CN106576561A - 一种自动化农业节水灌溉系统 - Google Patents

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梁双波
李谦
贾秀领
籍俊杰
杨玉锐
郭怀围
李文治
张经廷
陈丽
吴枫
刘凯
张峰
吕丽华
董志强
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Julu Fengnong Agricultural Technology Co ltd
Xingtai Institute Of Agriculture Science
Institute of Grain and Oil Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences
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Julu Fengnong Agricultural Technology Co ltd
Xingtai Institute Of Agriculture Science
Institute of Grain and Oil Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C23/00Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
    • A01C23/04Distributing under pressure; Distributing mud; Adaptation of watering systems for fertilising-liquids
    • A01C23/042Adding fertiliser to watering systems

Abstract

本发明公开了一种自动化农业节水灌溉系统,包括控制单元、连通管路、蓄水池、若干个灌溉单元、肥料池、检测单元和供电单元,连通管路包括多个并联的分支管路,每个分支管路包括气动压力管、供水管、一个电磁阀和一个气动阀;供水管的始端通过供水泵连接蓄水池,供水管的末端连接灌溉单元,供水管上设有气动阀;气动阀还连接气动压力管的末端,气动压力管的始端连接空气压缩机,气动压力管上还设有电磁阀;肥料池通过施肥泵连接气动阀前的供水管。本发明采用气动阀作为气路控制元件,电磁阀安装在气动压力管上,没有水通过,不会受水中泥沙、气泡等因素的影响,使用寿命长,故障率低,不会出现漏电的现象,更安全,节约用水。

Description

一种自动化农业节水灌溉系统
技术领域
[0001] 本发明涉及农业灌溉领域,尤其涉及一种自动化农业节水灌溉系统。
背景技术
[0002] 灌溉是为了补充作物所需水分的一种技术措施。为了保证作物正常生长,获取高产稳产,必须供给作物以充足的水分。在自然条件下,往往因降水量不足或分布的不均匀,不能满足作物对水分要求。因此,必须人为地进行灌溉,以补天然降雨之不足。
[0003] 现有灌溉系统中多通过电磁阀控制农田灌溉,系统使用寿命及稳定性差,常规电磁阀容易受水中泥沙、气泡等因素影响,且受到农田恶略环境影响,使用寿命较短,故障率较高,田间设置有电线,容易出现漏电等事故。并且,灌溉时一般都是对整片田地大面积同时灌溉,但是会存在某块区域不需要灌溉或者灌溉区域地势高低不同,造成不同区域土壤含水量不同的情况,造成水资源的浪费。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种提高灌溉系统的使用寿命及稳定性能,不受环境影响,安全性能好且根据土壤情况灌溉的节水的一种自动化农业节水灌溉系统。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
[0006] —种自动化农业节水灌溉系统,包括控制单元、连通管路、蓄水池、若干个灌溉单元、肥料池、检测单元和供电单元,其特征在于:所述连通管路包括多个并联的分支管路,每个分支管路包括气动压力管、供水管、一个电磁阀和一个气动阀;所述供水管的始端通过供水栗连接蓄水池,供水管的末端连接灌溉单元,供水管上设有气动阀;所述气动阀还连接气动压力管的末端,气动压力管的始端连接空气压缩机,气动压力管上还设有电磁阀;所述肥料池通过施肥栗连接气动阀前的供水管;所述检测单元包括埋设于每个灌溉单元所在的灌溉田地的土壤水分传感器;所述控制单元连接空气压缩机、电磁阀、供水栗、施肥栗和土壤水分传感器;所述供电单元包括电连接的太阳能板和蓄电池,蓄电池对控制单元和检测单元供电。
[0007] 进一步的技术方案在于:所述连通管路、气动阀和灌溉单元均埋设于灌溉田地土壤表面以下80〜100cm。
[0008] 进一步的技术方案在于:所述灌溉单元包括多根并联于供水管末端的灌溉导水管,灌溉导水管上向下设有导水支管,所述导水支管上部为连接灌溉导水管的软管,下部为直角形的三根分别埋设于灌溉田地内不同深度的渗水管,渗水管上设有多个毛管,毛管末端设有灌溉渗头,灌溉渗头内设有活性炭。
[0009] 进一步的技术方案在于:所述蓄水池的出水口处的供水管上设有粗滤接头,粗滤接头与供水栗之间设有灭菌消毒器。
[0010] 进一步的技术方案在于:所述检测单元还包括设于供水管上的电磁流量计,电磁流量计连接控制单元。
[0011] 进一步的技术方案在于:所述土壤水分传感器在每个灌溉单元所在的灌溉田地内有三个,均布于该块灌溉田地的一条对角线上,相邻的两块灌溉田地内的土壤水分传感器平行设置。
[0012] 进一步的技术方案在于:所述太阳能板倾斜设置,太阳能板的下端设有集水槽,集水槽两端倾斜设置,集水槽下端设有联通蓄水池的导管,导管下端螺纹连接过滤装置。
[0013] 进一步的技术方案在于:所述检测单元还包括设于蓄水池内上部的检测蓄水池内蓄水量的水位传感器,水位传感器连接控制单元。
[0014] 进一步的技术方案在于:所述气动压力管外表面缠绕有加强条。
[0015] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
[0016] 本发明采用气动阀作为气路控制元件,通过气动阀与电磁阀的配合,实现对灌溉系统的智能控制,根据农田情况,先开启某个或多个电磁阀,然后再通过压缩空气开启相应通道的气动阀,实现供水管路的开启,电磁阀安装在气动压力管上,没有水通过,不会受水中泥沙、气泡等因素的影响,使用寿命长,故障率低,不会出现漏电的现象,更安全;根据每块土壤的情况进行选择性的灌溉,并适时检测灌溉情况,节约用水。
附图说明
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0018]图1是本发明的结构示意图;
[0019]图2是本发明灌溉单元的局部结构示意图;
[0020]图3是本发明灌溉单元的导水支管的局部结构示意图;
[0021]图4是本发明供电单元与蓄水池连接的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面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的一部分实施例,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。
[0023] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0024] 如图1所示,一种自动化农业节水灌溉系统,包括控制单元10、连通管路、蓄水池50、若干个灌溉单元70、肥料池90、检测单元和供电单元,所述连通管路包括多个并联的分支管路,每个分支管路包括气动压力管101、供水管102、一个电磁阀30和一个气动阀60;所述供水管102的始端通过供水栗40连接蓄水池50,供水管102的末端连接灌溉单元70,供水管1 2上设有气动阀60;所述气动阀60还连接气动压力管1I的末端,气动压力管1I的始端连接空气压缩机20,气动压力管101上还设有电磁阀30;所述肥料池90通过施肥栗91连接气动阀60前、供水栗40后的供水管102;所述检测单元包括埋设于每个灌溉单元70所在的灌溉田地100的土壤水分传感器2;所述控制单元10连接空气压缩机20、电磁阀30、供水栗40、施肥栗91和土壤水分传感器2;所述供电单元包括电连接的太阳能板80和蓄电池81,蓄电池81对控制单元10和检测单元70供电。
[0025] 其中,蓄水池50的水源主要来自于地下水,还有一部分来自于太阳能板80对雨雪水的收集。如图4所示,太阳能板80倾斜设置,太阳能板80的下端设有集水槽81,集水槽81两端倾斜设置,集水槽81下端设有联通蓄水池50的导管82,导管82下端螺纹连接过滤装置83。太阳能板80即起到了供电的作用,又利用其形状,起到收集雨水的作用。
[0026]蓄水池50的出水口处的供水管102上设有粗滤接头,粗滤接头与供水栗40之间设有灭菌消毒器51。对蓄水池50内的水进行过滤,避免堵塞管路。检测单元还包括设于供水管102上的电磁流量计I,电磁流量计I连接控制单元1 ο电磁流量计I与土壤水分传感器2配合,双重检测灌溉量,及时调整,有利于水的节约。
[0027] 土壤水分传感器2在每个灌溉单元70所在的灌溉田地100内有三个,均布于该块灌溉田地100的一条对角线上,相邻的两块灌溉田地100内的土壤水分传感器2平行设置,均与布置,对土壤情况进行充分分析。
[0028] 本发明在工作时,控制单元10根据土壤水分传感器2反馈给其的每块灌溉田地100的土壤湿度情况,开启相应分支管路上的电磁阀30、空气压缩机20、供水栗40和施肥栗91,电磁阀30开启后,压缩空气通过该分支管路上的气动压力管101后开启气动阀60;然后该分支管路上的供水管102形成通路,蓄水池50内的水通过供水管102输送到灌溉单元70进行灌溉,在输水的同时,施肥栗91带动肥料池90内的液态肥进入供水管102,伴随水一起输送到灌溉田地100内,保证农作物水分和养分的高效供给。土壤水分传感器2对每块田地的土壤情况进行检测,根据每块土壤的情况进行选择性的灌溉,并实时检测灌溉情况,节约用水。
[0029] 本发明采用气动阀60作为气路控制元件,通过气动阀60与电磁阀30的配合,实现对灌溉系统的智能控制,根据农田情况,先开启某个或多个电磁阀30,然后再通过压缩空气开启相应通道的气动阀60,实现供水管路的开启,电磁阀30安装在气动压力管1I上,没有水通过,不会受水中泥沙、气泡等因素的影响,使用寿命长,故障率低,不会出现漏电的现象,更安全。
[0030] 灌溉单元70可以为滴灌形式、渗灌形式或喷灌形式等。采用滴灌或喷灌形式时,灌溉单元70包括主管路和设于主管路上的分支管路以及灌溉终端(滴灌带、喷杆和喷头等),连通管路、气动阀60和灌溉单元70的主管路和分支管路均埋设于灌溉田地100 土壤表面以下80〜10cm,灌溉终端设于地面以上,对农作物进行灌溉。如图2和3所示,采用渗灌时,连通管路、气动阀60和灌溉单元70均埋设于灌溉田地100 土壤表面以下80〜100cm,防止冬季冻坏供水管路,又不会影响农机田间作业。灌溉单元70包括多根并联于供水管102末端的灌溉导水管71,灌溉导水管71上向下设有导水支管,所述导水支管上部为连接灌溉导水管71的软管73,下部为直角形的三根分别埋设于灌溉田地100内不同深度的渗水管72,渗水管72上设有多个毛管74,毛管74末端设有灌溉渗头75,灌溉渗头75内设有活性炭。由于植物根系具有向水性,将灌溉单元70埋设于土壤内,水直接的对植物根系进行浇灌,湿润土壤,有利于根部向下生长,避免水土流失。而且灌溉渗头75内部的活性炭既能对水进行过滤,又可防止管道被堵塞,延长了使用寿命,毛管74又能随意延长,补偿性好。
[0031] 检测单元还包括设于蓄水池50内上部的检测蓄水池50内蓄水量的水位传感器52,水位传感器52连接控制单元10,及时监控蓄水池50内的水量,避免水位较低时,供水栗40空运行,损坏设备。
[0032]气动压力管101外表面缠绕有加强条,增加气动压力管101的强度,延长使用寿命。
[0033]以上仅是本发明的较佳实施例,任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动化农业节水灌溉系统,包括控制单元(10)、连通管路、蓄水池(50)、若干个灌溉单元(70)、肥料池(90)、检测单元和供电单元,其特征在于:所述连通管路包括多个并联的分支管路,每个分支管路包括气动压力管(101)、供水管(102)、一个电磁阀(30)和一个气动阀(60);所述供水管(102)的始端通过供水栗(40)连接蓄水池(50),供水管(102)的末端连接灌溉单元(70),供水管(102)上设有气动阀(60);所述气动阀(60)还连接气动压力管(101)的末端,气动压力管(101)的始端连接空气压缩机(20),气动压力管(101)上还设有电磁阀(30);所述肥料池(90)通过施肥栗(91)连接气动阀(60)前的供水管(102);所述检测单元包括埋设于每个灌溉单元(70)所在的灌溉田地(100)的土壤水分传感器(2);所述控制单元(10)连接空气压缩机(20)、电磁阀(30)、供水栗(40)、施肥栗(91)和土壤水分传感器(2);所述供电单元包括电连接的太阳能板(80)和蓄电池(81),蓄电池(81)对控制单元(10)和检测单元(70)供电。
2.根据权利要求1所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述连通管路、气动阀(60)和灌溉单元(70)均埋设于灌溉田地(100) 土壤表面以下80〜100cm。
3.根据权利要求2所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述灌溉单元(70)包括多根并联于供水管(102)末端的灌溉导水管(71),灌溉导水管(71)上向下设有导水支管,所述导水支管上部为连接灌溉导水管(71)的软管(73),下部为直角形的三根分别埋设于灌溉田地(100)内不同深度的渗水管(72),渗水管(72)上设有多个毛管(74),毛管(74)末端设有灌溉渗头(75),灌溉渗头(75)内设有活性炭。
4.根据权利要求1所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述蓄水池(50)的出水口处的供水管(102)上设有粗滤接头,粗滤接头与供水栗(40)之间设有灭菌消毒器(51) ο
5.根据权利要求1所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述检测单元还包括设于供水管(102)上的电磁流量计(I),电磁流量计(I)连接控制单元(10)。
6.根据权利要求1所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述土壤水分传感器(2)在每个灌溉单元(70)所在的灌溉田地(100)内有三个,均布于该块灌溉田地(100)的一条对角线上,相邻的两块灌溉田地(100)内的土壤水分传感器(2)平行设置。
7.根据权利要求1所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述太阳能板(80)倾斜设置,太阳能板(80)的下端设有集水槽(81),集水槽(81)两端倾斜设置,集水槽(81)下端设有联通蓄水池(50)的导管(82),导管(82)下端螺纹连接过滤装置(83)。
8.根据权利要求1所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述检测单元还包括设于蓄水池(50)内上部的检测蓄水池(50)内蓄水量的水位传感器(52),水位传感器(52)连接控制单元(10) ο
9.根据权利要求1所述的一种自动化农业节水灌溉系统,其特征在于:所述气动压力管(101)外表面缠绕有加强条。
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