[发明专利]一种小麦水肥一体化喷灌智能控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及小麦作物喷灌水肥一体化控制系统及控制方法，包括蓄水桶、进水口、水泵、出水口、压力表、文丘里管、流量计、出肥口、止回阀、调压器、电力线、继电器、控制器、通信电缆、计算机、蠕动泵、混肥罐、肥料桶、电磁阀，方法包括不同小麦生长时期具体肥料的选用，肥料需求质量、溶解度和混肥容量的设置，各肥液所需喷洒流量的计算，注肥总流量的计算，注肥泵电压的计算，各种肥送入混肥罐时间的计算以及注肥时间的计算。本发明能够满足小麦不同生长过程中的施肥要求。

技术领域

本发明属于节水灌溉领域，涉及一种小麦水肥一体化喷灌智能控制系统及控制方法。

背景技术

小麦作为我国重要的粮食来源，其产量与施肥的方式、施加的时间、不同肥的含量密切相关。水肥一体化是将水溶性肥料按照特定的比例混合，采用水肥同施、以水带肥的方式直接施用，能减少施肥总量，提高肥水利用率。目前小麦所用的肥料主要为氮肥、磷肥、钾肥三种，在不同的生长过程中需要的用量有所不同。前期氮肥用量大，中期需要钾肥多，后期磷肥需求多。目前已有相关水肥一体化喷灌和不同肥料配比的智能控制研究，然而现有技术只笼统的对氮、磷、钾三大类肥含量进行分配，缺少对应元素具体的肥料用量划分(如氮肥中可选用的就有尿素、硝酸铵、硫酸铵等)。此外，水肥一体化使用水溶性肥料，选用的肥料不同，其溶解度也有所不同。

发明内容

本发明的目的是提供一种小麦水肥一体化喷灌智能控制系统及控制方法，对小麦不同的生长过程进行智能施肥。

为实施上述发明目的，本发明提供的一种小麦水肥一体化喷灌智能控制系统，包括依次连接在一起的蓄水桶、进水口、水泵、出水口、压力表、文丘里管、流量计和出肥口，文丘里管还通过止回阀与蠕动泵管路连接，所述蠕动泵通过管路分别与混肥罐和肥料桶连接，所述肥料桶有三个，每个肥料桶和蠕动泵之间的管路上安装有电磁阀，计算机通过通信电缆与控制器连接，控制器通过继电器、电力线与调压器连接，调压器与蠕动泵电连接，电磁阀、水泵、混肥罐内的搅拌装置均受控制器的控制。

本发明提供的一种小麦水肥一体化喷灌智能控制系统进行控制的方法，包括如下步骤：步骤一：确定小麦的生长时节；根据生长时节在三个肥料桶内分别溶解包含氮、磷、钾三种元素的水溶性肥料；

步骤二：在计算机的操作面板中分别输入氮、磷、钾三种肥料的需求质量m₁、m₂、m₃，单位为kg/亩；肥液按饱和配置，在操作面板中分别输入氮、磷、钾三种肥料的溶解度c₁、c₂、c₃，单位为kg/L；根据混肥容器大小设置混肥容量V_混，单位为L；

步骤三：系统喷肥速度为1.27亩/h，设置好上述参数后，计算机按公式(1)自行计算各肥液的所需喷洒流量Q，单位为L/h。

式中：Q_i为肥液i的所需喷洒流量，m_i为肥液i的需求质量，

c_i为肥液i的溶解度；

步骤四：计算机按照公式(2)自行计算注肥总流量Q_注，单位为L/h，

Q_注＝Q₁+Q₂+Q₃ (2)

式中：Q_注为注肥总流量；

步骤五：系统按照公式(3)自行计算蠕动泵所需的工作电压U，单位为V，并显示在屏幕上；

U＝aQ_注+b (3)

式中：U为蠕动泵注肥泵电压，a＝0.0455，b＝23.64，Q_注为蠕动泵注肥总流量；