[发明专利]一种基于声压驱动的灌溉控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种基于声压驱动的灌溉控制装置，其特征在于：它包括声压单元(1)、灌溉主管(2)、共振阀门(6)和灌溉支管(7)，所述声压单元(1)布置在灌溉主管(2)上，接收电信号(3)命令发出声波(4)并在灌溉主管(2)内产生声压，所述灌溉支管(7)数量为多个，多个灌溉支管(7)沿灌溉主管(2)的长度方向布置，每个灌溉支管(7)均通过共振阀门(6)与灌溉主管(2)相连，所述共振阀门(6)包括共振膜片(8)、隔板(9)和阀门管路(10)，所述阀门管路(10)与灌溉主管(2)相连，所述阀门管路(10)内设置有隔板(9)，所述隔板(9)内设置共振膜片(8)，所述多个灌溉支管(7)中有两个灌溉支管(7)分别设置在灌溉主管(2)开始端的低声压处和末端的高声压处。

2.根据权利要求1所述的一种基于声压驱动的灌溉控制装置，其特征在于：所述灌溉主管(2)上设置有消振单元(5)。

3.根据权利要求2所述的一种基于声压驱动的灌溉控制装置，其特征在于：所述消振单元(5)为弯头或凹形管。

4.根据权利要求3所述的一种基于声压驱动的灌溉控制装置，其特征在于：所述声压单元(1)设置在凹形管端处。

5.根据权利要求1所述的一种基于声压驱动的灌溉控制装置，其特征在于：所述共振阀门(6)中通过隔板(9)形成多个空腔(15)，每个空腔(15)内均设置有共振膜片(8)且共振膜片(8)的厚度不相同。

6.根据权利要求1所述的一种基于声压驱动的灌溉控制装置，其特征在于：所述多个灌溉支管(7)布置在灌溉主管(2)的不同声压处。

7.一种如权利要求1所述的基于声压驱动的灌溉控制装置的控制方法，其特征在于：声压单元(1)的振动膜片与灌溉主管(2)贴紧，声压单元(1)接收电信号(3)命令，声压单元(1)根据控制命令发出制定频率的声波(4)，声波(4)在灌溉主管(2)中以驻波的形式传播，并在灌溉主管(2)中产生声压信号；声压单元(1)在灌溉主管(2)水路中传播的声压信号传递到灌溉支管(7)端口处，声压通过共振控制共振阀门(6)的开关；当共振膜片(8)静止时，受水压作用，共振膜片(8)作为堵头限制水流的流动，当共振膜片(8)在一定频率的驻波声压驱动下发生共振，此时共振膜片(8)上下左右来回与隔板(9)发生振动碰撞，振动达到一定程度时，水流从共振膜片(8)、阀门管路(10)以及隔板(9)之间的缝隙中流过；通过提前实验获得水流与声压之间的关系函数Q＝f₁(I)，式中Q为水流速，I为声压，函数由平缓段(13)和激增段(14)组成，将声压范围控制在激增段(14)内。

8.根据权利要求7所述的一种基于声压驱动的灌溉控制装置的控制方法，其特征在于：根据公式f_n＝nc/2L计算驻波波峰波谷的位置，式中L为灌溉主管(2)的长度，c为声音在水中的传播速率1500m/s，n代表频率的阶次，f_n代表管道中第n阶次频率，根据波峰波谷的出现位置设置灌溉支管(7)。