CN106370710A - 一种营养液离子浓度测量仪、温室营养液控制系统及温室 - Google Patents

一种营养液离子浓度测量仪、温室营养液控制系统及温室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种营养液离子浓度测量仪，包括测量仪本体和分别用于检测营养液中多种选定离子浓度的多个离子选择性电极，多个所述离子选择性电极均集成于所述测量仪本体上。应用本发明公开的营养液离子浓度测量仪，将测量多种选定离子浓度的多个离子选择性电极集成于测量仪本体上，可通过测量仪本体一次性对多种离子进行实时检测，且能够准确测出营养液中各有用成分营养元素的含量，其操作简单、便捷。本发明还公开了一种包括上述营养液离子浓度测量仪的温室营养液控制系统及温室，具有上述技术效果。

Description

一种营养液离子浓度测量仪、温室营养液控制系统及温室
技术领域
本发明涉及植物营养液检测设备领域，更具体地说，涉及一种营养液离子浓度测量仪，还涉及一种温室营养液控制系统及温室。
背景技术
营养液是将含有植物生长发育所必须的各种营养元素的化合物和少量为使某些营养元素的有效性更加长久的辅助材料，按一定数量和比例溶解于水中所配置而成的溶液。
在植物的种植过程中，需要对营养液的浓度进行检测，以满足不同生长阶段的植物需求，目前一般通过EC(电导率)值测量仪测量溶液中的EC值，可反映可溶性盐的浓度。主要原理是配制营养液的某些盐类化合物溶解于水后电离为带正负电荷的离子，而使溶液有导电作用，导电能力大小用电导率表示，即EC值。营养液的导电性随着营养液度的变化而变化，在一定的浓度范围之内，营养液的值随着浓度的提高而增加，当营养液浓度较低时，其电导率也降低。
在现实生产中，营养液浓度高低都用电导率反映，而多余的非营养液成分的盐类也必然反映到电导率上，会出现电导率高，营养成分低的状况。电导率反映的是整个溶液的盐类浓度，并不能详细检测出各营养成分的含量。单一的测量某种元素的含量，操作复杂、麻烦、成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种营养液离子浓度测量仪，以解决无法详细对营养液中营养成分进行测量的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述营养液离子浓度测量仪的温室营养液控制系统，本发明第三个目的是提供一种包括上述温室营养液控制系统的温室。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种营养液离子浓度测量仪，包括测量仪本体和分别用于检测营养液中多种选定离子浓度的多个离子选择性电极，多个所述离子选择性电极均集成于所述测量仪本体上。
优选地，在上述营养液离子浓度测量仪中，所述离子选择性电极的个数为3-13个。
优选地，在上述营养液离子浓度测量仪中，所述离子选择性电极包括氮离子选择性电极、磷离子选择性电极和钾离子选择性电极。
优选地，在上述营养液离子浓度测量仪中，所述离子选择性电极包括含有内充溶液的电极管和设置于所述电极管上方的罩帽，所述罩帽上设置有用于电位比较的内参比电极，所述电极管远离所述罩帽的一端设置有用于对离子进行选择性响应的敏感膜。
本发明提供的营养液离子浓度测量仪，包括测量仪本体和分别用于检测营养液中多种选定离子浓度的多个离子选择性电极，多个离子选择性电极均集成于测量仪本体上，通过将测量多种选定离子浓度的多个离子选择性电极集成于测量仪本体上，可通过测量仪本体一次性对多种离子进行实时检测，且能够准确测出营养液中各有用成分营养元素的含量，其操作简单、便捷。
为了达到上述第二个目的，本发明提供如下技术方案：
一种温室营养液控制系统，包括上述任一实施例所述的营养液离子浓度测量仪，所述营养液离子浓度测量仪与主体部信号连接。
优选地，在上述温室营养液控制系统中，所述营养液离子浓度测量仪与回水装置连接用以检测回水中各项离子的浓度。
优选地，在上述温室营养液控制系统，还包括控制器、灌溉机和用于对所述营养液离子浓度测量仪检测的离子浓度信号进行处理的信号处理装置，所述信号处理装置与所述控制器信号连接以根据所述离子浓度信号向所述控制器发送操作指令，所述控制器与所述灌溉机信号连接以根据所述操作指令及预设配比程序控制所述灌溉机进行营养液配比。
优选地，在上述温室营养液控制系统中，所述灌溉机包括用于进行营养液配比的营养液配置器，所述营养液配置器与用于放置植物的种植槽连接以向所述植物提供营养液。
优选地，在上述温室营养液控制系统中，所述回水装置具体包括储液罐和与所述种植槽连接的回水罐，所述储液罐分别与所述回水罐、所述营养液配置器和所述营养液离子浓度测量仪连接。
优选地，在上述温室营养液控制系统中，所述回水装置还包括消毒机，所述消毒机分别与所述回水罐和所述储液罐连接以对回水溶液进行消毒及存储。
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种温室营养液控制系统，该种植箱包括上述任一种营养液离子浓度测量仪，该营养液离子浓度测量仪与主体部信号连接。由于上述的营养液离子浓度测量仪具有上述技术效果，具有该营养液离子浓度测量仪的温室营养液控制系统也应具有相应的技术效果。
为了达到上述第三个目的，本发明还提供了一种温室，该温室包括上述任一种温室营养液控制系统，由于上述的温室营养液控制系统具有上述技术效果，具有该温室营养液控制系统的温室也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的营养液离子浓度测量仪的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的离子选择性电极的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的温室营养液控制系统的结构示意图。
附图中标记如下：
离子选择性电极1、测量仪本体2；
导线11、罩帽12、电极管13、内参比电极14、内充溶液15、敏感膜16；
种植槽31、回水罐32、消毒机33、营养液配置器34、营养成分罐35、储液罐36、控制器37、信号处理装置38、营养液离子浓度测量仪39。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种提供营养液离子浓度测量仪，以解决无法详细对营养液中营养成分进行测量的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的营养液离子浓度测量仪的结构示意图；图2为本发明实施例提供的离子选择性电极的结构示意图；图3为本发明实施例提供的温室营养液控制系统的结构示意图。
在一种具体的实施方式中，营养液离子浓度测量仪包括测量仪本体2和分别用于检测营养液中多种选定离子浓度的多个离子选择性电极1，离子选择性电极1能够检测选定离子浓度，营养液中含有多种不同离子，通过设置与之相对应的多个离子选择性电极1对营养液中的离子浓度进行测量，即一个离子选择性电极1仅对一种离子的浓度进行检测。多个离子选择性电极1均集成于测量仪本体2上，通过集成多个离子选择性电极1，可通过连接控制装置形成能够测量多项离子浓度的测量仪，在测量时，能够一次对多种离子的浓度进行检测，且能够准确检测各营养元素的含量，解决电导率值不能完全表示植物所需营养元素的浓度问题，该装置能够对离子浓度进行实时监测，操作简单便捷。
需要说明的是，此处及下文的多个及多种包括两个及两个以上，且测量仪本体2和离子选择性电极1的连接关系可参考现有技术，在此不再赘述。
具体的，所述离子选择性电极1的个数为3-13个，也就是说，对应的能够检测的离子的种类为3-13种，一般的，植物生长所需的元素分为大量元素(氮、磷、钾)、中量元素(钙、镁、硫)和微量元素(铁、锌、锰、铜、硼、钼、氯)等，可通过设置相应的离子选择性电极1进行测量，能够准确测出营养液中各种成分营养元素的含量，为灌溉施肥装置提供精准的数据配制营养液，以保证植物的正常生长，此处仅为较为优选的实施方案，在其他实施例中，也可以根据实际的生产需要设置其他个数及类型的离子选择性电极1，只要能够达到相同的技术效果即可，对具体的离子选择性电极1的个数及类型不作限定。
进一步地，离子选择性电极1包括氮离子选择性电极1、磷离子选择性电极1和钾离子选择性电极1。如上文所述，此处仅对植物生长所需的大量元素的离子浓度进行检测，以保证植物的正常生产需要，当然，在其他实施例中，也可以对中量元素和/或微量元素进行检测，均在本发明的保护范围内。
更进一步地，离子选择性电极1包括含有内充溶液15的电极管13和设置于电极管13上方的罩帽12，罩帽12上设置有用于电位比较的内参比电极14，电极管13远离罩帽12的一端设置有用于对离子进行选择性响应的敏感膜16。电极管13和罩帽12间一般为可拆卸的固定连接，罩帽12上设置有内参比电极14，电极管13中含有预设的内充溶液15，通过敏感膜16对营养液中相应的某种离子进行选择性响应，进而产生一定的电动势，通过将该电动势与内参比电压(假设为零电位)进行做差比较，得到相应的电压，可根据能斯特方程利用该电压值进而得到选定离子的浓度值。可通过不同电极膜的离子选择性电极1的集成，来同时测量营养液中不同营养元素离子的浓度，多个离子选择性电极1可独立测量，互不影响。
一般的，离子选择性电极1的罩帽12上设置有导线11，可通过导线11与测量仪本体2电性连接，其具体的连接及设置方式可参考现有技术。
基于上述实施例中提供的营养液离子浓度测量仪39，本发明还提供了一种温室营养液控制系统，该温室营养液控制系统包括上述实施例中任意一种营养液离子浓度测量仪39。由于该温室营养液控制系统采用了上述实施例中的营养液离子浓度测量仪39，所以该温室营养液控制系统的有益效果请参考上述实施例。
可以理解的是，该营养液离子浓度测量仪39与温室营养液控制系统的主体部信号连接，主体部可以为显示装置或者控制装置，显示装置具体可以为显示器，通过显示器可对营养液各离子浓度进行显示，以便于研究观测。在其他实施例中，主体部也可以为控制装置，以对营养液离子浓度测量仪39的信号进行处理以便进行后续控制操作，可通过营养液离子浓度测量仪39的离子浓度信号对系统进行控制，具体的，可根据实际情况自行进行设置。
具体的，营养液离子浓度测量仪39与回水装置连接用以检测回水中各项离子的浓度。
为了对使用后的营养液中的有用营养元素离子的浓度进行检测，将营养液离子浓度测量仪39与回水装置连接，以实时检测回水中各项离子的浓度，能使后续配制的营养液更加精准，更好的促进作物的生长发育。
进一步地，还包括控制器37、灌溉机和用于对营养液离子浓度测量仪39检测的离子浓度信号进行处理的信号处理装置38，信号处理装置38与控制器37信号连接以根据离子浓度信号向控制器37发送操作指令，控制器37与灌溉机信号连接以根据操作指令及预设配比程序控制灌溉机进行营养液配比。
具体的，控制器可以为移动终端上的App或者工业PC等设备，只要能够达到相同的技术效果即可，对具体的实现形式不作限定。
信号处理装置38与营养液离子浓度测量仪39信号连接，营养液离子浓度测量仪39对使用后的营养液中营养元素的离子浓度进行检测，并将离子浓度信号发送至信号处理装置38进行处理，一般的，信号处理装置38可以为计算机、移动终端等设备，对具体的形式不作限定，信号处理装置38向控制器37发送操作指令，控制器37根据预先设定的灌溉施肥程序，准确制定出各营养液组成成分的配比方案，并控制灌溉机进行营养液配比，控制器37分别与信号处理装置38和灌溉机信号连接，以完成相应的信号输出。
更进一步地，灌溉机包括用于进行营养液配比的营养液配置器34，营养液配置器34与用于放置植物的种植槽31连接以向植物提供营养液。灌溉机可包括含有各营养液组成成分的营养成分罐35，灌溉机根据控制器37发送的操作指令对各营养成分进行获取并在营养液配置器34中完成营养液的配比，并将配制好的营养液输送至种植槽31以保证植物的正常生长。
具体的，回水装置包括储液罐36和与种植槽31连接的回水罐32，储液罐36分别与回水罐32、营养液配置器34和营养液离子浓度测量仪39连接。
回水罐32对植物使用后的种植槽31中的营养液进行收集，并可以进行初次沉淀，沉淀后的营养液进入储液罐36，营养液离子浓度测量仪39对储液罐36中的营养液进行检测，同时营养液进入营养液配置器34，营养液配置器34根据操作命令进行营养液的配比并向种植槽31进行输送。
进一步地，回水装置还包括消毒机33，消毒机33分别与回水罐32和储液罐36连接以对回水溶液进行消毒及存储。
为了对回水罐32中的营养液进行消毒，以防止在二次使用时细菌影响植物的正常生长，将消毒机33与回水罐32进行连接，消毒后的营养液流入至储液罐36进行存储，消毒机33和回水罐32、储液罐36间可通过软管连接，对具体的连接方式不作限定。当然，在其他实施例中，也可以不设置消毒机33或者通过其他装置对营养液进行处理，均在本发明的保护范围内。
该装置通过营养液离子浓度测量仪39对植物的回水营养液中离子浓度进行检测，并将离子浓度信号发送至信号处理装置38进行处理，信号处理装置38根据离子浓度信号发送相应操作指令给控制器37，控制器37根据预先设定的程序制定个营养液组成成分的配比方案，并控制灌溉机进行营养液配制。通过设置营养液离子浓度测量仪39对回水中各项离子的浓度进行实时检测，使得配制的营养液成分更加准确，更好的促进作物的生长发育。
基于上述实施例，本发明还提供了一种温室，该温室包括上述实施例任一种温室营养液控制系统，由于该温室营养液控制系统具有上述的有益效果，采用了该温室营养液控制系统的温室的有益效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种营养液离子浓度测量仪，其特征在于，包括测量仪本体和分别用于检测营养液中多种选定离子浓度的多个离子选择性电极，多个所述离子选择性电极均集成于所述测量仪本体上。
2.根据权利要求1所述的营养液离子浓度测量仪，其特征在于，所述离子选择性电极的个数为3-13个。
3.根据权利要求2所述的营养液离子浓度测量仪，其特征在于，所述离子选择性电极包括氮离子选择性电极、磷离子选择性电极和钾离子选择性电极。
4.根据权利要求3所述的营养液离子浓度测量仪，其特征在于，所述离子选择性电极包括含有内充溶液的电极管和设置于所述电极管上方的罩帽，所述罩帽上设置有用于电位比较的内参比电极，所述电极管远离所述罩帽的一端设置有用于对离子进行选择性响应的敏感膜。
5.一种温室营养液控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的营养液离子浓度测量仪，所述营养液离子浓度测量仪与主体部信号连接。
6.根据权利要求5所述的温室营养液控制系统，其特征在于，所述营养液离子浓度测量仪与回水装置连接用以检测回水中各项离子的浓度。
7.根据权利要求6所述的温室营养液控制系统，其特征在于，还包括控制器、灌溉机和用于对所述营养液离子浓度测量仪检测的离子浓度信号进行处理的信号处理装置，所述信号处理装置与所述控制器信号连接以根据所述离子浓度信号向所述控制器发送操作指令，所述控制器与所述灌溉机信号连接以根据所述操作指令及预设配比程序控制所述灌溉机进行营养液配比。
8.根据权利要求7所述的温室营养液控制系统，其特征在于，所述灌溉机包括用于进行营养液配比的营养液配置器，所述营养液配置器与用于放置植物的种植槽连接以向所述植物提供营养液。
9.根据权利要求8所述的温室营养液控制系统，其特征在于，所述回水装置具体包括储液罐和与所述种植槽连接的回水罐，所述储液罐分别与所述回水罐、所述营养液配置器和所述营养液离子浓度测量仪连接。
10.根据权利要求9所述的温室营养液控制系统，其特征在于，所述回水装置还包括消毒机，所述消毒机分别与所述回水罐和所述储液罐连接以对回水溶液进行消毒及存储。
11.一种温室，其特征在于，包括如权利要求5-10任一项所述的温室营养液控制系统。
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