CN108697056A - 自主灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于灌溉待灌溉环境的自主灌溉设备(30、114、214)，该自主灌溉设备包括：‑对照池(34、116)；‑能够根据所述对照池(34、116)充装水平从关闭位置转换到打开位置及反之的阀门(32、118)；和‑由多孔陶瓷制成的壁(36、120、220)，其能够与所述待灌溉环境接触，并分隔所述对照池(34、116)和所述待灌溉环境，所述陶瓷的结构被设置为在所述待灌溉环境与所述对照池(34、116)之间排泄灌溉液体。本发明还涉及一种自主灌溉控制设备。

Description

自主灌溉系统

技术领域

本发明涉及对环境的灌溉，例如对专用于农业或园艺的土地的灌溉；更具体一般性地，需要灌溉的任何土地的灌溉。

背景技术

通常，为了节省旨在灌溉环境的水，将环境分成至少两个分别的区域。然后，顺序地灌溉每个区域。为此，在水供给口与区域的每个灌溉装置之间安装阀门，灌溉装置可以是例如洒水器。由此，需要根据尤其是湿度条件来一方面确定何时需要灌溉区域中的一个，另一方面确定灌溉程序的时长。

一般使用连接到电阀门的电程控器，每个待灌溉区域一个。基于已知的区域平均湿度数据，操作员调节程控器以在预定时刻且在预定时长内灌溉每个区域。

由此，对区域的灌溉在预定时刻在预定时长内发生。这就是为什么，例如在异常多雨事件的情况下，可能区域在不需要的时候被灌溉。相反地，例如在异常干燥的情况下，可能区域在需要的时候没有被灌溉或至少没有被足够地灌溉。在这样的情况下，操作员必须改变程控器的调节来自己发起灌溉。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种允许仅当环境要求时才发起灌溉程序的自主灌溉控制设备。

为此，根据本发明设置一种用于灌溉待灌溉环境的自主灌溉设备，其特征在于，该自主灌溉设备包括：

-对照池；

-能够根据对照池充装水平从关闭位置转换到打开位置及反之的阀门；和

-由多孔陶瓷制成的壁，其能够与待灌溉环境接触，并分隔对照池和待灌溉环境，该陶瓷的结构被设置为在待灌溉环境与对照池之间排泄灌溉液体。

由多孔陶瓷制成的壁确保待灌溉环境的灌溉液体含量与对照池中的液体量之间的关联。

根据本发明的设备因此能够仅当环境要求时才发起灌溉程序。对照池的湿度状态因此忠实地反映待灌溉环境的湿度状态。该特征因此允许当待灌溉环境要求时发起灌溉程序并还允许当待灌溉环境足够润湿时停止灌溉程序。

本发明的设备还可以另外包括以下特征，单独或相互组合地采用：

-该设备包括用于将灌溉液体排走到对照池之外的装置。用于将灌溉液体排走到对照池之外的装置允许独立于待灌溉环境的水状态地调整两个灌溉程序的发起之间经过的时长。由此，能够调整灌溉程序的时长和两个灌溉程序之间经过的时间间隔。尤其是能够缩短两个灌溉程序之间经过的时间，这在例如对照池包括排水性特别好的基质(例如：椰子纤维、岩棉或砂)时是期望的。

-用于将灌溉液体排走到对照池之外的装置能够在对照池中的灌溉液体体积超过预定充装阈值时排走对照池的灌溉液体。

-所述设备包括允许调节对照池的灌溉液体预定充装阈值的装置。因此由操作员来简单地调整两个灌溉程序之间经过的时间间隔。

-用于排走对照池的灌溉液体的装置包括管。

-用于将灌溉液体排走到对照池之外的装置包括虹吸管。

-所述虹吸管包括能够通过毛细作用排泄灌溉液体的材料。这些装置能够容易地将灌溉液体排走到对照池之外。

-所述虹吸管的两个端部之间的高度差是可调节的。因此能够调节灌溉液体流出池的流率。

-通过夹紧或勒紧装置(例如由调节螺钉控制)，从虹吸管出来的灌溉液体流率是可调节的。

-所述由多孔陶瓷制成的壁形成能够容纳待灌溉环境的容器。这是用于收集灌溉液体且保证待灌溉环境的灌溉液体含量与对照池中的灌溉液体量紧密关联的简单布置。

-所述容器和阀门并排布置，并优选地具有相同的高度且沿着水平方向排齐。则所述设备体积非常小。该设备的沿着竖直方向的尺寸相对小，优选地小于10cm，以至于该设备能够埋入土中，由此是不可见的。

-所述阀门是包括铁磁针和固定到浮子的磁体的磁控阀门。磁控允许省去所有电气装置。实际上，在现有技术的设备中，电程控器通过电缆连接到电阀门。然而，电缆及一般性的电能，不能良好地适应水的存在。

-所述阀门包括用于容置铁磁针的盒体，且对照池包括能够在用作浮子滑动的引导件的同时接收盒体的套筒。

-对照池包括支撑所述容器并形成容置盒体的所述套筒的壁。因此进一步减小所述自主灌溉设备的体积。

-所述套筒包括排气开孔。由此，确保良好地排走存在于对照池中的空气，不会妨碍浮子的移动。该特征尽管是结合多孔壁来说明的，但也可以作为单独保护的主题，这是因为该特征可独立于构成分隔待灌溉环境和对照池的壁的材料地实施。

-对照池成型为排走雨水。因此改善所述设备的可靠性。而且，提高该设备的自主性，这是因为操作员无需自己排走雨水。该特征尽管是结合多孔壁来说明的，但也可以是单独的保护的对象，这是因为该特征可独立于构成分隔待灌溉环境和对照池的壁的材料地实施。

-所述设备包括布置在所述阀门的出口与所述容器之间的灌溉管道，并且优选地，该灌溉管道包括输出流率可调节的滴头。滴头允许操作员(如果期望的话)限定最短灌溉时间。如果滴头关闭，灌溉液体从不被发送到容器，对水的需求被视为是连续的。因此灌溉也会是连续的。相反地，如果滴头被调节到其最大流率，所述容器会快速地充装，会快速达到灌溉终止条件。在这两个极端构型之间，滴头允许设置待灌溉环境的水条件与试样的水条件变化之间更大或更小的反应时(latence)。换句话说，对滴头流率的调节允许确定每次灌溉周期的时长。此外，在外部灌溉的情况下，当滴头关闭时，只有对灌溉需求测量构件的外部供水(例如多雨时期)才能够发起灌溉终止。滴头的存在尽管是结合前述发明来说明的，但也可作为单独保护的主题，这是因为滴头的存在可独立于构成分隔对照池和待灌溉环境的壁的材料地实施。

此外，本发明为其中必须控制灌溉控制阀门处于高流率的大尺寸设施提供了灌溉解决方案。

为此，本发明的主题还在于一种自主灌溉控制设备，其特征在于，该设备包括：

-流体控制阀门，其能够根据所述流体控制阀门的控制出口中的灌溉液体流动而处于关闭位置和打开位置，在关闭位置，阻止灌溉，在打开位置，准许灌溉；

-如上所述的自主灌溉设备，其应用到待灌溉环境的对照试样，由流体控制阀门的控制出口供给。

由此，由于该设备能够包含待灌溉环境的对照试样，该设备具有表征该环境的水条件的灌溉需求信息。因此，对照试样的自主灌溉设备能够根据对照试样的灌溉需求使得灌溉控制阀门从关闭位置转换到打开位置以及反之，以开始或停止对整个待灌溉环境的灌溉。因此当需要进行灌溉时且仅在所需时长期间灌溉该环境。所述设备因此既是自主的又节省灌溉液体。

此外，当在自主灌溉控制设备中存在上述虹吸管时，能够缩短两个灌溉程序之间经过的时长，以设定如某些植物或某些类型作物(例如：也称作水培作物的无土作物)所要求的那样多个短灌溉程序。所述设备因此既是自主的、适应性强的，又节省灌溉液体。

此外，要指出的是，可用任何合适类型的阀门来代替流体控制阀门。尤其是液压控制阀门或电控制阀门，或气动控制阀门。

优选地，所述自主灌溉设备包括灌溉管道，并且所述自主灌溉控制设备包括灌溉流率维持管道，其布置在灌溉管道与流体控制阀门的灌溉流动输出管道之间。

由此，确保灌溉流率不大受对照管道流率的影响，即使是调节到其最小流率的滴头限制了灌溉管道中的液体流率。

该特征尽管是结合多孔壁来说明的，但也可作为单独保护的主题，这是因为该特征能够独立于构成分隔待灌溉环境和对照池的壁的材料地实施。

附图说明

现在将借助于以下附图来非限制地说明本发明的三个实施方式：

-图1是根据第一实施方式的自主灌溉控制设备的剖视图；

-图2是图1的设备的处于关闭位置时的磁控阀门的剖视图；

-图3是与图2类似的视图，其中磁控阀门处于打开位置；

-图4是根据本发明的第二实施方式的自主灌溉控制设备的剖视图；

-图5是根据本发明的第三实施方式的自主灌溉控制设备的剖视图。

具体实施方式

在本说明书中，灌溉液体是水。因此使用“水”一词来指代该液体，但本发明不仅限于该灌溉液体。

在图1中示出了一个自主灌溉控制设备10。在此，自主灌溉控制设备10旨在用水来灌溉例如农业土壤的环境。

自主灌溉控制设备10包括：

-流体控制阀门11；和

-自主灌溉设备30。

自主灌溉设备30包括：

-对照池34；

-磁控阀门32，其能够根据对照池34的充装水平从关闭位置转换到打开位置和从打开位置转换到关闭位置；和

-由多孔陶瓷制成的壁36，其能够与待灌溉环境接触，并分隔对照池34和所述待灌溉环境，所述陶瓷的结构被设置为在待灌溉环境与对照池34之间排泄灌溉液体。

流体控制阀门11包括流体入口12和流体出口14。流体入口12和流体出口14也是自主灌溉控制设备10的流体入口和出口。流体入口12连接到水供给口(未示出)，流体出口14连接到能够灌溉农业土壤的水出口(未示出)，例如洒水器。

流体控制阀门11在流体入口12与流体出口14之间包括上游管道16A和下游管道16B，这些管道在此与入口12和出口14一体地形成，但这不是限制性的。

在上游管道16A与下游管道16B之间，密封膜18靠在基座20上。弹簧22推压密封膜18抵靠在其基座20上。作为自上游管道16A的分支，管道24通到由密封膜18限定且其中布置有弹簧22的室26。此外，管道24连接到流体控制阀门11的控制出口28。

自主灌溉控制设备10还包括自主灌溉设备30。该自主灌溉设备30包括磁控阀门32、对照池34和由多孔陶瓷制成的壁36。

在图2和3中更详细地示出的磁控阀门32包括在盒体56中可轴向平移运动的铁磁针38、固定到浮子42的磁体40、流体入口44、流体出口46、连接流体入口44和出口46的流体流通通道48，和由联结到环形密封膜52的阻闭杯50形成的阻闭件，该环形密封膜的边缘压接(sertie)在流体流通通道48的壁中。该膜在流体流通通道48上方限定压强室49。阻闭件——即关联到膜52的杯50——在针的轴向方向上平移可动，在阻闭件行程终止位置之一上，膜52靠在基座54上。

此外，布置在盒体56中的弹簧58在铁磁针38上施加压强，以使得该铁磁针支抵着阻闭杯50，并使得密封膜52压抵基座54，以阻止来自流体入口44的灌溉液体达到流体出口46。

阻闭杯50和密封膜52包括：

-小直径的第一压强均衡通道50A，其建立密封膜52的下部面与上部面之间、即流体入口44与压强室49之间的流体联通；和

-直径比第一压强均衡通道50A更大的第二压强均衡通道50B，其建立密封件膜52的下部面与上部面之间、即压强室与流体出口46之间的流体联通。该第二通道位于面对铁磁针38的下部(相对于图)端部之处。当铁磁针压在阻闭杯50上时，其下部端部38B堵塞第二压强均衡通道50B，即使不是密封地，也至少是减小其通道以使得穿过该第二压强均衡通道50B的灌溉液体流率变得小于第一压强均衡通道中的灌溉液体流率。相反地，当针与阻闭杯50相距一定距离时，灌溉液体能够以高于穿过第一压强均衡通道50A的灌溉液体流率的流率穿过第二压强均衡通道。

如在图2中可见，当磁体40位于距离铁磁针38一定距离处时，弹簧58的复位力占主导地位，第二压强均衡通道50B被铁磁针38的下部端部38B堵塞。阻闭膜50因此在其下部和上部面上承受存在于流体入口12中的灌溉液体的压强，但由于能够(通过第一通道50A)进入压强室49的灌溉液体量高于能够(通过第二通道50B)从压强室49出来的灌溉液体量，膜上方的压强高于膜下方的压强，膜压抵其基座。灌溉液体因此不能够自流体入口44流到流体出口46。该关闭位置是稳定的，这是因为如果流体出口46保持打开，由于由基座54限定的膜的下表面不再承受灌溉液体的压强，压强差增大。

相反地，如图3所示，当磁体40位于铁磁针38的上部端部附近时，相对于弹簧58的复位力，磁体40的吸引力占主导地位，吸引铁磁针38。所述针38远离阻闭杯50，释放第二压强均衡通道50B。能够进入压强室49的灌溉液体量则变得小于能够从所述压强室49出来的灌溉液体量，以使得压强室49中的压强下降，膜脱离其基座。由此，灌溉液体能够穿过磁控阀门32。

对照池34是由水平壁68和在底部68的周边上延伸的侧壁70形成的柱形主体的上部部分74。该柱形主体的下部部分容置磁控阀门32。

对照池34还在其中心处包括允许容置铁磁针38的盒体56的套筒72，该套筒还用作包含磁体40的浮子42沿竖直方向平移滑动的引导件。

最后，自主灌溉设备30包括由多孔陶瓷制成的壁36，其形成围绕待灌溉环境的对照试样62(在此是农业土地的土壤试样)并与之接触的壳罩60。组成壁36的该多孔陶瓷质量密度包括在1.5到2g/cm³的范围内，抗碾压强度至少等于15MPa，硬度至少等于5级莫氏硬度，吸水能力至少为25％体积比，多孔性至少等于40％，并包括直径在10到500μm范围内的孔。对照试样62是在表面处或在更深处取得的所述农业土地的一部分。此外，壳罩60的形式为设有回转多孔肋部64的罐子或容器，该回转多孔肋部套在对照池34中。该壳罩还在其水平下部面上包括两个开孔66，它们的功能将在下文说明。

自主灌溉设备30包括布置在磁控阀门32的出口46处的灌溉管道76。在该实施方式中，滴头78定位在灌溉管道76的另一端部处，位于由壳罩60形成的罐子的内部。

此外，自主灌溉控制设备10包括灌溉流率维持管道80，其布置为自灌溉管道76起通向流体控制阀门11的分支。

现在将参照图1说明自主灌溉控制设备10的运作。

流体控制阀门11的控制出口28连接到磁控阀门32的流体入口44。由此，由磁控阀门32来控制流体控制阀门11的打开和关闭。实际上，当磁控阀门32的流体出口46关闭时，来自自主灌溉控制设备10的流体入口12的灌溉液体流到流体控制阀门11的室26中，在那里，该灌溉液体在膜18上施加压强以关闭流体控制阀门11。相反地，当磁控阀门32的流体出口46打开时，流体控制阀门11的室26中的灌溉液体的压强下降，导致流体控制阀门11打开。在该后一构型中，来自自主灌溉控制设备10的流体入口12的灌溉液体能够到达自主灌溉控制设备10的流体出口14。因此，灌溉液体在流体控制阀门11中自水供给口(例如旨在灌溉土地的水库(未示出))流动到水出口(例如洒水器(未示出))，以灌溉农业土地。

由此，由磁控阀门32来控制流体控制阀门11中流动的开始和终止、因此就控制灌溉程序的开始和终止。磁控阀门32因此能够处于关闭位置和打开位置，在关闭位置，阻止灌溉，在打开位置，准许灌溉。

在灌溉程序期间，磁控阀门32处于打开位置。在该情况下，连接到磁控阀门32的出口46的灌溉管道76通过滴头78将灌溉液体倾倒到壁36所包含的环境对照试样62中。对照试样62根据其吸收能力吸收一部分灌溉液体，并将一部分释放到壁36中。由于壁36包括多孔陶瓷材料，灌溉液体穿过该材料，充装对照池34。

灌溉液体也可通过开孔66到达对照池34。根据本实施方式的一个变型，不存在开孔66，灌溉液体仅通过壁36的空隙性来流动。

壁36因此能够吸收一部分灌溉液体并将其向对照池34排泄。

相反地，由于其多孔肋部64浸入对照池34，随着对照试样62的灌溉液体含量(如果灌溉液体是水，则湿度)下降，壁36能够通过毛细作用使其孔充装灌溉液体，并使得灌溉液体散布到对照试样62中。多孔壁36因此确保对照试样32的灌溉液体含量与存在于对照池34中的灌溉液体量之间的关联性。

对照池34中的灌溉液体水平的提高引起与磁体40固定的浮子42上升。当磁体40足够远离铁磁针38时，如前所述，磁控阀门32关闭。由此，是由对照池34中的灌溉液体水平来决定磁控阀门32打开和关闭、由此决定流体控制阀门11打开和关闭、并因此决定对农业土地的灌溉的。而由于对照池34中的灌溉液体水平通过多孔陶瓷壁36而与环境试样32的灌溉需求相关联，对农业土地的灌溉受对照试样62的灌溉需求控制。

因此能够如下地分解灌溉系统10的运作程序。

浮子42定位在其最低水平处。在该位置，磁控阀门32打开，发起对农业土地的灌溉。并行地，试样62通过滴头78接收水。该水的一部分被试样62吸收，而多余量则充装对照池34，使得浮子42上升。当该浮子足够高时，灌溉停止。

积累在对照池34中的多余水量模拟存在于农业土地地下的水储量，其允许随着土地表层干燥而给这些表层补水。

在灌溉停止之后，对照试样62所包含的水逐渐地通过环境中植物的吸收或通过蒸发而被消耗掉。随着该消耗，多孔壁36使得其通过毛细作用在对照池34中泵取的水散布到对照试样62中。只要试样62和壁36不是干燥的，对照池34中就还有水，就不发起灌溉循环，这是因为浮子的磁体保持在针上方。

然后，在消耗了所有水之后，浮子42重新下降，发起新的灌溉循环。由此，当对照试样62干燥时，开始新的灌溉程序。而由于对照试样62与待灌溉的土地具有相同的性质，灌溉是在待灌溉的土地也是干燥时发起的。

相反地，当对照试样被水足够浸透时，壁36向对照池34排泄多余灌溉液体部分，终止灌溉程序。

而且，在以水灌溉和农业土地未遮盖的情况下，雨水倾泻到对照池34中，以与前述相同的方式引起浮子42上升和灌溉停止。

对照池34因此能够使得磁控阀门32根据待灌溉环境的实际水需求而从关闭位置转换到打开位置，以及反之。

此外，从磁控阀门的出口46出来的灌溉液体的一部分不穿过灌溉管道76，而是通过灌溉流率维持管道80到达流体出口14。该管道80使得在尽管存在滴头78且其可能地调节到非常低的流率的情况下，仍能够在磁控阀门32中维持最小流率。

而且，如在图1中可见，对照池34成型为允许排走雨水，这是由于其侧壁70不超过多孔肋部64的高度。达到容器60的内部的多余雨水因此被排泄到对照池，从那里，多余雨水通过溢出而排出到对照池34外。该布置允许保证对照池34所包含的水量从不比接近待灌溉土地的地下层中可用水量的同等量更多。

此外，套筒72在其上端部的竖直方向上包括旨在允许排走存在于对照池34中的空气的开孔82。由此，由于空气自开孔82被排走到套筒72与灌溉控制阀门32之间存在的间隙84中，并通到对照池34的底部68下方的自由空气，空气不会积累在对照池中，不会有影响浮子30移动的风险。

现在将说明图4，在该图中示出了根据第二实施方式的自主灌溉控制设备100，其旨在用水来灌溉例如农业土地的环境。

自主灌溉控制设备100包括：

-流体控制阀门112和

-自主灌溉设备114。

自主灌溉设备114包括：

-对照池116；

-能够根据对照池116充装水平从关闭位置转换到打开位置及反之的磁控阀门118；

-由多孔陶瓷制成的壁120，其能够与待灌溉环境接触，或如将在本实施方式中可见，与待灌溉环境的试样接触，并分隔对照池116和所述待灌溉环境，所述陶瓷的结构被设置为在待灌溉环境与对照池116之间排泄灌溉液体，和

-用于将灌溉液体排走到对照池116之外的装置。

在此，阀门118是磁控的。根据本实施方式的变型，阀门118是气动控制的，或是液压控制阀门。一般性地，在本发明的范围内，可使用所有类型的阀门。

在该实施方式中，用于将灌溉液体排走到对照池116之外的装置包括将在下文中详细说明的虹吸管122。

此外，要指出的是，也可以不将待灌溉环境的试样布置在由多孔陶瓷制成的壁120中。实际上，陶瓷元件本身足以再现待灌溉环境的水需求。

流体控制阀门112包括流体入口112A和流体出口112B。流体入口112A和流体出口112B也是自主灌溉控制设备100的流体入口和出口。流体入口112A连接到水供给口(未示出)，流体出口112B连接到能够灌溉农业土地的水出口(未示出)，例如洒水器。

流体控制阀门112在流体入口112A与流体出口112B之间包括上游管道24和下游管道126，这些管道在此与入口112A和出口112B一体地形成，但这绝非限制性的。

在上游管道124和下游管道126之间，密封膜128靠在基座130上。弹簧132推压密封膜128抵靠在其基座130上。作为自上游管道124的分支，管道134通到由密封膜128限定且其中布置有弹簧132的室136。此外，管道134连接到流体控制阀门112的控制出口137。

现在将更详细地说明磁控阀门118。

磁控阀门118包括在盒体140中可轴向平移运动的铁磁针138、固定到浮子144的磁体142、流体入口146、流体出口148、连接流体入口146和出口148的流体流通通道150，和由联结到环形密封膜154的阻闭杯152形成的阻闭件，该环形密封膜的边缘压接在流体流通通道150的壁中。

密封膜154在流体流通通道50的上方限定压强室156。阻闭件——即关联到密封膜154的杯152——在铁磁针138的轴向方向上平移可动，在阻闭件行程终止位置之一上，密封膜154靠在基座158上。

此外，布置在盒体140中的弹簧160在铁磁针138上施加压强，以使得该铁磁针支抵着阻闭杯152，使得密封膜154压抵基座158，以阻止来自流体入口146的灌溉液体到达流体出口148。

阻闭杯152和密封膜154包括：

-小直径的第一压强均衡通道，其建立密封膜154的下部面与上部面之间、即流体入口146与压强室156之间的流体联通；和

-直径比第一压强均衡通道更大的第二压强均衡通道162，其建立密封件膜154的下部面与上部面之间、即压强室与流体出口148之间的流体联通。该第二通道162位于面对铁磁针138的下部(相对于图)端部之处。当铁磁针压在阻闭杯152上时，其下部端部堵塞第二压强均衡通道162，即使不是密封地，也至少是减小其通道以使得穿过该第二压强均衡通道162的灌溉液体流率变得小于第一压强均衡通道中的灌溉液体流率。相反地，当针与阻闭杯152相距一定距离时，灌溉液体能够以高于穿过第一压强均衡通道的灌溉液体流率的流率穿过第二压强均衡通道162。

当磁体142位于距离铁磁针38一定距离处时，弹簧160的复位力占主导地位，第二压强均衡通道162被铁磁针138的下部端部堵塞。阻闭杯152因此在其下部和上部面上承受存在于流体入口146中的灌溉液体的压强，但由于能够(通过第一通道)进入压强室156的灌溉液体量高于能够(通过第二通道162)从压强室156出来的灌溉液体量，膜上方的压强高于膜下方的压强，膜压抵其基座。灌溉液体因此不能够自流体入口146流到流体出口148。该关闭位置是稳定的，这是因为如果流体出口148保持打开，由于由基座158限定的膜的下表面不再承受灌溉液体的压强，压强差增大。

相反地，当磁体142位于铁磁针138的上部端部附近时，相对于弹簧160的复位力，磁体142的吸引力占主导地位，吸引铁磁针138。所述针138远离阻闭杯152，释放第二压强均衡通道162。能够进入压强室156的灌溉液体量则变得小于能够从所述压强室156出来的灌溉液体量，以使得压强室156中的压强下降，密封膜154脱离其基座。由此，灌溉液体能够穿过磁控阀门118。

自主灌溉设备114还包括由多空陶瓷制成的壁120，该壁形成围绕待灌溉环境的对照试样(在此是农业土地的土壤试样)并与之接触的容器164。组成壁120的该多孔陶瓷质量密度包括在1.5到2g/cm³的范围内，抗碾压强度至少等于15MPa，硬度至少等于5级莫氏硬度，吸水能力至少为25％体积比，多孔性至少等于40％，并包括直径在10到500μm范围内的孔。对照试样是在表面处或在更深处取得的所述农业土地的一部分。此外，容器60的形式为罐子或托盘(sous pot)。该容器还在其水平下部面上包括多个开孔166，它们的功能将在下文说明。

自主灌溉设备114还包括布置在磁控阀门118的出口148处的灌溉管道167。在该实施方式中，滴头169定位在灌溉管道167的另一端部处，位于由容器164上方。自主灌溉设备114还包括灌溉流率维持管道168，其布置为自灌溉管道167起通向流体控制阀门112的流体出口112B的分支。滴头169的灌溉液体输出流率是可调节的，例如借助于螺钉/螺母组件。由此，如果滴头169关闭，灌溉液体从不被发送到容器，灌溉液体需求被视为是连续的。灌溉因此也会是连续的。相反地，如果滴头169被调节到其最大流率，容器将快速地被充装，会快速地达到灌溉终止条件。在这两个极端构型之间，滴头169允许实现待灌溉环境的水条件与试样的水条件变化之间更大或更小的反应时。因此，这是使得灌溉条件灵活化的额外装置。

对照池116包括支撑容器164的主水平壁170和布置在容器164附近的套筒172，该套筒容置铁磁针138的盒体140并用作包含磁体142的浮子144沿竖直方向平移滑动的引导件。对照池116还包括上周边竖直壁174、仅覆盖磁控阀门118的浮子144的上水平壁176，和连接到上水平壁176的竖直壁178，其部分地建立容器164与浮子144之间的分隔，并与上周边竖直壁174和上水平壁176一起限定灌溉液体充装室，浮子144能够在其中沿着竖直方向移动。上水平壁176另外还包括允许引入虹吸管122的开孔。对照池116还包括下竖直壁180，其容置阻闭杯152、密封膜154、基座158、磁控阀门118的流体入口146和流体出口148。

如在图4中可见，容器164和磁控阀门118并排布置，具有相同的高度并沿着水平方向排齐。由此，自主灌溉控制设备110沿着竖直方向的尺寸减小到10cm，但该高度绝非限制性的。因此能够将自主灌溉控制设备110埋入地下，这改善了待灌溉环境的美观。自主灌溉控制设备110还由此被保护免受破坏行为，这例如在公共设施灌溉的情况下是有用的。

在图4中，阀门的图位于自主设备的图下方，但不应当解读为意味着阀门必须安装在设备下方。

虹吸管122包括布置在充装室中的浮子144附近的第一部分182和第二部分84，该第二部分的自由端部悬在充装室外部，位于自主灌溉控制设备110外。此外，根据一个变型，虹吸管122的第一部分182布置在由多空陶瓷制成的壁120附近。由此，当浮子144其沿竖直方向移动时没有与虹吸管122的第一部分182碰撞的风险。虹吸管122包括能够通过毛细作用来排泄积累在充装室中的灌溉液体的材料。在该实施方式中，虹吸管122包括由亲水织物材料制成的引流芯。通过虹吸管122在上水平壁176的开孔中的滑动可以调节第一部分182的自由端部与第二部分184的自由端部之间的高度差。为此，可以可选地将虹吸管122至少部分地插入一个套筒，以允许虹吸管122在上水平壁176的开孔中滑动而不因为摩擦损坏虹吸管122。此外，从虹吸管出来的灌溉液体流率是可调节的，例如通过夹紧或勒紧装置，这些装置例如由调节螺钉来控制。

现在将说明自主灌溉控制设备110和自主灌溉设备的运作。

流体控制阀门112的控制出口137连接到磁控阀门118的流体入口146。由此，由磁控阀门118来控制流体控制阀门112的打开和关闭。实际上，当磁控阀门118的流体出口148关闭时，来自自主灌溉控制设备110的流体入口122A的灌溉液体流到流体控制阀门112的室136中，在那里，该灌溉液体在膜128上施加压强以关闭流体控制阀门112。相反地，当磁控阀门118的流体出口148打开时，流体控制阀门112的室136中的灌溉液体的压强下降，导致流体控制阀门112打开。在该后一构型中，来自自主灌溉控制设备110的流体入口112A的灌溉液体能够到达自主灌溉控制设备110的流体出口112B。因此，灌溉液体在流体控制阀门112中自水供给口(例如旨在灌溉土地的水库(未示出))流动到水出口(例如洒水器(未示出))，以灌溉农业土地。

由此，由磁控阀门118来控制流体控制阀门112中流动的开始和终止、因此就控制灌溉程序开始和终止。磁控阀门118因此能够处于关闭位置和打开位置，在关闭位置，阻止灌溉，在打开位置，准许灌溉。

在灌溉程序期间，磁控阀门118处于打开位置。在该情况下，连接到磁控阀门118的流体出口48的灌溉管道167通过滴头169将灌溉液体倾倒到多孔陶瓷壁120所包含的对照试样中。对照试样根据其吸收能力吸收一部分灌溉液体，并将一部分释放到壁120中。由于壁120包括多孔陶瓷材料，灌溉液体穿过该材料，充装充装室。

在此，开孔166能够减小容器164的吸收容量。根据本实施方式的一个变型，不设置开孔166。

壁120因此能够吸收一部分灌溉液体并将其向充装室排泄。

相反地，随着对照试样的灌溉液体含量(如果灌溉液体是水，则湿度)下降，壁120能够通过毛细作用使其孔充装灌溉液体，并使得灌溉液体散布到对照试样中。多孔壁120因此确保对照试样的灌溉液体含量与存在于对照池116中的灌溉液体量之间的关联性。

充装室中的灌溉液体水平的提高引起与磁体142固定的浮子144上升。当磁体142足够远离铁磁针138时，如前所述，磁控阀门118关闭。由此，是由对照池116的充装室中的灌溉液体水平来决定磁控阀门118打开和关闭、由此决定流体控制阀门112打开和关闭、并因此决定对农业土地的灌溉的。而由于对照池116的充装室中的灌溉液体水平通过多孔陶瓷壁120而与环境试样的灌溉需求相关联，对农业土地的灌溉受对照试样的灌溉需求控制。

然而，尤其当待灌溉环境包括排水性基质(例如岩棉或椰子纤维)时，可能会需要缩短两个灌溉程序之间经过的时间。由此，与对照试样中、多孔陶瓷壁120中和充装室中的蒸发(当灌溉液体是水时)并行地，虹吸管122加快将灌溉液体排走到对照池116的充装室之外。第一部分182的自由端部与第二部分184的自由端部之间的高度差越大，灌溉液体的排走就越快。当这两个自由端部处于同一高度或第一部分182的自由端部处于比第二部分184的自由端部更低的高度时，除了由蒸发引起的，没有灌溉液体被排走到对照池116之外。相反地，当第一部分182的自由端部处于比第二部分184的自由端部更高的高度时，灌溉液体就被排走到对照池116之外：所述高度差越大，该排走的流率就越大。

此外，灌溉液体被排走到对照池116之外的流率取决于虹吸管122的第一部分182的自由端部的高度。实际上，为了使得包含在充装室中的灌溉液体开始被排走，灌溉液体水平必须使得虹吸管122的第一部分182的自由端部伸入灌溉液体中。由此，通过调整虹吸管122的第一部分182的自由端部的高度，来调节限定阈值的充装体积，以使得用于将灌溉液体排走到对照池116之外的装置(在此为虹吸管122)能够在对照池116中的灌溉液体体积超过预定充装阈值时将灌溉液体排走到对照池116之外。

因此能够如下地分解灌溉系统110的运作程序。

浮子144定位在其最低水平处。在该位置，磁控阀门118打开，发起对农业土地的灌溉。并行地，试样通过滴头169接收水。该水的一部分被对照试样吸收，而多余量则充装对照池116、尤其是充装室，这使得浮子144上升。当该浮子足够高并达到关闭磁控阀门的位置时，灌溉停止。积累在对照池116中的多余水量模拟存在于农业土地中的灌溉液体储量，其允许随着土地表层干燥而给这些表层补水(当灌溉液体是水时)。

在灌溉停止之后，对照试样所包含的水逐渐地通过环境植物的吸收、通过蒸发和/或通过被排走到对照池116之外而被消耗掉。随着该消耗，多孔壁120使得其通过毛细作用在对照池116中泵取的水散布到对照试样中。只要对照试样和壁120不是干燥的，对照池116中就还有水，就不发起灌溉循环，这是因为浮子144的磁体142保持在针上方。

然后，在消耗了所有水之后，浮子144重新下降，发起新的灌溉循环。由此，当对照试样足够干燥时，开始新的灌溉程序。而由于对照试样与待灌溉的土地具有相同的性质，灌溉是在待灌溉的土地也是足够干燥时或至少处于干涸阶段时发起的。相反地，当对照试样被水足够浸透时，壁120向对照池116、尤其是充装室排泄多余灌溉液体部分，终止灌溉程序。对照池116因此能够使得磁控阀门118根据待灌溉环境的实际水需求而从关闭位置转换到打开位置，以及反之。

此外，从磁控阀门118的出口148出来的灌溉液体的一部分不穿过灌溉管道167，而是通过灌溉流率维持管道168到达流体出口112B。该管道168使得在尽管存在滴头169的情况下，仍能够在磁控阀门118中维持最小流率。

在图5中示出本发明的第三实施方式。将只清楚说明与第二方式的不同之处。第二和第三实施方式中共同的元件的附图标记不变。仅示出自主灌溉控制设备200的上部部分、即自主灌溉设备214。

多个由多孔陶瓷制成且性能与上述类似的壁220形成灌溉液体保持池202。保持池202可选地覆有盖204，其旨在阻止降雨量影响对保持池202的直接充装。

保持池202另外还包括由轮廓218限定的开孔。同样地，协助限定灌溉液体充装室的竖直壁178包括由轮廓206限定的开孔，以在保持池202与灌溉液体充装室之间设置灌溉液体联通通道，在所述灌溉液体充装室中，浮子144能够沿着竖直方向移动。

为了确保自主灌溉控制设备200的密封性，在限定灌溉液体联通通道的轮廓218与206之间布置有密封件208。

保持池202支在两个足部210上，这两个足部本身支在主水平壁170上。由此，在两个足部210与保持池202的下水平壁之间限定确保空气流通、并因而加强被包括多孔陶瓷材料的保持池202吸收的灌溉液体蒸发的空间。

该第三实施方式的优点之一在于，保持池202由于包括多孔陶瓷材料而与待灌溉环境直接接触。因此，该保持池在灌溉液体蒸发方面的表现更接近待灌溉环境的表现。

在该第三实施方式中，像在第二实施方式中那样，可见土地对照试样不是必不可少的，有多孔陶瓷材料就可以是足够的。特别地，在没有土地对照试样时，虹吸管122所允许的各种调节方便了对设备的精确调节。

此外，要指出的是，可以不与如前所述的控制阀门关联地使用自助灌溉设备214。实际上，自助灌溉设备214可直接连接到这样的流体入口和流体出口：该流体入口连接到例如灌溉液体储箱，该流体出口连接到例如洒水器。

可理解，在一个实施方式的情况下所描述的某些构件或结构也可存在于根据其它两个实施方式的设备中。例如，在第二和第三实施方式的情况下所述的例如虹吸管122的用于排走灌溉液体的装置完全可设置在第一实施方式的设备中，容器164与阀门118的水平布置也是一样。

可不超出本发明的范围地对本发明进行众多改动。

可使用任何类型的将灌溉液体排走到对照池116之外的装置。例如，可使用可能地关联到水龙头的管，以允许操作员手动地调节灌溉液体排走流率。

还可使用任何类型的灌溉液体，尤其是包含无机盐的水溶液。

此外，如在图1和4中可见，套筒72、172在其在竖直方向上的上端部上包括开孔，以允许排走存在于对照池34、116中的空气。可选地，套筒72、172不包括该开孔。

Claims (18)

1.一种用于灌溉待灌溉环境的自主灌溉设备(30、114、214)，其特征在于，其包括：

-对照池(34、116)；

-能够根据所述对照池(34、116)充装水平从关闭位置转换到打开位置及反之的阀门(32、118)；和

-由多孔陶瓷制成的壁(36、120、220)，其能够与所述待灌溉环境接触，并分隔所述对照池(34、116)和所述待灌溉环境，所述陶瓷的结构被设置为在所述待灌溉环境与所述对照池(34、116)之间排泄灌溉液体。

2.如权利要求1所述的设备(114、214)，其包括用于将所述灌溉液体排走到所述对照池(116)之外的装置。

3.如权利要求2所述的设备(114、214)，其中，所述用于将所述灌溉液体排走到所述对照池(116)之外的装置能够在所述对照池(116)中的灌溉液体体积超过预定充装阈值时排走所述对照池(116)的灌溉液体。

4.如权利要求3所述的设备(114、214)，其包括允许调节所述对照池(116)的所述灌溉液体预定充装阈值的装置。

5.如权利要求2至4中任一项所述的设备(114、214)，其中，所述用于排走所述对照池(116)的灌溉液体的装置包括管。

6.如权利要求2至5中任一项所述的设备(114、214)，其中，所述用于将所述灌溉液体排走到所述对照池(116)之外的装置包括虹吸管(122)。

7.如权利要求6所述的设备(114、214)，其中，所述虹吸管(122)包括能够通过毛细作用排泄所述灌溉液体的材料。

8.如权利要求6和7中任一项所述的设备(114、214)，其中，所述虹吸管(122)的两个端部之间的高度差是可调节的。

9.如上述权利要求中任一项所述的设备(30、114、214)，其中，所述由多孔陶瓷制成的壁(36、120、220)形成能够容纳所述待灌溉环境的容器(60、164)。

10.如权利要求9所述的设备(114、214)，其中，所述容器(164)和所述阀门(118)并排布置，并优选地具有相同的高度且沿着水平方向排齐。

11.如上述权利要求中任一项所述的设备(30、114、214)，其中，所述阀门是包括铁磁针(38、138)和固定到浮子(42、144)的磁体(40、142)的磁控阀门(32、118)。

12.如权利要求11所述的设备(30、114、214)，其中，所述阀门(32、118)包括用于容置所述铁磁针(38、138)的盒体(56、140)，且所述对照池(34、116)包括能够在用作所述浮子(42、144)滑动的引导件的同时接收所述盒体(56、140)的套筒(72、172)。

13.如权利要求12所述的设备(30、114、214)，其中，所述对照池(34、116)包括支撑所述容器(60、164)并形成所述套筒(72、172)的壁(70、170)。

14.如权利要求12和13中任一项所述的设备(30、114、214)，其中，所述套筒(72、172)包括排气开孔(82)。

15.如上述权利要求中任一项所述的设备(30、114、214)，其中，所述对照池(34、116)成型为排走雨水。

16.如权利要求15所述的设备(30、114、214)，其包括布置在所述阀门的出口(46、148)与所述容器(164)之间的灌溉管道(76、167)，并且优选地，该灌溉管道(76、167)包括滴头(78、169)。

17.一种自主灌溉控制设备(10、100、200)，其特征在于，其包括：

-流体控制阀门(11、112)，其能够根据所述流体控制阀门(11、112)的控制出口(28)中的灌溉液体流动而处于关闭位置和打开位置，在所述关闭位置，阻止灌溉，在所述打开位置，准许灌溉；

-如上述权利要求中任一项所述的自主灌溉设备(30、114、214)，其应用到所述待灌溉环境的对照试样(62)，由所述流体控制阀门(11、112)的所述控制出口(28、137)供给。

18.如权利要求17所述的自主灌溉控制设备(10、100、200)，其中，所述自主灌溉设备(30、114、214)包括灌溉管道(76、169)，并且所述自主灌溉控制设备(10、100、200)包括灌溉流率维持管道(80、168)，其布置在所述灌溉管道(76、169)与所述流体控制阀门(11、112)的灌溉流动输出管道(14、112B)之间。