CN106093144B - 一种电容式肥液浓度在线检测装置 - Google Patents
一种电容式肥液浓度在线检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种电容式肥液浓度在线检测装置，属于灌溉施肥技术领域。本发明进水管与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管与排污阀相连，出液管与出液阀的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部和Z型管道下半部两部分，出液阀的另一端与Z型管道上半部的一端相连，Z型管道上半部的另一端与肥液浓度传感器的一端相连，肥液浓度传感器的另一端与Z型管道下半部的一端相连，Z型管道下半部的另一端与微灌管网的主干管入口相连。本发明通过外部信号调理电路将传感器的输出信号转换成电压或频率信号，并送至外部控制器进行检测，可实现肥液浓度的在线检测，为肥液浓度的在线实时配比提供反馈信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容式肥液浓度在线检测装置，属于灌溉施肥技术领域。
背景技术
近些年来，随着土壤污染、水资源紧张等问题的日趋严重，具有水资源、肥液成分利用率高等优势的精准施肥技术受到人们的广泛关注。肥液浓度检测是肥液浓度自动配比和精准施肥控制中的重要环节，它主要是利用相应的仪器设备检测出待测肥液的浓度，为灌溉施肥过程中的肥液浓度调控提供决策依据，以便精确控制作物的施肥量，在保障作物的品质与产量的前提下，不仅节约了水肥资源，而且可避免多施的肥料元素造成水土环境的富营养化污染。目前肥液浓度的检测方法主要有两种，一种是常规离线检测方法，它需经取样、预处理、测定、管理等环节，过程复杂，分析过程缓慢，所需仪器成本高，仅适用于在实验室中进行；另一种是采用相应的传感器，如离子选择性电极、EC电极、PH电极等，将其安装于管道中并与外部电路和控制器连接以实现在线检测，而这些传感器并非专门应用于管道内溶液的检测器件，使其在管道中的连接、安装、固定存在一定的复杂性，而且为使检测结果更加准确，还需在原有管网中另配置一个水肥混合缓冲装置，以使传感器置于充分混合均匀的待测肥液中进行检测，从而不利于该方法的实际应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种易于直接接入原有灌溉施肥系统管网、水肥混合更快速均匀、检测精度高、低成本的肥液浓度在线检测装置。
本发明的技术方案是：一种电容式肥液浓度在线检测装置，包括水肥混合箱1、进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5、排污阀6、出液阀7、Z型管道、肥液浓度传感器8；
所述水肥混合箱1为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱1上设有进水管2、进肥管3、排污管4和出液管5，进水管2与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管3与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管4与排污阀6相连，出液管5与出液阀7的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部9和Z型管道下半部10两部分，出液阀7的另一端与Z型管道上半部9的一端相连，Z型管道上半部9的另一端与肥液浓度传感器8的一端相连，肥液浓度传感器8的另一端与Z型管道下半部10的一端相连，Z型管道下半部10的另一端与微灌管网的主干管入口相连。
所述水肥混合箱1为由PVC材质一体化成型而制成的不规则七面体空腔结构，包括箱顶11、箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15、箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17；箱顶11呈长方形状，其所在平面与水平面平行，箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的上端分别垂直相交于箱顶11的四条边界，且相邻的两个箱壁垂直相交；箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17均呈长方形状，箱底Ⅰ16所在平面平行于箱顶11，箱底Ⅰ16的宽边（代表长、宽、高中宽的这一边）与箱顶11的长边（代表长、宽、高中长的这一边）之长度比为1:3，箱底Ⅰ16的一长边与箱壁Ⅰ12的下端垂直相交，箱底Ⅰ16的另一长边与箱底Ⅱ17的一宽边相交，并使箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17两个平面之间的夹角为15°，箱底Ⅱ17的另一宽边与箱壁Ⅱ13的下端相交，由箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17构成的两条折线式箱底边界分别与箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的下端相交。
所述肥液浓度传感器8为同心圆柱型结构，包括内极柱81、外极柱82、保护外壳83和连接杆；内极柱81为陶瓷材质的实心圆柱体，直径为Z型管道的1/4，其外表面镀有一层银；外极柱82为套在内极柱81外环上的陶瓷材质圆柱环，圆环内径与Z型管道相同，圆柱环内壁表面镀有一层银；内极柱81与外极柱82的高度相同，二者通过连接杆固定使之形成同心圆柱型结构；从而可形成以内极柱81外表面镀银层与外极柱82内表面镀银层为两个对应极板、流经其间的肥液为介质的电容式传感器，采用镀银层作极板可以使极板的有效厚度减小，进而减小极板电容的边缘效应，而且由于陶瓷受温度的影响非常小，采用陶瓷材质能有效避免温度对测量结果精度的影响；
所述连接杆包括连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93、连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96，其外形尺寸相同，均为由聚四氟乙烯材质制成的圆杆结构，除连接杆Ⅲ93为空心圆杆外，其余均为实心圆杆；6根连接杆分别在内极柱81和外极柱82的顶端、底端采用伞骨式连接，其中连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93均匀分布于内极柱81与外极柱82顶端的同一水平面上且互成120°夹角，连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96均匀分布于内极柱81与外极柱82底端的同一水平面上且互成120°夹角；连接杆Ⅲ93采用空心圆杆结构，主要用于将内极柱81和外极柱82两个电极的引线从其内引出，由于聚四氟乙烯良好的绝缘效果，用它作为连接杆的材质，不仅起到了很好的联接和支撑作用，而且还可以屏蔽电极引线本身电容的寄生效应，提高电容传感器的测量精度。保护外壳83为紧密套在外极柱82外壁上的铜质圆柱环，环厚2cm，其上设有一个经过绝缘处理的方形凹槽85以及与之配套的拉门86，并在该圆柱环内壁的轴向方向上设有一个连接凹槽85与连接杆Ⅲ93的线槽84，使内极柱81和外极柱82两个电极的引线通过线槽84引出至凹槽85中，这样可通过凹槽85将电容传感器与外部电路相连，并将传感器的信号调理电路置于凹槽85内，以减小引线过长引起的电容效应，此外保护外壳83的圆柱环顶端和底端分别设有与Z型管道接口相匹配的外螺纹接口，便于将肥液浓度传感器8与Z型管道相连接；保护外壳83之所以采用铜材质，主要是利用铜的良导体特性，这样可在实际应用中将保护外壳83接地，既消除传感器与壳体外部物体之间的不稳定的寄生电容，又可以有效地防止和减小外部的磨损，起到屏蔽和保护的作用，提高传感器的灵敏度。
保护外壳83的圆柱环顶端和底端分别设有与Z型管道接口相匹配的外螺纹接口。
所述进水管2垂直设置于箱顶11上且靠近于箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅳ15的位置处，其轴心延长线相交于箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17的交线上；进肥管3垂直设置在箱壁Ⅰ12上且靠近于箱顶11的位置，其轴心线与进水管2处于同一个垂直面上；排污管4垂直设置于箱底Ⅰ16上且靠近于箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅲ14的位置处，出液管5垂直设置在箱壁Ⅱ13的底端。
所述进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5均设有外螺纹接口，其尺寸结构与水管标称管径完全兼容；进水管2与出液管5管径相同，进肥管3与排污管4管径相同且是进水管2的1/2。
所述排污阀6和出液阀7皆为球阀。
所述Z型管道上半部9和Z型管道下半部10的尺寸结构相同，均设内螺纹接口，其管径规格与出液管5相同，而且与肥液浓度传感器8连接时，须使肥液浓度传感器8的轴心线垂直于水平面。这种放置角度以及整个装置的结构设计，可以确保在任何情况下肥液流过肥液浓度传感器8时，都能使肥液充满肥液浓度传感器8的空腔，而且不会有残留杂质或沉淀物沉积于传感器的极板上或极间，从而提高了肥液浓度检测的精度和稳定性。
所述水肥混合箱1的结构设计，不仅可以使水肥在混合箱内更充分、快速地混合均匀，而且易于将未充分溶于水的肥料杂质和沉淀物沉淀于箱底Ⅰ16上，并通过进水管2与排污管4将其充分清洗、排泄，以尽量避免这些杂质和沉淀物流经肥液浓度检测装置引起误差，以及进入微灌管网致使其存在堵塞灌水器的隐患。
本发明的工作原理是：将整个装置接入灌溉施肥系统的管网中，即将进水管2与水源输出管相连、进肥管3与肥料母液输出管相连、Z型管道下半部10的输出端与微灌主干管道入口相连，并使排污阀6、出液阀7分别置于闭合、打开状态，水与肥料母液在外部控制作用下按照一定比例流入水肥混合箱1中，在流入过程中通过水流本身的搅动使水肥快速地混合均匀，充分混合均匀后的肥液经过出液管5和出液阀7流入肥液浓度传感器8中，并充满于内极柱81与外极柱82之间的圆柱环型空腔中，由肥液浓度传感器8的结构知，此时肥液浓度传感器8相当于一个以内极柱81外表面镀银层与外极柱82内表面镀银层为两个对应极板、流经其间的肥液为介质的电容，当肥液浓度发生变化时，则肥液中的离子浓度发生变化，从而使肥液的介电常数发生改变，在极板几何规格不变的情况下，介质介电常数的变化势必会引起该电容的容值发生改变，然后通过凹槽85将内极柱81和外极柱82的电极引线与外部信号调理电路连接，并利用外部信号调理电路将传感器的电容值变化转换为电压或频率的变化，最后通过试验标定肥液浓度与传感器电压或频率之间的对应关系，即可通过检测传感器输出的电压或频率在线反演得出肥液浓度。若水和肥料母液中含未能溶于水的杂物或渣质，则可通过箱底Ⅱ17的坡度作用将其沉淀于箱底Ⅰ16上，并可通过打开排污阀6将其从排污管4清洗排泄掉。
本发明的有益效果是：整个装置结构简单，其对外接口与现行的水管标称管径完全兼容，易于直接将该装置应用于原有灌溉施肥系统的管网中，操作简便，而且不会对原有灌溉施肥系统造成较大改动或破坏；水肥混合箱能更快速、充分地将水与肥料母液混合均匀，并易于沉淀、排泄未能充分溶于水肥溶液的杂质或肥料渣质；肥液浓度传感器能使其在工作过程中始终保持肥液充满其内，而且可有效消除了极板边缘效应和寄生电容效应的影响，使其具备了较高的测量精度和测量稳定性，同时可通过外部信号调理电路将传感器的输出信号转换成电压或频率信号，并送至外部控制器进行检测，则可实现肥液浓度的在线检测，为肥液浓度的在线实时配比提供反馈信息。
附图说明
图1是本发明装置整体结构示意图；
图2是本发明水肥混合箱结构示意图；
图3是本发明肥液浓度传感器主视图；
图4是本发明肥液浓度传感器剖面图。
图1-4中各标号：1-水肥混合箱，2-进水管，3-进肥管，4-排污管，5-出液管，6-排污阀，7-出液阀，8-肥液浓度传感器，9-Z型管道上半部，10-Z型管道下半部，11-箱顶，12-箱壁Ⅰ，13-箱壁Ⅱ，14-箱壁Ⅲ，15-箱壁Ⅳ，16-箱底Ⅰ，17-箱底Ⅱ，81-内极柱，82-外极柱，83-保护外壳，84-线槽，85-凹槽，86-拉门，91-连接杆Ⅰ，92-连接杆Ⅱ，93-连接杆Ⅲ，94-连接杆Ⅳ，95-连接杆Ⅴ，96-连接杆Ⅵ。
具体实施方式
实施例1：如图1-4所示，一种电容式肥液浓度在线检测装置，包括水肥混合箱1、进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5、排污阀6、出液阀7、Z型管道、肥液浓度传感器8；
所述水肥混合箱1为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱1上设有进水管2、进肥管3、排污管4和出液管5，进水管2与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管3与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管4与排污阀6相连，出液管5与出液阀7的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部9和Z型管道下半部10两部分，出液阀7的另一端与Z型管道上半部9的一端相连，Z型管道上半部9的另一端与肥液浓度传感器8的一端相连，肥液浓度传感器8的另一端与Z型管道下半部10的一端相连，Z型管道下半部10的另一端与微灌管网的主干管入口相连。
所述水肥混合箱1为由PVC材质一体化成型而制成的不规则七面体空腔结构，包括箱顶11、箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15、箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17；箱顶11呈长方形状，其所在平面与水平面平行，箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的上端分别垂直相交于箱顶11的四条边界，且相邻的两个箱壁垂直相交；箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17均呈长方形状，箱底Ⅰ16所在平面平行于箱顶11，箱底Ⅰ16的一长边与箱壁Ⅰ12的下端垂直相交，箱底Ⅰ16的另一长边与箱底Ⅱ17的一宽边相交，并使箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17两个平面之间成夹角，箱底Ⅱ17的另一宽边与箱壁Ⅱ13的下端相交，由箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17构成的两条折线式箱底边界分别与箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的下端相交。
所述肥液浓度传感器8为同心圆柱型结构，包括内极柱81、外极柱82、保护外壳83和连接杆；内极柱81为陶瓷材质的实心圆柱体，直径为Z型管道内径的1/4，其外表面镀有一层银；外极柱82为套在内极柱81外环上的陶瓷材质圆柱环，圆环内径与Z型管道内径相同，圆柱环内壁表面镀有一层银；内极柱81与外极柱82的高度相同，二者通过连接杆固定使之形成同心圆柱型结构；
所述连接杆包括连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93、连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96，其外形尺寸相同，均为由聚四氟乙烯材质制成的圆杆结构，除连接杆Ⅲ93为空心圆杆外，其余均为实心圆杆；6根连接杆分别在内极柱81和外极柱82的顶端、底端采用伞骨式连接，其中连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93均匀分布于内极柱81与外极柱82顶端的同一水平面上且互成120°夹角，连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96均匀分布于内极柱81与外极柱82底端的同一水平面上且互成120°夹角；保护外壳83为紧密套在外极柱82外壁上的铜质圆柱环，其上设有一个经过绝缘处理的方形凹槽85以及与之配套的拉门86，并在该圆柱环内壁的轴向方向上设有一个连接凹槽85与连接杆Ⅲ93的线槽84，使内极柱81和外极柱82两个电极的引线通过线槽84引出至凹槽85中，保护外壳83的圆柱环顶端和底端分别设有与Z型管道接口相匹配的螺纹接口。
所述进水管2垂直设置于箱顶11上，其轴心延长线相交于箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17的交线上；进肥管3垂直设置在箱壁Ⅰ12上，其轴心线与进水管2处于同一个垂直面上；排污管4垂直设置于箱底Ⅰ16上，出液管5垂直设置在箱壁Ⅱ13的底端。
所述进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5均设有螺纹接口；进水管2与出液管5管径相同，进肥管3与排污管4管径相同且是进水管2的1/2。
所述排污阀6和出液阀7皆为球阀。
所述Z型管道上半部9和Z型管道下半部10的尺寸结构相同，均设螺纹接口，其管径规格与出液管5相同，而且与肥液浓度传感器8连接时，须使肥液浓度传感器8的轴心线垂直于水平面。
实施例2：如图1-4所示，一种电容式肥液浓度在线检测装置，包括水肥混合箱1、进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5、排污阀6、出液阀7、Z型管道、肥液浓度传感器8；
所述水肥混合箱1为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱1上设有进水管2、进肥管3、排污管4和出液管5，进水管2与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管3与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管4与排污阀6相连，出液管5与出液阀7的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部9和Z型管道下半部10两部分，出液阀7的另一端与Z型管道上半部9的一端相连，Z型管道上半部9的另一端与肥液浓度传感器8的一端相连，肥液浓度传感器8的另一端与Z型管道下半部10的一端相连，Z型管道下半部10的另一端与微灌管网的主干管入口相连。
所述水肥混合箱1为由PVC材质一体化成型而制成的不规则七面体空腔结构，包括箱顶11、箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15、箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17；箱顶11呈长方形状，其所在平面与水平面平行，箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的上端分别垂直相交于箱顶11的四条边界，且相邻的两个箱壁垂直相交；箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17均呈长方形状，箱底Ⅰ16所在平面平行于箱顶11，箱底Ⅰ16的一长边与箱壁Ⅰ12的下端垂直相交，箱底Ⅰ16的另一长边与箱底Ⅱ17的一宽边相交，并使箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17两个平面之间成夹角，箱底Ⅱ17的另一宽边与箱壁Ⅱ13的下端相交，由箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17构成的两条折线式箱底边界分别与箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的下端相交。
所述进水管2垂直设置于箱顶11上，其轴心延长线相交于箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17的交线上；进肥管3垂直设置在箱壁Ⅰ12上，其轴心线与进水管2处于同一个垂直面上；排污管4垂直设置于箱底Ⅰ16上，出液管5垂直设置在箱壁Ⅱ13的底端。
所述进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5均设有螺纹接口；进水管2与出液管5管径相同，进肥管3与排污管4管径相同且是进水管2的1/2。
所述排污阀6和出液阀7皆为球阀。
所述Z型管道上半部9和Z型管道下半部10的尺寸结构相同，均设螺纹接口，其管径规格与出液管5相同，而且与肥液浓度传感器8连接时，须使肥液浓度传感器8的轴心线垂直于水平面。
实施例3：如图1-4所示，一种电容式肥液浓度在线检测装置，包括水肥混合箱1、进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5、排污阀6、出液阀7、Z型管道、肥液浓度传感器8；
所述水肥混合箱1为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱1上设有进水管2、进肥管3、排污管4和出液管5，进水管2与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管3与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管4与排污阀6相连，出液管5与出液阀7的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部9和Z型管道下半部10两部分，出液阀7的另一端与Z型管道上半部9的一端相连，Z型管道上半部9的另一端与肥液浓度传感器8的一端相连，肥液浓度传感器8的另一端与Z型管道下半部10的一端相连，Z型管道下半部10的另一端与微灌管网的主干管入口相连。
所述肥液浓度传感器8为同心圆柱型结构，包括内极柱81、外极柱82、保护外壳83和连接杆；内极柱81为陶瓷材质的实心圆柱体，直径为Z型管道内径的1/4，其外表面镀有一层银；外极柱82为套在内极柱81外环上的陶瓷材质圆柱环，圆环内径与Z型管道内径相同，圆柱环内壁表面镀有一层银；内极柱81与外极柱82的高度相同，二者通过连接杆固定使之形成同心圆柱型结构；
所述连接杆包括连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93、连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96，其外形尺寸相同，均为由聚四氟乙烯材质制成的圆杆结构，除连接杆Ⅲ93为空心圆杆外，其余均为实心圆杆；6根连接杆分别在内极柱81和外极柱82的顶端、底端采用伞骨式连接，其中连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93均匀分布于内极柱81与外极柱82顶端的同一水平面上且互成120°夹角，连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96均匀分布于内极柱81与外极柱82底端的同一水平面上且互成120°夹角；保护外壳83为紧密套在外极柱82外壁上的铜质圆柱环，其上设有一个经过绝缘处理的方形凹槽85以及与之配套的拉门86，并在该圆柱环内壁的轴向方向上设有一个连接凹槽85与连接杆Ⅲ93的线槽84，使内极柱81和外极柱82两个电极的引线通过线槽84引出至凹槽85中，保护外壳83的圆柱环顶端和底端分别设有与Z型管道接口相匹配的螺纹接口。
所述进水管2垂直设置于箱顶11上，其轴心延长线相交于箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17的交线上；进肥管3垂直设置在箱壁Ⅰ12上，其轴心线与进水管2处于同一个垂直面上；排污管4垂直设置于箱底Ⅰ16上，出液管5垂直设置在箱壁Ⅱ13的底端。
所述进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5均设有螺纹接口；进水管2与出液管5管径相同，进肥管3与排污管4管径相同且是进水管2的1/2。
所述排污阀6和出液阀7皆为球阀。
所述Z型管道上半部9和Z型管道下半部10的尺寸结构相同，均设螺纹接口，其管径规格与出液管5相同，而且与肥液浓度传感器8连接时，须使肥液浓度传感器8的轴心线垂直于水平面。
实施例4：如图1-4所示，一种电容式肥液浓度在线检测装置，包括水肥混合箱1、进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5、排污阀6、出液阀7、Z型管道、肥液浓度传感器8；
所述水肥混合箱1为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱1上设有进水管2、进肥管3、排污管4和出液管5，进水管2与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管3与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管4与排污阀6相连，出液管5与出液阀7的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部9和Z型管道下半部10两部分，出液阀7的另一端与Z型管道上半部9的一端相连，Z型管道上半部9的另一端与肥液浓度传感器8的一端相连，肥液浓度传感器8的另一端与Z型管道下半部10的一端相连，Z型管道下半部10的另一端与微灌管网的主干管入口相连。
所述进水管2垂直设置于箱顶11上，其轴心延长线相交于箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17的交线上；进肥管3垂直设置在箱壁Ⅰ12上，其轴心线与进水管2处于同一个垂直面上；排污管4垂直设置于箱底Ⅰ16上，出液管5垂直设置在箱壁Ⅱ13的底端。
所述排污阀6和出液阀7皆为球阀。
所述Z型管道上半部9和Z型管道下半部10的尺寸结构相同，均设螺纹接口，其管径规格与出液管5相同，而且与肥液浓度传感器8连接时，须使肥液浓度传感器8的轴心线垂直于水平面。
实施例5：如图1-4所示，一种电容式肥液浓度在线检测装置，包括水肥混合箱1、进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5、排污阀6、出液阀7、Z型管道、肥液浓度传感器8；
所述水肥混合箱1为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱1上设有进水管2、进肥管3、排污管4和出液管5，进水管2与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管3与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管4与排污阀6相连，出液管5与出液阀7的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部9和Z型管道下半部10两部分，出液阀7的另一端与Z型管道上半部9的一端相连，Z型管道上半部9的另一端与肥液浓度传感器8的一端相连，肥液浓度传感器8的另一端与Z型管道下半部10的一端相连，Z型管道下半部10的另一端与微灌管网的主干管入口相连。
所述水肥混合箱1为由PVC材质一体化成型而制成的不规则七面体空腔结构，包括箱顶11、箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15、箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17；箱顶11呈长方形状，其所在平面与水平面平行，箱壁Ⅰ12、箱壁Ⅱ13、箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的上端分别垂直相交于箱顶11的四条边界，且相邻的两个箱壁垂直相交；箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17均呈长方形状，箱底Ⅰ16所在平面平行于箱顶11，箱底Ⅰ16的一长边与箱壁Ⅰ12的下端垂直相交，箱底Ⅰ16的另一长边与箱底Ⅱ17的一宽边相交，并使箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17两个平面之间成夹角，箱底Ⅱ17的另一宽边与箱壁Ⅱ13的下端相交，由箱底Ⅰ16和箱底Ⅱ17构成的两条折线式箱底边界分别与箱壁Ⅲ14、箱壁Ⅳ15的下端相交。
所述肥液浓度传感器8为同心圆柱型结构，包括内极柱81、外极柱82、保护外壳83和连接杆；内极柱81为陶瓷材质的实心圆柱体，直径为Z型管道内径的1/4，其外表面镀有一层银；外极柱82为套在内极柱81外环上的陶瓷材质圆柱环，圆环内径与Z型管道内径相同，圆柱环内壁表面镀有一层银；内极柱81与外极柱82的高度相同，二者通过连接杆固定使之形成同心圆柱型结构；
所述连接杆包括连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93、连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96，其外形尺寸相同，均为由聚四氟乙烯材质制成的圆杆结构，除连接杆Ⅲ93为空心圆杆外，其余均为实心圆杆；6根连接杆分别在内极柱81和外极柱82的顶端、底端采用伞骨式连接，其中连接杆Ⅰ91、连接杆Ⅱ92、连接杆Ⅲ93均匀分布于内极柱81与外极柱82顶端的同一水平面上且互成120°夹角，连接杆Ⅳ94、连接杆Ⅴ95、连接杆Ⅵ96均匀分布于内极柱81与外极柱82底端的同一水平面上且互成120°夹角；保护外壳83为紧密套在外极柱82外壁上的铜质圆柱环，其上设有一个经过绝缘处理的方形凹槽85以及与之配套的拉门86，并在该圆柱环内壁的轴向方向上设有一个连接凹槽85与连接杆Ⅲ93的线槽84，使内极柱81和外极柱82两个电极的引线通过线槽84引出至凹槽85中，保护外壳83的圆柱环顶端和底端分别设有与Z型管道接口相匹配的螺纹接口。
实施例6：如图1-4所示，一种电容式肥液浓度在线检测装置，包括水肥混合箱1、进水管2、进肥管3、排污管4、出液管5、排污阀6、出液阀7、Z型管道、肥液浓度传感器8；
所述水肥混合箱1为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱1上设有进水管2、进肥管3、排污管4和出液管5，进水管2与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管3与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管4与排污阀6相连，出液管5与出液阀7的一端相连；所述Z型管道包括Z型管道上半部9和Z型管道下半部10两部分，出液阀7的另一端与Z型管道上半部9的一端相连，Z型管道上半部9的另一端与肥液浓度传感器8的一端相连，肥液浓度传感器8的另一端与Z型管道下半部10的一端相连，Z型管道下半部10的另一端与微灌管网的主干管入口相连。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种电容式肥液浓度在线检测装置，其特征在于：包括水肥混合箱（1）、进水管（2）、进肥管（3）、排污管（4）、出液管（5）、排污阀（6）、出液阀（7）、Z型管道、肥液浓度传感器（8）；
所述水肥混合箱（1）为不规则七面体空腔结构，水肥混合箱（1）上设有进水管（2）、进肥管（3）、排污管（4）和出液管（5），进水管（2）与灌溉施肥系统的输水管出口相连，进肥管（3）与灌溉施肥系统的肥料母液输出管相连，排污管（4）与排污阀（6）相连，出液管（5）与出液阀（7）的一端相连；
所述Z型管道包括Z型管道上半部（9）和Z型管道下半部（10）两部分，出液阀（7）的另一端与Z型管道上半部（9）的一端相连，Z型管道上半部（9）的另一端与肥液浓度传感器（8）的一端相连，肥液浓度传感器（8）的另一端与Z型管道下半部（10）的一端相连，Z型管道下半部（10）的另一端与微灌管网的主干管入口相连；
所述进水管（2）垂直设置于箱顶（11）上，其轴心延长线相交于箱底Ⅰ（16）和箱底Ⅱ（17）的交线上；进肥管（3）垂直设置在箱壁Ⅰ（12）上，其轴心线与进水管（2）处于同一个垂直面上；排污管（4）垂直设置于箱底Ⅰ（16）上，出液管（5）垂直设置在箱壁Ⅱ（13）的底端；
所述水肥混合箱（1）为由PVC材质一体化成型而制成的不规则七面体空腔结构，包括箱顶（11）、箱壁Ⅰ（12）、箱壁Ⅱ（13）、箱壁Ⅲ（14）、箱壁Ⅳ（15）、箱底Ⅰ（16）和箱底Ⅱ（17）；箱顶（11）呈长方形状，其所在平面与水平面平行，箱壁Ⅰ（12）、箱壁Ⅱ（13）、箱壁Ⅲ（14）、箱壁Ⅳ（15）的上端分别垂直相交于箱顶（11）的四条边界，且相邻的两个箱壁垂直相交；箱底Ⅰ（16）和箱底Ⅱ（17）均呈长方形状，箱底Ⅰ（16）所在平面平行于箱顶（11），箱底Ⅰ（16）的一长边与箱壁Ⅰ（12）的下端垂直相交，箱底Ⅰ（16）的另一长边与箱底Ⅱ（17）的一宽边相交，并使箱底Ⅰ（16）和箱底Ⅱ（17）两个平面之间成夹角，箱底Ⅱ（17）的另一宽边与箱壁Ⅱ（13）的下端相交，由箱底Ⅰ（16）和箱底Ⅱ（17）构成的两条折线式箱底边界分别与箱壁Ⅲ（14）、箱壁Ⅳ（15）的下端相交；
所述肥液浓度传感器（8）为同心圆柱型结构，包括内极柱（81）、外极柱（82）、保护外壳（83）和连接杆；内极柱（81）为陶瓷材质的实心圆柱体，直径为Z型管道内径的1/4，其外表面镀有一层银；外极柱（82）为套在内极柱（81）外环上的陶瓷材质圆柱环，圆环内径与Z型管道内径相同，圆柱环内壁表面镀有一层银；内极柱（81）与外极柱（82）的高度相同，二者通过连接杆固定使之形成同心圆柱型结构；
所述连接杆包括连接杆Ⅰ（91）、连接杆Ⅱ（92）、连接杆Ⅲ（93）、连接杆Ⅳ（94）、连接杆Ⅴ（95）、连接杆Ⅵ（96），其外形尺寸相同，均为由聚四氟乙烯材质制成的圆杆结构，除连接杆Ⅲ（93）为空心圆杆外，其余均为实心圆杆；6根连接杆分别在内极柱（81）和外极柱（82）的顶端、底端采用伞骨式连接，其中连接杆Ⅰ（91）、连接杆Ⅱ（92）、连接杆Ⅲ（93）均匀分布于内极柱（81）与外极柱（82）顶端的同一水平面上且互成120°夹角，连接杆Ⅳ（94）、连接杆Ⅴ（95）、连接杆Ⅵ（96）均匀分布于内极柱（81）与外极柱（82）底端的同一水平面上且互成120°夹角；保护外壳（83）为紧密套在外极柱（82）外壁上的铜质圆柱环，其上设有一个经过绝缘处理的方形凹槽（85）以及与之配套的拉门（86），并在该圆柱环内壁的轴向方向上设有一个连接凹槽（85）与连接杆Ⅲ（93）的线槽（84），使内极柱（81）和外极柱（82）两个电极的引线通过线槽（84）引出至凹槽（85）中，保护外壳（83）的圆柱环顶端和底端分别设有与Z型管道接口相匹配的螺纹接口。
2.根据权利要求1所述的电容式肥液浓度在线检测装置，其特征在于：所述进水管（2）、进肥管（3）、排污管（4）、出液管（5）均设有螺纹接口；进水管（2）与出液管（5）管径相同，进肥管（3）与排污管（4）管径相同且是进水管（2）的1/2。
3.根据权利要求1所述的电容式肥液浓度在线检测装置，其特征在于：所述排污阀（6）和出液阀（7）皆为球阀。
4.根据权利要求1所述的电容式肥液浓度在线检测装置，其特征在于：所述Z型管道上半部（9）和Z型管道下半部（10）的尺寸结构相同，均设螺纹接口，其管径规格与出液管（5）相同，而且与肥液浓度传感器（8）连接时，须使肥液浓度传感器（8）的轴心线垂直于水平面。
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