CN101507408A - 一种重力滴灌全自动控制装置 - Google Patents

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康跃虎
张超
尹凤琴
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Beijing Waterstar Technology Co ltd
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Beijing Waterstar Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供一种重力滴灌全自动控制装置，它包括设置在高于地面的支架上的蓄水箱，通入箱体的供水管道和连接箱体出水口的灌水管道，其特征在于：全自动控制装置以蓄水箱设定的两个“高”、“低”水位为控制基准，在蓄水箱内设置液位传感器通过控制器连接供水电磁阀和灌水电磁阀控制供水和灌水作业，控制器设置有计数模块，通过设定高低水位的循环次数实现一次灌水多次循环。本发明在控制面积一定，灌水量一定的情况下，通过多次循环灌水，可以减少蓄水箱的容积，减少占地，增加安全性；在蓄水箱容积一定的情况下，通过管道改造可以扩大灌溉面积，充分利用现有的设备并实现自动灌溉。

Description

一种重力滴灌全自动控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于农业滴灌的重力滴灌全自动控制装置，尤其适用于大面积作物的灌溉，属于农业节水灌溉技术领域。
背景技术
滴灌作为一种最先进的灌溉技术，将水和液体肥料小流量、长时间、高频率地供应到作物根系分布范围的土壤，具有增产、省水、省肥等优点。同时，由于不降低土壤温度和不影响土壤的通气性，能使作物生长良好，提前成熟。随着我国节水灌溉的发展，滴灌也由传统的滴灌向低压滴灌发展，而重力滴灌因其造价低、结构简单并符合低压滴灌的特点而得到了大力的发展。重力滴灌技术是目前世界上惟一可以不靠动力驱动的滴灌设备。它是利用重力的原理，靠水源高度产生的自身压力，通过主管道、支管道及供水管网供水。重力滴灌将世界上先进的灌溉技术与传统的灌溉条件相结合，是用户在不改变现有耕作条件情况下可使用的一种低压滴灌技术。
但是，现有滴灌系统在应用的过程中还存在一些问题，首先，灌水的过程中随着蓄水箱中水位的降低，输水压力也随之降低，流量就会产生变化，所以无法通过灌水时间来控制灌溉量。所以在实际应用中，要保证一定的灌溉量，就需要根据灌溉面积计算确定蓄水箱的容积，在灌溉面积比较大的情况下，要求蓄水箱的容积就比较大，但这样灌溉系统的占地相对比较多，造价也随之升高，而且重力滴灌要求水箱要有一定的高度产生压力，当水箱容积比较大时，存在一定的危险性。另外，当蓄水箱容积比较大时，对于小流量的水源比如溪流和大口井等，供水往往比较慢或发生中断，影响灌溉的进行。而且，在灌溉的时候需要有人值守，开关相对的阀门，浪费大量的人力。总起来说，现有滴灌系统多在温室或大棚中应用，灌溉的面积比较小，大田中应用较少，而且对水源要求高，应用范围小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够自动补充蓄水箱水量、不增加重力蓄水装置容积即能维持正常滴灌供水、实现定时定量供水的重力滴灌全自动控制装置。
本发明的技术方案是这样实现的：这种重力滴灌全自动控制装置，它包括设置在高于地面的支架上的蓄水箱，通入箱体的供水管道和连接箱体出水口的灌水管道，其特征在于：全自动控制装置以蓄水箱设定的两个“高”、“低”水位为控制基准，在蓄水箱内设置液位传感器通过控制器连接供水电磁阀和灌水电磁阀控制供水和灌水作业，控制器设置有计数模块，通过设定高低水位的循环次数实现一次灌水多次循环。
所述的重力滴灌全自动控制装置，供水电磁阀和灌水电磁阀分别安装在供水管道、灌水管道与蓄水箱的连接处，液位传感器安装在蓄水箱内，供水电磁阀、灌水电磁阀、液位传感器与控制器相连接。
所述的重力滴灌全自动控制装置，所述的控制器包括中央处理器CPU、电源模块、存储模块、计数模块、指示模块、供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块，电源模块、存储模块、计数模块、指示模块、供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块分别与中央处理器CPU相连，供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块还分别与供水电磁阀和灌水电磁阀相连接。
所述的重力滴灌全自动控制装置，所述的灌水管道还设置有过滤器。
所述的重力滴灌全自动控制装置，所述的重力滴灌全自动控制装置方法是在灌溉过程中，控制器根据液位传感器发送的水位信号进行判断，当水位达到水箱的“高”水位时，控制器发送信号至供水电磁阀关闭供水电磁阀；同时控制器发送信号至给灌水电磁阀，打开灌水电磁阀进行灌水；随着灌水的进行，水箱中的水位下降，控制器根据液位传感器发送的水位信号进行判断，当水箱的水位达到“低”水位时，控制器发送信号至给灌水电磁阀，灌水电磁阀关闭，一次灌水结束，灌水计数模块计数加1；控制器判断计数器计数是否达到设定次数，若没有达到设定次数，即开始下一次灌水循环；当计数器计数达到设定次数，计数器归零，灌水完成，整个装置自动切断电源。
所述的重力滴灌全自动控制装置，所述的液位传感器是投入式液位传感器，或是浮子式液位传感器。
采用本发明结构的重力滴灌全自动控制装置有如下优点和有益效果：
1、本发明可以按照设定的自动控制程序，根据蓄水箱水位控制电磁阀开闭，实现自动控制灌溉，并且通过设定计数器可以实现灌水分多次循环。在控制面积一定，灌水量一定的情况下，通过多次循环灌水，可以减少蓄水箱的容积，减少占地，增加安全性；在蓄水箱容积一定的情况下，通过管道改造可以扩大灌溉面积，充分利用现有的设备并实现自动灌溉。
2、本发明操作简单、方便安全，并且可以节省大量的人力。
3、本发明可以实现远程控制，只需要对控制器进行改造，安装远程控制器，就可以实现重力滴灌的远程监控，提高重力滴灌的科技含量。
4、本发明运行安全，由于滴灌装置的操作压力稳定维持在比较低的范围，属于低压装置，避免了水锤作用对管网装置的破坏。
5、本发明可应用于小流量水源，比如小的溪流、出水量不大的水井等等，从而扩大了重力滴灌的应用范围，不但可以用于温室大棚，也可以应用于大田及山间梯田。
附图说明
图1是本发明重力滴灌全自动控制装置的结构示意图
图2是本发明的控制器电原理方框图
图3是本发明的工作流程图。
图中标记如下：
1、供水管道    2、供水电磁阀  3、蓄水箱    4、支架  5、控制器
6、液位传感器  7、灌水电磁阀  8、过滤器    9、供水状态灯
10、灌水状态灯 11、显示屏     12、电源按钮 13、电源线
14、灌水管道
具体实施方式
图1显示，这种重力滴灌全自动控制装置包括蓄水箱3、供水管道1、灌水管道14、控制器5。蓄水箱3置于高于地面的支架4上，蓄水箱3箱体进水口与供水管道1相连接，在供水管道1上安装有供水电磁阀2，蓄水箱3箱体出水口与灌水管道14相连，灌水管道14上安装有灌水电磁阀7。本发明的创新点是在蓄水箱3中设置“高”、“低”控制点和循环计数控制灌溉时间，通过水箱内设置的液位传感器6和循环计数模块实现，可以将水位信号通过信号线传送至控制器5，控制器5发送信号至供水电磁阀2和灌水电磁阀7，控制它们的开闭，另外控制器5的外箱体上安装有状态指示灯9、10和显示屏11显示装置运行状态。
图2显示，本发明的控制器5包括中央处理器CPU、电源模块、存储模块、计数模块、指示模块、供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块。液位传感器、电源模块、存储模块、计数模块、指示模块、供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块分别与中央处理器CPU相连。液位传感器6传送水位信号至控制器5，控制器5判断水位数据与设定值的关系，进而控制供水电磁阀2和灌水电磁阀7的开闭。供水电磁阀2和灌水电磁阀7分别与供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块相连。上述中央处理器与各个模块的电路在现有技术中有大量的设计，属于成熟技术，因此不再详细说明。
参看图1、2、3，说明本发明的工作流程。
使用本装置前，灌溉系统应已经安装完毕，“高”、“低”水位设定值已经确定，控制程序已写入控制器5的芯片。当作物需要灌水时，手动打开控制器5箱体上的电源按钮11，自动控制装置开始运行，控制器5工作，首先打开供水管道1上的供水电磁阀2，开始向蓄水箱3供水，同时灌水管道8上的电磁阀7关闭，供水状态灯9亮起；控制器5根据液位传感器6发送的水位信号进行判断，当水位达到蓄水箱3的“高”水位时，控制器5发送信号至供水电磁阀2关闭供水电磁阀2，供水状态灯熄灭；同时控制器发送信号至灌水电磁阀7，打开灌水电磁阀7进行灌水，灌水状态灯10亮起；随着灌水的进行，蓄水箱3中的水位下降，控制器5根据液位传感器6发送的水位信号进行判断，当蓄水箱3的水位达到“低”水位时，控制器5发送信号至灌水电磁阀7，灌水电磁阀7关闭，一次灌水结束，灌水计数器计数加1；控制器5判断计数器计数是否达到设定次数，若没有达到设定次数，控制器5打开供水管道1上的供水电磁阀2，开始向蓄水箱3供水，开始下一次灌水。如此循环，当计数器计数达到设定次数，计数器归零，灌水完成，整个装置自动切断电源。
本发明的实施例旨在更进一步地阐明这种重力滴灌全自动控制装置和实现一次灌水多次循环的作业过程，而不对本发明的保护范围构成任何限制。

Claims (6)

1、一种重力滴灌全自动控制装置，它包括设置在高于地面的支架上的蓄水箱(3)，通入箱体的供水管道(1)和连接箱体出水口的灌水管道(14)，其特征在于：全自动控制装置以蓄水箱设定的两个“高”、“低”水位为控制基准，在蓄水箱(3)内设置液位传感器(6)通过控制器(5)连接供水电磁阀(2)和灌水电磁阀(7)控制供水和灌水作业，控制器(5)设置有计数模块，通过设定高低水位的循环次数实现一次灌水多次循环。
2、根据权利要求1所述的重力滴灌全自动控制装置，其特征在于：供水电磁阀(2)和灌水电磁阀(7)分别安装在供水管道(1)、灌水管道(14)与蓄水箱(3)的连接处，液位传感器(6)安装在蓄水箱(3)内，供水电磁阀(2)、灌水电磁阀(7)、液位传感器(6)与控制器(5)相连接。
3、根据权利要求1所述的重力滴灌全自动控制装置，其特征在于：所述的控制器(5)包括中央处理器CPU、电源模块、存储模块、计数模块、指示模块、供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块，电源模块、存储模块、计数模块、指示模块、供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块分别与中央处理器CPU相连，供水阀门控制模块和灌水阀门控制模块还分别与供水电磁阀2和灌水电磁阀7相连接。
4、根据权利要求1所述的重力滴灌全自动控制装置，其特征在于：所述的灌水管道(14)还设置有过滤器(8)。
5、根据权利要求1所述的重力滴灌全自动控制装置，其特征在于：所述的重力滴灌全自动控制装置方法是在灌溉过程中，控制器(5)根据液位传感器(6)发送的水位信号进行判断，当水位达到水箱(3)的“高”水位时，控制器发送信号至供水电磁阀(2)关闭供水电磁阀；同时控制器发送信号至给灌水电磁阀(7)，打开灌水电磁阀进行灌水；随着灌水的进行，水箱(3)中的水位下降，控制器(5)根据液位传感器(6)发送的水位信号进行判断，当水箱(3)的水位达到“低”水位时，控制器发送信号至给灌水电磁阀(7)，灌水电磁阀关闭，一次灌水结束，灌水计数模块计数加1；控制器判断计数器计数是否达到设定次数，若没有达到设定次数，即开始下一次灌水循环；当计数器计数达到设定次数，计数器归零，灌水完成，整个装置自动切断电源。
6、根据权利要求1所述的重力滴灌全自动控制装置，其特征在于：所述的液位传感器(6)是投入式液位传感器，或是浮子式液位传感器。
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