[发明专利]一种穴盘基质含水量测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于工厂化穴盘育苗技术领域，具体涉及一种基于称重式传感器的穴盘育苗灌溉控制方法及装置。

背景技术

工厂化穴盘育苗技术是美国20世纪60年代开发的一种新型育苗技术，于20世纪80年代初迅速在欧洲、日本等先进国家推广应用。工厂化育苗的对象主要是蔬菜、花卉、烟草、棉花以及苗木植物。其主要优点是省工、省力、成本低、效率高，便于优良品种推广和规范育苗管理；成苗便于远距离运输和机械化移栽，定植后根系活力好，缓苗快，因此对实施生产机械化、规模化及持续高效发展具有特别重要的意义。

在穴盘育苗灌溉系统中，近年来分别开发了喷灌、潮汐式灌溉等灌溉方式，但是在进行穴盘育苗水分调控时，由于目前的土壤和基质水分含量测定大多是采用传感器插入到被测基质和土壤中直接测量，但是穴盘孔较小，且基质的深度很小，现有水分测量传感器无法直接进行测量，因此无法进行穴盘灌溉自动控制，造成了大量的浪费。随着无土栽培技术的发展，现在穴盘育苗中大量采用了育苗基质代替土壤，这也对灌溉提出了新的需求。本发明提出一种基于称重式传感器的穴盘育苗灌溉控制方法及装置，实现了穴盘育苗自动灌溉。

发明内容

为实现工厂化穴盘育苗的灌溉过程中栽培基质的含水量无法精确测控的问题，本发明提出一种基于称重传感器的基质含水量测量方法和自动灌溉装置，装置由基部供水式灌溉系统和称重传感器组成，利用称重传感器进行基质含水量的测量。

一种穴盘育苗基质水分测量装置，由穴盘、称重传感器和支架组成，穴盘放置于支架上，支架悬挂于称重传感器下方，称重传感器采集重量信息；还包括一控制装置，用于接收和进行数据处理并获得基质的含水量。

一种穴盘育苗基质水分测量方法，包括以下步骤：

采用称重传感器在不同时间采集基质、水、作物和穴盘总重量信息，传送至控制装置，控制装置根据基质、水、作物和穴盘总重量的变化，获得基质水分的消耗量与基质最大含水量的比值，以获得基质的含水量，实现穴盘育苗中的基质水分测量。

本发明还公开了一种穴盘育苗基部灌水式灌溉系统，该系统由基部供水装置和上述的穴盘育苗基质水分测量装置组成，所述基部供水装置包括水箱1以及依次连接的潜水泵2、进水管路3、进水电磁阀4、苗床5、回水管路9、回水电磁阀10、过滤器11和回水泵12，水箱中的水自潜水泵流出，经回水泵流回；所述穴盘育苗基质水分测量装置中的控制装置根据测量的基质含水量控制进、出水电磁阀、潜水泵、回水泵的开启和关闭。

本发明的有益效果是，通过采用基部供水，利用称重传感器进行穴盘基质的含水量的精确测量，并实现穴盘基质含水量的自动控制，解决了穴盘育苗过程中基质含水量无法精确测量和自动控制的问题，为实现工厂化穴盘育苗提供了技术方案。

附图说明

图1为穴盘基质含水量测量与自动灌溉装置示意图

图中1.水箱，2.潜水泵，3.进水管，4. 进水电磁阀，5.苗床，6.支架，7，称重传感器，8.穴盘，9.回水管，10.回水电磁阀，11、过滤器，12，回水泵

具体实施方式   

如图1所示，该装置由基部灌水式灌溉系统和基于称重式传感器的基质含水量测量装置组成。基部供水装置包括水箱1、潜水泵2、进水管路3、进水电磁阀4、苗床5、回水管路9、回水电磁阀10、过滤器11和回水泵12。穴盘基质含水量测量装置包括穴盘8、称重传感器7和支架6组成。

基质含水量测量过程为：在穴盘中装满干基质，利用称重传感器测定基质和穴盘的重量，记为M₀，再将穴盘浸入到盛水的栽培槽中，使得整个基质漫过穴盘，一段时间后，将栽培槽水放干，经过一段后测定此时的穴盘和基质重量，记为M₁，则基质最大持水量Q₀可以表示为： 

在作物生长过程中，当灌水后浸泡一段时间后放水，测定放水后给定时间的穴盘、基质和作物的总重量，记为M₀^‘，在灌水后的实时总量记为M_i，则基质的含水量Q_i可以表示为：

基部供水装置工作过程为通过称重传感器7根据上述基质含水量测量方法获得基质的含水量，当基质含水量低于设定含水量时，则系统需要给苗床5上水，打开进水管路3的电磁阀4，同时关闭回水管路9的电磁阀10，并启动水箱1中的潜水泵2，完成上水管输送到苗床。当达到需要水位时，停掉潜水泵1，保持一定时间，待基质吸水完全后，打开回水管路9的电磁阀10，关闭进水管路3的电磁阀4，并启动回水泵12，使得水通过回水管9经过过滤装置11回到水箱中，完成一次灌水过程。