【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及養(yǎng)殖尾水高效利用領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法。
技術(shù)介紹
1、在養(yǎng)魚過程中，通常會產(chǎn)生大量養(yǎng)魚尾水，而養(yǎng)魚尾水因含有氮素等離子，直接排放易對土壤或者水體造成污染，然而現(xiàn)有的養(yǎng)殖尾水利用系統(tǒng)或設(shè)備只能簡單地將肥料和水混合后輸出，通過pid算法對電導(dǎo)率或者ph進行調(diào)節(jié)，且配肥所用的水大多是常規(guī)水，大多適用于大田與基質(zhì)，不適用于水培，無法實現(xiàn)養(yǎng)魚尾水的高效利用，而且智能化程度較低，難以精準地控制施肥時間、施肥量和施肥速度等問題。如專利公開號為cn?114208470?a的一種基于pid算法的智能水肥調(diào)控裝置及方法，通過電氣連接數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、水肥施放控制單元，并基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid構(gòu)建水肥配比模型，控制水肥設(shè)備完成水肥施放，實現(xiàn)了ec以及ph的精準調(diào)節(jié)，有效解決了目前存在的技術(shù)問題，但配肥所用水大多為常規(guī)水，無法將養(yǎng)魚尾水的營養(yǎng)元素利用，實現(xiàn)環(huán)境與有機的雙贏局面。
2、養(yǎng)魚尾水中的氮可以作為氮肥的替代，但是養(yǎng)魚尾水中氮會隨養(yǎng)魚密度及生成周期等因素產(chǎn)生波動，當以山崎標準營養(yǎng)液作為標準營養(yǎng)液配方進行施肥時，如何實現(xiàn)養(yǎng)魚尾水中氮素動態(tài)替代配施，成為待解決的技術(shù)問題。
3、綜上所述，亟需專利技術(shù)一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為改善、甚至解決現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個問題，本專利技術(shù)提出了一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技
3、本專利技術(shù)的第一方面：提供了一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制模塊和管路模塊，其中：
4、所述控制模塊的核心部件是控制器和屏幕，它們之間通過電性連接進行數(shù)據(jù)傳輸和顯示，所述管路模塊則包括了水泵、吸肥通道以及施肥桶，所述吸肥通道恒定為4個通道，a通道配置氮肥，b通道配置磷鉀肥，c通道配置微量元素，d通道調(diào)酸，其中所述水泵通過所述吸肥通道與所述施肥桶相連，實現(xiàn)了肥料的抽取和輸送；
5、所述控制模塊作為上位機，負責(zé)向管路模塊下發(fā)操作命令。所述施肥通道按照肥料的流動方向，依次安裝有浮子流量計、流量調(diào)節(jié)閥、電磁閥以及文丘里施肥器；
6、所述文丘里施肥器的進口與灌溉主管道的上游相連，而其出口則與所述水泵的進口相接，所述水泵的出口與所述營養(yǎng)液罐相接，形成了一個完整的配肥環(huán)節(jié)；
7、本專利技術(shù)進一步的設(shè)置為：所述系統(tǒng)的執(zhí)行設(shè)備載體為施肥機。
8、本專利技術(shù)的第二方面，提供了一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施方法，包括以下兩個階段：
9、初次灌滿階段：根據(jù)標準營養(yǎng)液配方，獲取標準營養(yǎng)液的氮濃度a1(mg/l)，并通過抽樣送檢獲得養(yǎng)魚尾水氮濃度a2(mg/l)；
10、根據(jù)營養(yǎng)液桶底面直徑d(cm)、灌滿極限液位hmax(cm)，求得營養(yǎng)液桶灌滿時最大體積vmax(cm3)，計算公式如下：
11、vmax＝3.14*d/2*d/2*hmax；
12、根據(jù)所述營養(yǎng)液桶灌滿時最大體積vmax，單個通道吸肥流量q(l/h)，營養(yǎng)液濃縮比e，求得初次灌滿時，所述b、c施肥通道的時間t1(s)，計算公式如下：
13、t1＝vmax/(q*1000/3600)/e，式中所述營養(yǎng)液濃縮比e為所述標準營養(yǎng)液配方的濃縮倍數(shù)。
14、根據(jù)所述標準營養(yǎng)液配方氮濃度a1和養(yǎng)魚尾水氮濃度a2，求得替代比f，計算公式如下：
15、f＝a2/a1；
16、根據(jù)所述b、c施肥通道的時間t1，求得氮肥通道a的時間t2，所述替代算法是將養(yǎng)魚尾水中的氮作為營養(yǎng)元素替代部分氮肥，通過控制施肥通道a、b、c的流量相同，控制所述氮肥通道a的時間t2來實現(xiàn)氮肥替代，計算公式如下：
17、t2＝t1*(1-f)；
18、根據(jù)所述施肥通道時間t1、t2求得施肥出口流量q(l/h)，計算公式如下：
19、q＝q主+q*3，式中，q主為主管路進水流量(l/h)，所述施肥機施肥通道數(shù)為3個。
20、根據(jù)所述施肥出口流量q，營養(yǎng)液桶灌滿時最大體積vmax，求得總施肥時間t(s)，計算公式如下：
21、t＝vmax/1000/q*3600；
22、補肥階段：根據(jù)所述第一次灌滿階段后的使用過程中，通過傳感器實時監(jiān)測的所述營養(yǎng)液罐中的營養(yǎng)液電導(dǎo)率值b1、所述初次灌滿階段液位達到最高液位hmax時的電導(dǎo)率值b和ec偏差率g，判斷是否開啟補肥階段，計算公式如下：
23、若(b-b1)/b＜g，則不進行補肥，若(b-b1)/b≥g，則開啟補肥階段，通過液位傳感器得到營養(yǎng)液電導(dǎo)率為b1時刻的液位深度ht；
24、根據(jù)所述液位深度ht，所述灌滿極限液位hmax，求得營養(yǎng)液所補體積v補，計算公式如下：
25、v補＝d/2*d/2*3.14*(hmax-ht)；
26、根據(jù)所述營養(yǎng)液桶補滿時體積v補，單個通道吸肥流量q，營養(yǎng)液濃縮此e，求得初次灌滿時，b、c施肥通道補肥時間t補1(s)，計算公式如下：
27、t補1＝v補/(q*1000/3600)/e，式中所述營養(yǎng)液濃縮比e為所述標準營養(yǎng)液配方的濃縮倍數(shù)。
28、根據(jù)所述b、c施肥通道補肥時間t補1，求得氮肥通道a的補肥時間t補2，計算公式如下：
29、t補2＝t補1*(1-f)；
30、根據(jù)所述施肥通道時間t補1、t補2，求得補肥階段的施肥出口流量q(l/h)，計算公式如下：
31、q＝q主+q*3，式中，q主為主管路進水流量(l/h)，所述施肥機施肥通道數(shù)為3個。
32、根據(jù)所述施肥出口流量q補，營養(yǎng)液桶補滿時最大體積v補，求得總補肥時間t補(s)，計算公式如下：
33、t補＝v補/1000/q補*3600；
34、本專利技術(shù)進一步的設(shè)置為：所述灌溉順序為同時灌養(yǎng)魚尾水以及肥料-再灌養(yǎng)魚尾水-液位到hmax停止灌，最后施肥時間大小關(guān)系為t>t1>t2。
35、本專利技術(shù)進一步的設(shè)置為：所述施肥通道流量q可根據(jù)施肥時間，通過施肥通道上的線性閥手動調(diào)節(jié)大小，每個通道的吸肥量需相同，吸肥流量設(shè)定范圍為60-160l/h。
36、本專利技術(shù)進一步的設(shè)置為：所述灌滿階段中，達到液位最大值hmax的時候默認營養(yǎng)液電導(dǎo)率為標準營養(yǎng)液配方的標準電導(dǎo)率。
37、本專利技術(shù)進一步的設(shè)置為：所述替代算法通過固定每個施肥通道的流量，改變氮肥通道的施肥時間，將養(yǎng)魚尾水種的氮素充分利用，氮肥施肥通道a與其他肥的施肥通道b、c的時間比例為(1-e):1:1。
38、本專利技術(shù)進一步的設(shè)置為：所述b、c施肥通道同啟同閉。
39、本專利技術(shù)進一步的設(shè)置為：所述補肥階段，通過所述液位量化電導(dǎo)率值，所述最大液位hmax時的電導(dǎo)率為標準營養(yǎng)液配方的電導(dǎo)率，所述ht為小于電導(dǎo)率目標值ec偏差率時的液本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，配施系統(tǒng)包括：控制模塊和管路模塊，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，灌溉順序為：同時灌養(yǎng)魚尾水以及肥料-再灌養(yǎng)魚尾水-液位到hmax停止灌，最后施肥時間大小關(guān)系為T>T1>T2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，所述施肥通道的流量可根據(jù)施肥時間，通過施肥通道上的線性閥手動調(diào)節(jié)大小，每個通道的吸肥量需相同，吸肥流量設(shè)定范圍為60-160L/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，在灌滿階段中，達到液位最大值hmax的時候默認營養(yǎng)液電導(dǎo)率為標準營養(yǎng)液配方的標準電導(dǎo)率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，通過固定每個施肥通道的流量，改變氮肥通道的施肥時間，將養(yǎng)魚尾水種的氮素充分利用，所述氮肥施肥通道A與所述其他肥的施肥通道B、C的時間比例為(1-e):1:1。
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7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，所述補肥階段，通過所述液位量化電導(dǎo)率值，所述最大液位hmax時的電導(dǎo)率為標準營養(yǎng)液配方的電導(dǎo)率，所述ht為小于電導(dǎo)率目標值EC偏差率時的液位深度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，所述A通道、B通道、C通道通過控制時間實現(xiàn)標準營養(yǎng)液配方，所述D通道采用位置式PID算法實現(xiàn)標準營養(yǎng)液酸堿度調(diào)節(jié)，配肥所得到的標準營養(yǎng)液儲存在營養(yǎng)液罐中，營養(yǎng)液罐中配有EC傳感器、pH傳感器、液位傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，配施系統(tǒng)的執(zhí)行設(shè)備載體為施肥機。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，配施系統(tǒng)包括：控制模塊和管路模塊，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，灌溉順序為：同時灌養(yǎng)魚尾水以及肥料-再灌養(yǎng)魚尾水-液位到hmax停止灌，最后施肥時間大小關(guān)系為t>t1>t2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，所述施肥通道的流量可根據(jù)施肥時間，通過施肥通道上的線性閥手動調(diào)節(jié)大小，每個通道的吸肥量需相同，吸肥流量設(shè)定范圍為60-160l/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，在灌滿階段中，達到液位最大值hmax的時候默認營養(yǎng)液電導(dǎo)率為標準營養(yǎng)液配方的標準電導(dǎo)率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于養(yǎng)魚尾水的水肥配施系統(tǒng)及其配施方法，其特征在于，通過固定每個施肥通道的流量，改變氮肥通道的施肥時間，將養(yǎng)魚尾水種的氮素充分利用...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王海濤，李祥男，楊小玲，程艷茹，王建東，李招，趙俊雯，程貴陽，
申請(專利權(quán))人：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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