本實用新型專利技術涉及一種變量灌溉施肥裝置，屬于灌溉施肥技術領域。本實用新型專利技術包括水流電磁閥、流量變送器、混合緩沖箱、3個母液罐、3個母液電磁閥、清洗電磁閥和控制器；所述混合緩沖箱的入水口與流量變送器的出口端相連，流量變送器的入口端與所述水流電磁閥的出口端相連，水流電磁閥的入口端與水源主干管相連，混合緩沖箱的出水口與微灌管網的入口相連，混合緩沖箱的清洗出口與清洗電磁閥的入口端相連；所述水流電磁閥、流量變送器、3個母液電磁閥和清洗電磁閥分別與所述控制器相連。本實用新型專利技術結構簡單，可自動控制多種肥液同時灌溉施肥，施肥濃度和施肥量不受入口水流的影響，且水肥混合無需外部動力，能耗小。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種變量灌溉施肥裝置，屬于灌溉施肥
技術介紹
微灌系統在發展設施農業、節水農業和生態農業等方面具有日益突出的重要作用，灌溉施肥作為微灌系統的主要內容，是實現作物高產、高效和優質的重要技術手段。目前，國內外常用的灌溉施肥方式有機械注入式、水力驅動比例式施肥栗、壓差式施肥罐和文丘里施肥器等。機械注入式具有輸入肥液濃度均勻的優點，但需要栗及動力裝置，設備投入及能耗較大，且需對其進行管理與維護；水力驅動比例式施肥栗利用進入栗的水體形成壓差水頭作為動力，驅動活塞或隔膜將肥液注入灌溉管道，施肥精度高、工作穩定，但其施肥比例僅取決于管道壓力及流量，難以通過施肥栗本身控制施肥濃度，而且其成本很高；壓差式施肥罐的結構簡單、成本低，但存在施肥濃度前大后小的缺點，即在灌溉施肥過程中，隨著灌溉水不斷進入液肥貯罐中而使罐內肥料濃度逐漸降低，從而嚴重影響施肥效果；文丘里施肥器因結構簡單、成本低、使用方便而且不需外部動力等優點而被廣泛應用，其缺點在于吸肥量主要受主管入口水流影響，施肥器本身不能主動調節施肥濃度。而且，上述灌溉施肥方式除機械注入式外，難以實現自動控制，且只能對單一肥料溶液或營養液進行實時施肥，若要施用多種肥液或營養液，只能分時進行或預先通過人工將多種肥料溶液或營養液混合，費時費力，容易造成預混肥液的浪費。綜上所述，目前灌溉施肥領域的不足之處在于性價比不高難以推廣應用或者不便自動定量調節施肥濃度。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是:本技術提供一種低成本、低功耗、能同時對多種肥液或營養液進行施肥的變量灌溉施肥裝置，用于解決目前灌溉施肥領域的性價比不高難以推廣應用或者不便自動定量調節施肥濃度的問題。本技術技術方案是:一種變量灌溉施肥裝置，包括水流電磁閥1、流量變送器2、混合緩沖箱3、母液罐、母液電磁閥、清洗電磁閥6和控制器7 ;所述混合緩沖箱3設有入水口 34、出水口 35、第一母液入口 31、第二母液入口 32、第三母液入口 33、清洗出口36 ;所述母液罐包括第一母液罐41、第二母液罐42和第三母液罐43 ;所述母液電磁閥包括第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52和第三母液電磁閥53 ;所述控制器7包括單片機MSP430F2132、電磁閥驅動電路和人機交互單元；所述混合緩沖箱3的入水口 34與流量變送器2的出口端相連，流量變送器2的入口端與所述水流電磁閥1的出口端相連，水流電磁閥1的入口端與水源主干管相連，混合緩沖箱3的出水口 35與微灌管網的入口相連；第一母液入口 31、第二母液入口 32和第三母液入口 33分別與第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52和第三母液電磁閥53的出口端相連，第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52和第三母液電磁閥53的入口端分別與第一母液罐41、第二母液罐42和第三母液罐43的出口相連，混合緩沖箱3的清洗出口 36與清洗電磁閥6的入口端相連；所述水流電磁閥1、第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52、第三母液電磁閥53和清洗電磁閥6的控制端分別與所述電磁閥驅動電路的輸出端相連，電磁閥驅動電路的輸入端與單片機MSP430F2132的I/O端口相連，所述流量變送器2的輸出端與單片機MSP430F2132的外部中斷端口相連。所述混合緩沖箱3為水平放置的圓柱體狀，由PVC材質一體化成型而制成，混合緩沖箱3的長度是其橫截面直徑的3倍，其上的入水口 34、出水口 35、母液入口和清洗出口 36均為圓管接口，母液入口包括第一母液入口 31、第二母液入口 32、第三母液入口 33，入水口34和出水口 35的管徑均為混合緩沖箱3橫截面直徑的1/3，三個母液入口的管徑相同且不超過入水口 34管徑的1/2，清洗出口 36的管徑不大于入水口 34的管徑且不小于母液入口的管徑；入水口 34和出水口 35分別垂直安裝于混合緩沖箱3圓柱體結構的兩個底面上，并使入水口 34和出水口 35的圓心均位于底面中垂直于水平方向的直徑上且距混合緩沖箱3頂端的1/3處；三個母液入口等間距設于混合緩沖箱3的正上方，并使第一母液入口 31位于距混合緩沖箱3入口底面5cm處，第三母液入口 33在混合緩沖箱3上的位置不超過混合緩沖箱3總長度的2/3 ;這樣的結構設計，可使水和肥料母液或營養液在混合緩沖箱3中充分混合均勻后再經出水口 35流出。清洗出口 36設于混合緩沖箱3正下方且靠近出水口35，用于排泄混合緩沖箱3中的殘余肥液或清洗液。所述流量變送器2為工作電壓為DC12V、輸出信號為0~lkHz的電磁流量變送器。無堵流部件，對入口水流幾乎無壓力損失，電磁流量變送器的輸出端與單片機MSP430F2132的外部中斷INTO端口相連，利用單片機的外部計數功能實現電磁流量變送器輸出頻率的檢測，然后根據電磁流量變送器的輸出頻率與流量的關系換算為入口水流的流量。單片機與電磁流量變送器的連接及對頻率的檢測均為常規技術。 所述水流電磁閥1、第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52、第三母液電磁閥53和清洗電磁閥6均為脈沖電磁閥，其閥門的開/關動作只需正向/反向通過一個寬度約30ms、幅度為3~9V的直流脈沖電壓即可完成，而且閥門的開/關狀態無需電能維持，屬于低功耗器件；各個閥門的尺寸應與其接口的管徑相適應，其中第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52、第三母液電磁閥53的規格相同。所述第一母液罐41、第二母液罐42和第三母液罐43的規格相同，由透明有機玻璃材質一體化成型而制成，包括上下兩大部分，上部分呈圓柱體狀，且在該圓柱體上底面中心處設有一個直徑為上底面直徑1/3的圓形敞口，用于向母液罐中添加肥料母液或營養液母液，下部分呈漏斗狀，易于母液罐中的肥料母液或營養液母液流出；第一母液罐41、第二母液罐42和第三母液罐43分別盛裝不同成分的肥料母液或營養液母液，并分別垂直豎立安裝于混合緩沖箱3的第一母液入口 31、第二母液入口 32和第三母液入口 33上，三個母液罐(第一母液罐41、第二母液罐42和第三母液罐43)分別通過三個母液電磁閥(第一母液電磁閥51、第二母液電磁閥52和第三母液電磁閥53)與三個母液入口(第一母液入口 31、第二母液入口 32和第三母液入口 33)相連，這樣可對每個母液罐中的流出母液進行單獨控制，當相應的母液電磁閥打開時，母液罐中的母液在重力作用下自行流出，由于母液流量相對較小，母液各個時刻在重力作用下的流量可近似相等，從而可根據母液電磁閥的打開時間控制母液流出量。不同母液入口管徑下，母液在重力作用下的流量可通過試驗得出。更進一步地，可根據灌溉施肥的實際應用情況，在混合緩沖箱3上增設母液入口，同時相應地增設母液罐和母液電磁閥。進一步地，所述人機交互單元由筆段式液晶顯示模塊HT1621和4個按鍵組成，主要用于設定施肥濃度、施肥量和控制方式等，以及顯示當前的施肥濃度、當前的施肥量和施肥狀態等信息。所述單片機與液晶顯示模塊HT1621和4個按鍵的連接，以及對顯示與按鍵的處理，均為常規技術，可見《基于PWM的文丘里變量施肥裝置設計與試驗》一文，在此不進行詳述。進一步地，所述電磁閥驅動電路包括5個相同的由M0S管組成的H橋電路，每個H橋電路用于控制一個電磁閥。H橋電路的橋臂分別與單片機本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種變量灌溉施肥裝置，其特征在于：包括水流電磁閥（1）、流量變送器（2）、混合緩沖箱（3）、母液罐、母液電磁閥、清洗電磁閥（6）和控制器（7）；所述混合緩沖箱（3）設有入水口（34）、出水口（35）、第一母液入口（31）、第二母液入口（32）、第三母液入口（33）、清洗出口（36）；所述母液罐包括第一母液罐（41）、第二母液罐（42）和第三母液罐（43）；所述母液電磁閥包括第一母液電磁閥（51）、第二母液電磁閥（52）和第三母液電磁閥（53）；所述控制器（7）包括單片機MSP430F2132、電磁閥驅動電路和人機交互單元；所述混合緩沖箱（3）的入水口（34）與流量變送器（2）的出口端相連，流量變送器（2）的入口端與所述水流電磁閥（1）的出口端相連，水流電磁閥（1）的入口端與水源主干管相連，混合緩沖箱（3）的出水口（35）與微灌管網的入口相連；第一母液入口（31）、第二母液入口（32）和第三母液入口（33）分別與第一母液電磁閥（51）、第二母液電磁閥（52）和第三母液電磁閥（53）的出口端相連，第一母液電磁閥（51）、第二母液電磁閥（52）和第三母液電磁閥（53）的入口端分別與第一母液罐（41）、第二母液罐（42）和第三母液罐（43）的出口相連，混合緩沖箱（3）的清洗出口（36）與清洗電磁閥（6）的入口端相連；所述水流電磁閥（1）、第一母液電磁閥（51）、第二母液電磁閥（52）、第三母液電磁閥（53）和清洗電磁閥（6）的控制端分別與所述電磁閥驅動電路的輸出端相連，電磁閥驅動電路的輸入端與單片機MSP430F2132的I/O端口相連，所述流量變送器（2）的輸出端與單片機MSP430F2132的外部中斷端口相連。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李加念，馬澤宇，吳昊，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：新型
國別省市：云南;53
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