 EC值、第三EC值三者與預(yù)先設(shè)定的EC值的相對(duì)誤差均低于預(yù)先設(shè)定的誤差下限，則打開(kāi)所述供肥裝置上的配肥電磁閥向所述混肥裝置中補(bǔ)肥；否則關(guān)閉配肥電磁閥結(jié)束補(bǔ)肥。
[0011]其中，所述預(yù)先設(shè)定的誤差下限為-5%。
[0012]有益效果:本發(fā)明的水培循環(huán)灌溉系統(tǒng)和水營(yíng)養(yǎng)液EC值控制方法，可有效提高營(yíng)養(yǎng)液EC混合均勻度、控制精度，降低肥料的浪費(fèi)，達(dá)到精確施肥，由于該方法及系統(tǒng)是以混合罐處監(jiān)測(cè)的EC值、蓄水池處的EC值、蓄水池處的EC值三個(gè)指標(biāo)作為參考依據(jù)同時(shí)與設(shè)定的EC值進(jìn)行比較，可確保營(yíng)養(yǎng)液EC監(jiān)測(cè)可靠，為營(yíng)養(yǎng)液EC精確控制提供可靠依據(jù)，從而避免灌溉施肥機(jī)工作過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)液濃度不均勻、控制不精確的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用肥。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的水培循環(huán)灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1第一 EC傳感器、2第二 EC傳感器、3第三EC傳感器、4控制裝置、5吸肥器、6配肥電磁閥、7過(guò)濾器、8母液罐、9自吸栗、10蓄水池、11補(bǔ)水電磁閥、12液位控制閥、13浮球開(kāi)關(guān)、14混合罐、15增壓栗、16壓力調(diào)節(jié)電磁閥、17水培槽、18支路電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]圖1中的水培循環(huán)灌溉系統(tǒng)包括:供水裝置、供肥裝置、混肥裝置、灌溉裝置和控制裝置4以及相應(yīng)的管路和線(xiàn)路；供水裝置與混肥裝置通過(guò)供水管路連通；供肥裝置與混肥裝置通過(guò)供肥管路連通；灌溉裝置一端通過(guò)出水主管路與混肥裝置連通，另一端通過(guò)回流管路與供水裝置連通，形成灌溉循環(huán)回路；控制裝置4分別與供水裝置、供肥裝置、混肥裝置、灌溉裝置電連接，接收檢測(cè)信息和發(fā)送控制指令。
[0016]供水裝置包括蓄水池10以及設(shè)置在蓄水池10進(jìn)水口的補(bǔ)水電磁閥11 ;在供水裝置與混肥裝置之間的連通管路上依次設(shè)置有自吸栗9和液位控制閥12，液位控制閥12和混合罐14內(nèi)設(shè)置的浮球開(kāi)關(guān)13相連接，自吸栗9與控制裝置4電連接；在供水裝置與混肥裝置的供水管路上還設(shè)置有第二 EC傳感器2，第二 EC傳感器2與控制裝置4電連接。
[0017]供肥裝置包括母液罐8，在供肥裝置與混肥裝置之間的連通管路上依次設(shè)置有過(guò)濾器7、配肥電磁閥6和吸肥器5，吸肥器5采用常用的文丘里吸肥器；配肥電磁閥6與控制裝置4電連接。
[0018]混肥裝置包括混合罐14，在混合罐14內(nèi)設(shè)置有浮球開(kāi)關(guān)13，浮球開(kāi)關(guān)13用于控制液位控制閥12的開(kāi)啟和關(guān)閉；在混合罐14上還設(shè)置有