CN102375421A - 太阳能、风能高尔夫球场自动节水喷灌控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明太阳能、风能高尔夫球场自动节水喷灌控制系统，是在高尔夫球场加装若干个地下湿度感应器，用于检测土壤的湿度。当土壤的湿度达到一个下值时，传感器检测的数据经过多路转换开关A/D转换，并传输到单片机处理器中，单片机由太阳能光伏列组供电，风力提水泵抽水供给蓄水水罐，在高压风的作用下形成高压水差，单片机发出指令控制电磁阀的开启，即可经过进行自动喷灌；当灌喷到一定程度，即土壤的湿度达到了一个上值，传感器检测的数据经过多路转换开关A/D转换，并传输到单片机处理器中，单片机处理器发出指令控制电磁阀，关闭供水电磁阀而停止喷灌。本发明充分利用自然能进行喷灌，即能保护、保养球场草坪，又能节省水的消耗，可以形成真正的绿色环保喷灌。

Description

太阳能、风能高尔夫球场自动节水喷灌控制系统

技术领域

本发明涉及自动喷灌系统应用的技术领域，尤指一种太阳能、风能高尔夫球场自动喷灌控制系统。

背景技术

我国的高尔夫球运动起步较晚，自行设计高尔夫球场也是近几年的事。伴随高尔夫球场运动的兴起，全国各地高尔夫球场如雨后春笋般的不断兴起。然而高尔夫球场却需要人工灌溉，以弥补自然降水在数量上的不足。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，对草坪的正常生长产生不良影响。如今随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足高尔夫球场草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。

高尔夫球场草坪灌溉的方法主要有喷灌和微灌技术，如果我们想使整个面积都得到相同的水量，通常用喷灌，如草坪灌溉等。如果我们想让某一特定区域湿润而使周围干燥时，可采用微喷灌或滴灌技术。为此，高尔夫球场草坪喷灌技术以其节水、节能、省工和灌水质量高等优点，越来越被人们所认识。

高尔夫球场草坪喷灌多数在夜间进行，其原因之一是草坪白天喷灌蒸发损失大，一般夜晚喷灌时能比白天少消耗10％以上的水量；其原因之二是有些草坪白天不允许喷洒，例如高尔夫球场进行比赛等等。一个标准的十八洞高尔夫球场每天用水量在3000m²左右，夜晚需要8h完成整场的浇灌任务。采用直接供水法，水泵一直要处在高速运转中，造成巨大的电能浪费，而且管网水压波动大，影响管路的使用寿命，采用太阳能、风能及单机片智能控制喷灌，可以极大地优化供水控制系统，在节能降耗上具有重要的现实意义。

发明内容

本发明是在高尔夫球场加装若干个地下湿度感应器，用于检测土壤的湿度。当土壤的湿度达到一个下值时，传感器检测的数据经过多路转换开关A/D转换，并传输到单片机处理器中，单片机由太阳能光伏列组供电，风力提水泵抽水供给蓄水罐，在高压风的作用下形成高压水差，单片机发出指令控制电磁阀的开启，即可经过进行自动喷灌；当灌喷到一定程度，即土壤的湿度达到了一个上值，传感器检测的数据经过多路转换开关A/D转换，并传输到单片机处理器中，单片机处理器发出指令控制电磁阀，关闭供水电磁阀而停止喷灌。这样可以保护、保养球场草坪，又能节省水的消耗。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：第一步，设置太阳能光伏列组、蓄电池、逆变器作为供电系统；第二步，安装风力压缩机和风力提水泵及高尔夫球场的供水管PVC管路；第三步，用风力提水泵进行供水，并通过高压储风灌在蓄水罐中形成水压；第四步，每4个喷头设立一个电磁阀进行控制；第五步，选用15～30m射程的旋转式喷头埋于地面一平；第六步，将喷头以等边三角形进行布局，间距以射程的0.6倍～08倍；第七步，每组喷灌区内埋设一个湿度感应器；第八步，设立2～3个主泵和一个辅助泵中心泵站，第八步，设立中心控制室，设定单片机运行程序，连接个部件的线路，以湿度传感器传输的数据经过处理，由单片机处理器发出指令控制电磁阀，进行自动喷灌运行。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步描述。

附图为本发明太阳能高尔夫球场自动节水喷灌控制系示意图。

图中：1、太阳能光伏列组，2、蓄电池3、逆变器，4、单片机，5、A/D交换机，6、输出电路，7、风力压缩机，8、电磁阀，9高压储风灌，10蓄水罐，11、供水管路，12、上水位感应器，13、下水位感应器，14、提水泵供风管路，15、风力提水泵，16、深井提水头，17、湿度感应器线路，18、风力提水泵控制电路，19、水位传输电路，20、喷头，21、湿度感应器，22泄水阀，23、供风阀，24、供风管路，25、供水管路，26上供风管，27、深井，28电磁阀，29、放气阀，30电磁阀线路，31、快速给水龙头

具体实施方法

a、太阳能光伏安装：设置太阳能光伏列组1，蓄电池2，逆变器3作为供电系统；

b、安装风力压缩机和风力提水泵及管路：高尔夫球场的供水管管路可以采用PVC管铺设，PVC管在干管变相分支出设混凝土止堆坐；不宜采用钢管，钢管易绣、易堵喷头；安装风力压缩机7和风力提水泵15，将提水头16植入深井水面以下。

C、提水：风力压缩机7通过管路14带动风力提水泵15将深井27的水通过管路11提到蓄水罐10中，水位由两个上下水位感应器12、13检测，并由线路19传输给多路转换开关5A/D转换，再传输到单片机4处理器中，由单片机控制提水泵的开启和关闭；当蓄水罐10得水位达到上位时，单片机控制提水泵停止供水，同时指令由风力压缩机通过管路26聚集在高压储风灌9的高压风通过电磁阀23开启，使高压风经过管路24进入蓄水罐10内形成高压水。当单片机4指令开启供水电磁阀28时，蓄水罐10中的水在高压作用下由喷头20上喷出形成雾状喷灌。

d、电磁阀：一个控制阀28最多控制喷头四个。在每一果岭、发球台和沿球道最少60～90m间隔的位置设立一个快速给水龙头31。在干管系统最高点设置放气阀29，并在系统内设泄水阀22已解决冬季结冰和检修泄水；

e、喷头：高尔夫球场采用的是旋转式喷头20，是从底座伸出型的，即除了与草坪位于同一水平的盖子外，喷头其余部分全部隐蔽地下。喷灌时，在水的作用下，由秋千架将喷头抬起，喷头20自动旋转喷水，喷头可选用15～30m射程的喷头；

f、组合形式：

(1)喷头布局以等边三角形方式进行设布，优点可以较均衡的用水量和一致的覆盖；

(2)设计为等边三角形的喷头布局，其喷头间距以射程的0.6倍～08倍为宜；

(3)影响喷头布局因素有风力、压力、场地形状等；

(4)选择喷头时注意以下因素：喷灌面积、服务区地形、输水管道载水容积、喷灌时作用于喷头压力、喷头质量；

g、湿度感应器设置：在每三角形一组喷灌区内埋设一个湿度感应器21，埋设深度为15mm；

h、泵站系统：泵站尽可能布置在整个喷灌系统中心，以减少输水总水头损失，减少干管长度，以风力提水泵15为主，一个18洞球场，设立2～3个提水泵每台泵具备一半喷灌面积的供水量。

i、运行：设定单片机4运行程序，将电磁阀线路8、23、28、30、湿度感应器线路17、供水泵控制线路18与单片机4进行连接，设立中心控制室，当土壤的湿度达到一个下值时，传感器21检测的数据经过多路转换开关5A/D转换，并传输到单片机4中，单片机发出指令控制电磁阀28的开启，水从管路25到达喷头20进行自动喷灌；当灌喷到一定程度，即土壤的湿度达到了一个上值，传感器21检测的数据经过多路转换开关A/D 5转换，并传输到单片机4处理器中，单片机处理器4发出指令控制电磁阀28关闭而停止喷灌。这样可以保护、保养球场草坪，又能节省水的消耗。

另外，在管路的末端设置泄水阀22，已解决冬季结冰和检修泄水，需要安置在喷头处。

以上所述，实际方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明技术的精神的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.本发明高尔夫球场自动节水喷灌控制系统，是在高尔夫球场加装若干个地下湿度感应器，用于检测土壤的湿度。当土壤的湿度达到一个下值时，传感器检测的数据经过多路转换开关A/D转换，并传输到单片机处理器中，单片机由太阳能光伏列组供电，风力提水泵抽水供给蓄水罐，在高压风的作用下形成高压水差，单片机发出指令控制电磁阀的开启，即可经过进行自动喷灌；当灌喷到一定程度，即土壤的湿度达到了一个上值，传感器检测的数据经过多路转换开关A/D转换，并传输到单片机处理器中，单片机处理器发出指令控制电磁阀，关闭供水电磁阀而停止喷灌，已达到自动节水喷灌之目的。

2.根据权利1所述太阳能、风能高尔夫球场自动节水喷灌控制系统，采用太阳能、风能作为能源进行喷灌，即能保护、保养球场草坪，又能节省电能的消耗。

3.根据权利1所述太阳能、风能高尔夫球场自动节水喷灌控制系统，利用单片机智能控制喷灌，可以极大地优化供水控制系统，既可以充分满足球场喷灌，又能节能降耗。

4.根据权利1所述太阳能、风能高尔夫球场自动节水喷灌控制系统，采用风力提水泵供水可以减少碳排放，充分利用自然能，形成真正的绿色环保喷灌。

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