[发明专利]PWM方式吸肥管道流量检测系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种PWM方式吸肥管道流量检测系统及控制方法，包括主水管、混合腔、EC/PH传感器、减压电磁阀、第一施肥管道、第二施肥管道、文丘里吸肥器、肥液桶、过滤器、流量计、吸肥电磁阀、施肥泵、单向阀和控制系统。本发明根据各通道间流量需精确测量的需求，构建了PWM方式吸肥管道流量检测系统，根据文丘里吸肥器、电磁阀和PWM控制方式下的霍尔流量计的脉冲特性，设计了不同时间段流量检测和计算方法，得到了每个周期精确的流量值。本检测系统设计新颖，控制系统精确可靠，检测快速，具有较好的经济价值和社会价值，有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于水肥一体化技术领域，具体涉及一种PWM方式吸肥管道流量检测系统及检测控制方法。

背景技术

近年来，由于微灌具有节水、灌溉均匀度高、省工、节肥、增产等诸多优点，发展迅速，得到了广泛使用，已成为农业生产中的重要技术手段，目前全国微灌应用面积已达到5000多万亩。微灌是通过管道系统与安装在尾部(末级管道上)的特制灌水器(滴头、微喷头、渗灌管和微管等)，将水和养分以较小的流量输送到作物根部，使土壤保持在最佳水、肥、气状态的灌水方法。由于微灌直接把水和养分直接输送到作物根部，所以利用微灌系统施肥具有很大的优势，因而水肥一体化也得到了普遍使用。

目前水肥一体化系统中的施肥设备产品种类主要有压差式施肥罐、高压施肥泵、文丘里吸肥器、水力施肥泵等，这些设备实现了把肥料施入管道的目的，但不能精确控制施入的浓度、比例，也不能实现自动化控制，已不能满足精准施肥的要求，自动精量施肥机的出现解决了这个问题，因而得到了快速的发展。自动精量施肥机受计算机或小型控制器控制，实现精确施肥，由泵辅助将溶液连续定量注入微灌管道，每一路均配有文丘里吸肥器和电磁阀，通过PWM方式自动调节施肥浓度、EC和PH值。

目前，自动精量施肥机每一路的施肥量根据EC、PH传感器反馈值由控制器自动调节，流量通过标定确定，而每一次的吸肥准确流量并不能通过测量得到。由于吸肥流量受到主管压力、主管流量、EC、PH设定值、文丘里进出口压力等多因素的影响，并不是确定的值，因而需要对每一次的吸肥流量进行精确的测量，才能得到更精准的控制。

发明内容

本发明目的在于构建一种PWM方式吸肥管道流量检测系统，同时给出相应的检测方法，得到准确的流量值，为自动精量施肥机精准控制提供基础

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种PWM方式吸肥管道流量检测系统，包括主水管、混合腔、EC/PH传感器、减压电磁阀、第一施肥管道、第二施肥管道、文丘里吸肥器、肥液桶、过滤器、流量计、吸肥电磁阀、施肥泵、单向阀和控制系统；

所述的混合腔与主水管串联，位于主水管中间，用于将灌溉水和肥液充分混合；

所述主水管的出水口通过减压电磁阀与第一施肥管道连接，所述第一施肥管道上设有多个文丘里吸肥器，所述的文丘里吸肥器包括进流段和出流段，第一施肥管道的出水口与文丘里吸肥器的进流段连接，文丘里吸肥器的下方设有第二施肥管道，文丘里吸肥器的出流段与第二施肥管道的进水口连接，所述第二施肥管道依次通过施肥泵和单向阀与主水管的进水口连接；所述文丘里吸肥器的中部还设有吸肥口，所述吸肥口通过肥液管与肥液桶连接，所述肥液管上设有吸肥电磁阀、流量计以及过滤器，所述文丘里吸肥器、吸肥电磁阀、流量计、过滤器以及肥液桶依次相连；

所述的EC/PH传感器位于减压电磁阀和文丘里吸肥器之间，通过三通管与第一施肥管道相连接，用于获取第一施肥管道中的EC值和PH值；

所述控制系统设于肥液桶的一侧，分别与吸肥电磁阀、EC/PH传感器、流量计、施肥泵以及减压电磁阀电连接，用于控制施肥系统运行。