[实用新型]一种营养液pH自动调节装置

说明书

本实用新型公开了一种营养液pH自动调节装置，包括主管路、控制器、电磁阀、pH探头，主管路设有喉部支管，喉部支管一端设有电磁阀，电磁阀为二进一出阀，电磁阀的两个入口分别接入酸/碱调节液，pH探头设置在出水段的壁面上，pH探头的头部与营养液接触，控制器与电磁阀、pH探头通过电连接，出水段的入口处设有绕流圆柱，绕流圆柱为一根圆柱杆，绕流圆柱两端连接在出水段的内壁上，绕流圆柱轴线与主管路的轴线垂直。将装置接入到营养液的供给管路上，控制器中设定营养液pH的期望值，营养液流经本装置时，pH探头检测溶液pH，之后控制电磁阀通入一定量的酸性或碱性调节液与原始营养液混合，营养液就被调节至期望的pH值，然后流往后续工段。

技术领域

本实用新型涉及水肥一体化领域，具体是一种营养液pH自动调节装置。

背景技术

水肥一体化是灌溉与施肥融为一体的农业新技术，水和肥料混合后成为营养液，营养液通过水泵泵送往种植区域，之后经由管道系统将营养液均匀准确地定时定量浇灌给每个作物。

水量、肥料浓度、营养液pH值均对作物的生长产生影响，水量和肥料浓度的一定波动对作物的影响不那么明显，但是营养液的pH值对作物的根茎生长和养分吸收至关重要，很多养分的吸收效率会随着PH的变化而剧烈下降，甚至短时间内发生枯萎死亡，所以营养液的pH值需要非常精确地控制。

现有的水肥浇灌系统检测原始营养液的pH值，之后调配好 pH值之后再通过水泵泵送出去，浇灌不同作物需要配比不同pH 值的营养液，一批一批地进行pH调节和输送，调节过程繁琐，耗时长，无法连续进行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种营养液pH自动调节装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种营养液pH自动调节装置包括主管路、控制器、电磁阀、pH探头，主管路包括文丘里管、进水段和出水段，文丘里管的主管一端与进水段连接，一端与出水段连接，文丘里管的喉部设有喉部支管，喉部支管远离文丘里管的一端设有电磁阀，电磁阀为二进一出型高速三通电磁阀或两个高速二通电磁阀并联使用，电磁阀的出口连接喉部支管，电磁阀的两个入口分别为第一电磁阀入口和第二电磁阀入口，pH探头设置在出水段的壁面上，pH探头的头部插入主管路的流道内，控制器设置在主管路一旁，控制器与电磁阀、pH探头通过电缆连接，控制器内设置PID模块进行阀门控制，出水段的入口处设有绕流圆柱，绕流圆柱为一根圆柱杆，绕流圆柱两端连接在出水段的内壁上，绕流圆柱轴线与主管路的轴线垂直。

原始营养液从进水段进入主管路，之后流过文丘里管，再从出水段流出去，文丘里管是一种先收缩后扩张的截面渐变管，它的最小截面段即为文丘里管的喉部，液体流过文丘里管时，喉部区域是低压区域，喉部支管上的来流可以很轻易的混入主管路上，pH探头检测流经液体的pH值，传递给控制器，根据与设定值的偏差，控制电磁阀的开闭，电磁阀是二进一出型的三通电磁阀，ZC2/32系列，出口连接文丘里管的喉部支管，两个进口分别接入酸性溶液和碱性溶液，当需要提高主管路出口溶液的pH值时，控制器控制电磁阀的碱液支路开启，原始营养液流经文丘里管时，碱性溶液通过喉部支管加入到原始营养液中，提高营养液pH值，pH探头继续监测混合后营养液pH值，如果还是低了则继续加入碱性溶液，如果pH值超过了设定值，则减少碱性溶液的加入量，pH值的变化有一个“滞后性”，所以PID 模块(即比例积分微分控制)可以有效减小调节上的滞后性，使营养液快速地调节至所需pH值，PID的允许偏差量即为出口营养液pH值的微小波动，例如设定允许偏差为正负0.05。因为流体力学的圆柱绕流特性，文丘里管后面出水段的入口设置的绕流圆柱可以更加充分地搅拌液体，使原始营养液和从喉部支管加入的酸性或碱性调节液充分混合，避免pH探头处的溶液pH 值偏离主管路出口营养液的平均pH值。酸碱液通入量非常少，电磁阀通断时间非常短，所以电磁阀需要使用高速电磁阀。