[实用新型]一种具有精准控制功能的灌溉施肥设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有精准控制功能的灌溉施肥设备，属于机电控制和水肥一体化技术，适用于设施农业生产中水肥精细化、自动化管理和农学试验中水肥耦合研究领域。

背景技术

我国设施栽培面积稳居世界首位，占世界总面积的85％以上，至2015年达到400万hm²以上，产值约9800亿元，约占农业总产值的17.9％。但是与发达国家相比，我国设施蔬菜生产中化肥和农药投入相对较多，设施土壤普遍存在盐渍化加重、有机质含量低、硝态氮和速效磷积累等问题，这主要与我国冬春季节温度较低，养分吸收和利用率较低，农民习惯采取“低温损失化肥补”的施肥模式有关。另一方面，水、肥价格和劳动力成本逐年上涨，因此生产上迫切需要一种性价比、自动化程度高，具有精准控制功能的灌溉施肥设备。此外，市场上的灌溉施肥设备根据实际农业生产需要而设计，并不适用于农业院校和科研院所小规模、多种类的试验性质的水肥管理模式。

目前在定量灌溉方面采取的方式主要有：1、采用超声波流量计计算流量，其准确性高，但造价高昂，设备精密，不适用于农业生产条件；2、采用叶轮流量计计算流量，此种方式为机械水表计量方式，目前实现了数字化，但其精度受水压影响大；3、利用已知水泵额定流量通过计时的方式计算流量，此种方式目前在农业生产上采用较多，但其准确性差，只适用于大规模灌溉条件。在定量施肥方面，目前采取的方式主要有：1、通过文丘里施肥罐施肥，此种方式为被动施肥方式，在灌溉水流较小的情况下不起作用；2、通过比例施肥器施肥，此种方式也为被动施肥方式，水肥比例可调，施肥效果亦受流速影响；3、通过监测营养液pH值和EC值施肥，此种方式在高端无土栽培模式下常采用，但需配套仪器和专用营养液。因此，在设施农业上产上急需一种适用范围广、性价比高、具备自动化和精细化控制功能的灌溉施肥设备。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种具有精准控制功能的灌溉施肥设备。

一种具有精准控制功能的灌溉施肥设备，由支架及安装在支架上的万向轮、进水口阀门、液体肥进液口、机械水表、前端电磁阀、混匀桶、数显流量计和流量传感器、回流隔膜泵、后端电磁阀、蠕动泵和储肥罐、出水口阀门和出水口组成；万向轮用于设备移动。

所述的进水口阀门、液体肥进液口、机械水表、前端电磁阀、混匀桶和出水口阀门依次通过上游管道相连接；液体肥进液口和储肥罐根据需要设置；根据需要加入的肥料种类设置多个储肥罐，用于放置不同的肥料；在上游管道上设置与相应储肥罐连接的液体肥进液口；储肥罐通过硅胶管与液体肥进液口相连接；灌溉水与进水口阀门连通；储肥罐内的肥料母液通过蠕动泵泵入上游管道中，加入的肥料量由蠕动泵的流速调节器控制；蠕动泵上游管道内混有肥料母液的水肥依次经过机械水表、前端电磁阀后进入混匀桶，混有肥料母液的水源经混匀桶后变为适宜作物灌溉用的营养液；混匀桶内壁上安装有液位探头，液位探头与前端电磁阀和蠕动泵连接，控制前端电磁阀的开闭和蠕动泵启停；回流隔膜泵与出水口阀门通过硅胶管连接，将混匀桶内营养液泵入下游管道；下游管道依次连接后端电磁阀、流量传感器和出水口；出水口与田间滴灌管道连接，进入灌溉区域。流量传感器和后端电磁阀通过信号线与数显流量计连接，数显流量计通过流量传感器计算流量，达到预设流量后控制后端电磁阀关闭，结束灌溉施肥过程。配电箱内安装有数显流量计和电源接口，前端电磁阀、液位探头、回流隔膜泵、蠕动泵和数显流量计通过电线与电源接口连接。

所述的液体肥进液口和储肥罐设置有多个。

本实用新型中：为做到精准灌溉施肥，采取多项措施保证设备测量精度。为使流量传感器在恒定水压下工作，保证其测量精度不受由于水压变化带来的影响，采用液位探头将混匀桶内营养液保持在相对恒定的液位，并采用回流隔膜泵提供恒定水压，使流量传感器在恒定水压的条件下工作。在设备正式使用前试运行一定时间，利用机械水表测量值和数显流量计测量值计算差值，调整数显流量计校正系数，使数显流量计测量值与真值(机械水表测量值)相符，以保证设备在正式使用时的精确度。此外，混匀桶内液位探头的设计，不仅实现了使机械水表在其设计常用流量(Q₃)下工作，避免了以往由于滴灌系统流速小使机械水表在其设计最小流量(Q₁)下工作测量误差大的情况，最大程度的保证了机械水表的精度；而且实现了在数显流量计完成预设灌水量关闭后端电磁阀之后，前端电磁阀的自动关闭。在整个灌水过程中只需要人工设定灌水量和施肥比例，设备自动化程度高。