CN102523813A - 悬挂式水肥精量控制机 - Google Patents

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CN102523813A CN2011104351785A CN201110435178A CN102523813A CN 102523813 A CN102523813 A CN 102523813A CN 2011104351785 A CN2011104351785 A CN 2011104351785A CN 201110435178 A CN201110435178 A CN 201110435178A CN 102523813 A CN102523813 A CN 102523813A
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CN2011104351785A
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魏正英
卢秉恒
毕宏彦
王永信
林起崟
郑进锋
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XIAN RUITE RAPID MANUFACTURE ENGINEERING Co Ltd
Xian Jiaotong University
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XIAN RUITE RAPID MANUFACTURE ENGINEERING Co Ltd
Xian Jiaotong University
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Abstract

一种悬挂式水肥精量控制机，包括固定在平面支架上的相互连通的主水管路和注肥管路，在注肥管路上自来流方向依次设置有注肥泵、肥路流量计和肥路电磁阀，在主水管路上位于主水管路与注肥管路接口的前端设置有主水电磁阀，在主水管路上位于主水管路与注肥管路接口的后端依次设置有混肥器和主水流量计，所述的注肥泵、肥路流量计、肥路电磁阀、主水流量计、主水电磁阀及设置在土壤中的温度传感器和湿度传感器分别与控制柜相连。改变了传统注肥机的管路设计，使整台机器能够通过平面支架固定于垂直墙面之上，节约了机器的安装空间，使之更加小巧实用；本发明通过控制注肥管路上的电磁阀实现两管路的连通与断开，实现灌溉与施肥的同步进行。

Description

悬挂式水肥精量控制机
技术领域
本发明涉及一种悬挂式注肥机，具体涉及一种智能化程度及控制精度较高的悬挂式水肥精量控制机。
背景技术
灌溉施肥是通过施肥装置将溶解好的肥液注入到灌溉系统中，是肥料随灌溉水一起输送到田间的一种先进施肥方式，是精确施肥与精确灌溉相结合的产物，实现了灌溉与施肥同步进行。灌溉施肥的优点是施肥均匀、准确。灌溉施肥系统可以稳定而高精度地控制灌溉水量、施肥量、施肥时间等参数，从而提高水肥的利用率，有效地减轻对土壤和环境污染。
我国节水灌溉工程中使用的施肥器大多是从以色列等国家进口的产品，性能良好，但价格过高，体积较大，且不完全适合于中国的水质和土壤特点。国内也有部分厂商开始生产节水灌溉施肥装置，但是体积较大，安装时占用过多的空间，特别是在温室大棚内，由于空间的限制，甚至无法在有限的空间内安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于单片机控制的悬挂式水肥精量控制机，利用控制柜来实现自动注肥，降低了系统成本，体积小巧，结构紧凑，能悬挂于墙面之上，操作简单方便，易于推广使用。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括固定在平面支架上的相互连通的主水管路和注肥管路，在注肥管路上自来流方向依次设置有注肥泵、肥路流量计和肥路电磁阀，在主水管路上位于主水管路与注肥管路接口的前端设置有主水电磁阀，在主水管路上位于主水管路与注肥管路接口的后端依次设置有混肥器和主水流量计，所述的注肥泵、肥路流量计、肥路电磁阀、主水流量计、主水电磁阀及设置在土壤中的温度传感器和湿度传感器分别与控制柜相连。
所述的主水管路入口与主水电磁阀之间还安装有水路压力表和水路过滤器。
所述的注肥泵与肥路流量计之间安装有肥液过滤器。
所述的肥路流量计采用能够检测垂直管道内肥液流量的浮子流量计。
本发明所用到的全部电磁阀、流量计、肥液泵、土壤温度传感器和土壤湿度传感器均与控制柜相连接，以实现实时检测与控制功能，肥液电磁阀有效控制了注肥管路的开启与关闭。注肥管路上安装的肥路流量计，能够检测垂直管道内的肥液流量。土壤温度传感器和土壤湿度传感器实时采集田间土壤的温、湿度信息，并将其传给控制柜进行综合，结合土壤墒情的水肥精量灌溉，从而实现了滴灌系统中灌溉与施肥的精确控制与同步进行。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是控制框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括固定在平面支架5上的相互连通的主水管路1和注肥管路8，平面支架的利用改变了传统注肥机的管路设计，使本明整台机器能够通过平面支架5固定于垂直墙面之上，节约了机器的安装空间，使之更加小巧实用，
在注肥管路8上自来流方向依次设置有注肥泵12、肥液过滤器10、肥路流量计9和肥路电磁阀6，在主水管路1上位于主水管路1与注肥管路8接口的前端依次设置有水路压力表2、水路过滤器3和主水电磁阀4，在主水管路1上位于主水管路1与注肥管路8接口的后端依次设置有混肥器7和主水管道流量计11，其中肥路流量计9、主水管道流量计11及设置在土壤中的温度传感器和湿度传感器分别与控制柜13的输入端相连，注肥泵12、肥路电磁阀6和主水电磁阀4分别与控制柜13的输出端相连。其中肥路流量计9采用浮子流量计。
本发明的两个流量计即肥液流量计9和主水管道流量计11分别将流量信息输出到控制柜13，控制柜13对此信息做出分析判断并以此来控制注肥泵12的转速及肥路电磁阀4、主水电磁阀6的开度，肥液注入到主水管路之后，通过混肥器7使水、肥混合均匀，最后经过主水流量计后到达注肥机出口。从农田中设置的土壤温度传感器与土壤湿度传感器分别将农田中的土壤温、湿度信息传输到控制柜13从而实时控制水肥精量控制机的灌溉量。
参见图2，本发明的核心为STC89C58RD+，该芯片具有通用51单片机内核、32K的Flash程序存储器和1280字节的数据存储器，简单易用而且具有高可靠性、低价位以及低功耗等优点。该控制器检测的输入信号有土壤温度、土壤湿度及流量(包括肥液流量和水流量)，传感器检测的信号经过ADC0809进行A/D转换，MCU将转换的数据与设定的参数进行比对，从而控制各个电磁阀、泵、变频器的开启以及功率输出。在灌溉过程中，MCU通过采样得到肥路以及总管路的流量信息，通过与实际所需的流量对比控制开头量使肥路流量与总管路的流量之比保持在一定的比例，从而控制肥液浇灌到作物时的水肥比低于一定的阀值。其中肥路泵12的流量调节通过MCU输出的数字信号经过D/A转换得到的电压值来控制，达到控制肥路流量的目的。本控制器可以实现自动化的灌溉过程，在施肥过程中，只需输入相应的参数，就可以实现完全的无人工操作，控制系统会自动检测肥路和总水的流量，并根据输入的参数，自动切换电磁阀，实现灌溉过程。
本发明采用单片机控制，实现了水肥的精量配比及供给，属于机械注入式，其施肥效率和施肥精度比传统注肥机显著提高，体积小巧，能够悬挂于墙面之上，易于操作，使用单片机控制系统，减低了造价。

Claims (4)

1.一种悬挂式水肥精量控制机，其特征在于：包括固定在平面支架(5)上的相互连通的主水管路(1)和注肥管路(8)，在注肥管路(8)上自来流方向依次设置有注肥泵(12)、肥路流量计(9)和肥路电磁阀(6)，在主水管路(1)上位于主水管路(1)与注肥管路(8)接口的前端设置有主水电磁阀(4)，在主水管路(1)上位于主水管路(1)与注肥管路(8)接口的后端依次设置有混肥器(7)和主水管道流量计(11)，所述的注肥泵(12)、肥路流量计(9)、肥路电磁阀(6)、主水管道流量计(11)、主水电磁阀(4)及设置在土壤中的温度传感器和湿度传感器分别与控制柜(13)相连。
2.根据权利要求1所述的悬挂式水肥精量控制机，其特征在于：所述的主水管路(1)入口与主水电磁阀(4)之间还安装有水路压力表(2)和水路过滤器(3)。
3.根据权利要求1所述的悬挂式水肥精量控制机，其特征在于：所述的注肥泵12与肥路流量计(9)之间安装有肥液过滤器(10)。
4.根据权利要求1所述的悬挂式水肥精量控制机，其特征在于：所述的肥路流量计(9)采用能够检测垂直管道内肥液流量的浮子流量计。 
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