[发明专利]一种非充分灌溉的自动控制装置

说明书

技术领域

本发明属于农业现代化田间管理节水技术及自动化控制设备领域，尤其是一种非充分灌溉的自动控制装置。

背景技术

非充分灌溉技术是在缺水条件下以追求作物水分利用效率最高、兼顾作物产量与品质的现代节水灌溉技术。该技术推广的关键是要有一种能够有效控制土壤水分上下限的灌水方法。

相对于土壤体积含水量或重量含水量，土壤水势被普遍认为更能表征土壤水分对于作物的有效性。因而，可以通过控制土壤水势的上下限来控制土壤水分的上下限。土壤负压计是目前国内外普遍使用的一种测定土壤水势的常规仪器，由于它体积小、价格适中、携带方便等优点在田间广泛使用，为农业节水灌溉做出了贡献。

目前使用的土壤负压计一般由陶土头、输水管和真空表组成，需要工作人员及时记录真空表的读数并与所设的目标值进行比较以确定作物是否缺水，灌溉时灌溉系统由人工操作起来相当费时费力。全自动化灌溉系统在国内由于其造价昂贵，在农业上尚未普及。同时，灌溉时对于土壤水分上限的控制往往不重视或者控制得不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种非充分灌溉的自动控制装置，其特征在于，所述自动控制装置为负压计上的集气管连接真空表，真空表上安装两个霍尔感应器；霍尔感应器通过导线和放大电路连接，放大电路通过单片机和电源控制电路连接，电源控制电路控制供水装置。

所述负压计包括集气管3、改装的真空表6、连通管2和陶土头1；集气管的上端有注水口，用橡皮塞4和螺纹盖子5密封，旁侧有一个接口与真空表6连接，连通管2在集气管3下端，通过塑料管与陶土头1相接。

所述真空表的正面朝上，真空表内的指针针头改为磁性材料。

所述真空表的量程为0～-80kPa，在该量程的刻度用不同的颜色来表征缺水的程度。

所述霍尔感应器包括粘结在真空表内设定的上限负压计读数处的第一霍尔感应器8、设定的下限负压计读数处的第二霍尔感应器15；且在真空表表头的背面。

所述供水装置包括水泵12、与水泵12连接的贮水箱13和输水管14。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的基于土壤水势的非充分灌溉自动控制装置是直读式，在量程范围内，可以设定不同的目标水势，并且可同时控制土壤水分的上下限，避免因过量灌溉而造成的水分深层渗漏和肥料淋失。

(2)本发明轻便简单、造价低廉，适用于农田、温室中作物的自动化灌溉，易于推广，在节约用水方面发挥一定的积极作用。

附图说明

图1为非充分灌溉的自动控制装置的结构示意图。

图2为改装的真空表放大图。

具体实施方式

本发明提供一种非充分灌溉的自动控制装置，图1所示为非充分灌溉的自动控制装置的结构示意图。图中负压计上的集气管3连接真空表6，在真空表内设定的上限负压计读数处的第一霍尔感应器8、设定的下限负压计读数处的第二霍尔感应器15；且在真空表表头的背面。两个霍尔感应器通过导线和放大电路9连接，放大电路9通过单片机10和电源控制电路11连接，电源控制电路11控制供水装置的水泵12，及与水泵12连接的贮水箱13和输水管14。

所述负压计包括集气管3、改装的真空表6、连通管2和陶土头1；集气管的上端有注水口，用橡皮塞4和螺纹盖子5密封，旁侧有一个接口与真空表6连接，连通管2在集气管3下端，通过塑料管与陶土头1相接。

上述真空表6的正面朝上，真空表内的指针针头改为磁性材料；真空表的量程为0～-80kPa，在该量程的刻度用不同的颜色来表征缺水的程度。

当土壤逐渐变干时，负压计指针开始转动，当其转动到霍尔感应器的下限负压计读数处位置，真空表的指针上的磁性材料就会给霍尔感应器一个信号，该信号通过放大电路传到单片机，由单片机识别该信号是来在土壤水分上限还是下限；当土壤水分达到下限时，由单片机发出一个信号给电源控制电路，电源打开，水泵启动，系统开始灌水；系统灌水后，当土壤湿润锋下移到陶土头的位置，真空表指针开始回转，当回转到对应土壤水分上限的霍尔感应器时，该霍尔感应器给单片机一个信号，单片机识别判断后给电源控制电路一个信号，从而关闭电源，系统停止灌水。

本发明解决现有技术的不足，提供一种造价低廉、易于操作、面向农户的基于土壤水势的非充分灌溉方法与自动控制装置，利用传感技术和微电子器对土壤水分进行自动控制，根据用户的实际需要，设定不同的目标水势值，在土壤缺水的情况下，实现对田园的自动灌溉，灌水后当土壤湿润到一定程度后系统又可以自动停止灌水，已达到节约用水、省时省力、合理灌溉的目的。