CN108934384B - 一种水肥混合装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水肥混合技术领域，具体为一种水肥混合装置的控制方法，通过在土壤中设置含水量检测装置和主要元素检测装置，通过对土壤的含水量以及磷、钾、氮等主要元素的检测，通过控制装置控制水肥混合装置中水的注入量来控制磷肥、钾肥以及氮肥的浓度，防止向土壤中施肥的水分过多或过少，通过主要元素的检测由控制装置控制氮肥、钾肥、磷肥进入混合桶的量，从而防止土地中施入过多的上述元素。

Description

一种水肥混合装置的控制方法
技术领域
本发明涉及水肥混合技术领域，具体为一种水肥混合装置的控制方法。
背景技术
近年来，我国在农业施肥领域多采用水肥一体化技术，其优点是灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高，现有技术中的水肥一体化设备通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量灌溉作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，但现有技术中的水肥一体化系统多仅仅将肥料和水混合搅拌均匀后灌溉入土壤，并不能根据土地的确定情况来确定要施入肥的含水量多少，也不能根据土地的含微量元素的情况来确定具体的各种元素肥料的施入比例，目前土地施肥多施入诸如磷肥、钾肥、氮肥，现有技术中多将各种元素的肥料混合在一起加水施入土地，这样就造成了肥料的浪费，且过量施入氮肥会造成有机物含量低，影响微生物的活性，过量施入磷肥会破坏土壤团粒结构，造成土壤板结，过量施入钾肥会破坏土壤团粒结构的键桥，现有技术不能根据土地的具体需求来施入相应比例的肥料。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种水肥混合装置，可根据检测土壤的含水率来确定施入肥料的含水量多少、根据土壤中微量元素的含量来确定各元素肥料的比例、可根据土壤是否板结来确定施肥方式。
一种水肥混合装置，包括磷肥混合桶、钾肥混合桶、氮肥混合桶、土地含水量检测装置、土地元素量检测装置、进水量控制装置、流量控制装置、磷肥桶进水管、钾肥桶进水管、氮肥进水管、混合桶、施肥装置；土地含水量检测装置和土地元素含量检测装置均设置在土地中，将检测到的土地含水量和土地中的主要元素含量传至进水量控制装置和流量控制装置，磷肥混合桶与磷肥进水管连接，磷肥进水管上设置有流量控制阀Ⅰ，氮肥混合桶与氮肥进水管连接，氮肥进水管上设置有流量控制阀Ⅱ，钾肥混合桶与钾肥进水管连接，钾肥进水管上设置有流量控制阀Ⅲ，流量控制阀Ⅰ-Ⅲ均与流量控制装置连接，磷肥混合桶、钾肥混合桶和氮肥混合桶中均设置有温度感测器和报警器，以保证桶中的温度和液位处于一定范围内，各桶中还设置有搅拌装置，搅拌装置为由轴驱动的搅拌滚筒，由电机驱动，电机设置在桶的外部，电机的输出轴与动力轴连接，动力轴通过桶底的孔伸入桶中，轴上设置有搅拌滚筒，且搅拌滚筒的底盘的半径大于顶盘，搅拌条沿着轴的方向设置，且一端连接在底盘上，另一端连接在顶盘上，搅拌条垂直于轴向的搅拌半径从底部到顶部逐渐减小；磷肥混合桶、钾肥混合桶和氮肥混合桶均通过出液管与混合桶连接，出液管上设置有流量控制阀Ⅳ，流量控制阀Ⅳ与流量控制装置连接。
进一步地，混合桶内设置有液位感测器和温度感测器，还设置有搅拌装置Ⅱ，搅拌装置Ⅱ由电机驱动转动进行搅拌，搅拌装置Ⅱ由空心杆以及在空心杆上从上到下横向设置的多个搅拌杆组成，空心杆的一端与电机的输出轴连接，另一端通过混合桶桶底的孔伸入桶中，桶的底部外面还设置有空气压缩装置，空气压缩装置通过导风管与空心杆连接，空心杆在桶内的部分从桶底部到上端设置有多个孔，多个搅拌杆向桶底的方向上同样设置有多个孔，混合桶的顶部设置有透气孔，透气孔在工作时被关闭。
进一步地，混合桶上设置有滴灌装置和喷灌装置，滴灌装置由设置在混合桶底部的出水管、与出水管连接的横管、横管上设置的多个滴水孔组成，出水管上设置有电磁阀，喷灌装置为设置在混合桶底部的喷管，喷管的头部为尖状喷头，喷头插入土壤中，喷管上设置阀门。
进一步地，该水肥混合装置的控制方法为：A:首先对土地中大致的含水量以及磷、氮、钾主要元素的含量进行分级，将含水量的等级与向各个肥桶中加入的水量进行对应，将土地中磷、氮、钾的含量的等级与各个肥桶中向混合桶中加入的肥量进行对应，将其编程输入进水量控制装置和流量控制装置。
B:对待滴灌土地进行土地含水量检测，将检测数据传输至进水量控制装置进行分析，并且根据分析结果控制各个进水管上的流量控制阀的打开程度来调节向磷肥混合桶、钾肥混合桶和氮肥混合桶中加入水的量，从而控制氮肥、钾肥、磷肥的浓度，在加入的水量已经满足土地的需水量时，关闭流量控制阀。
C:在输水的同时打开各个肥桶底部外端的电机，使得桶内的搅拌滚筒进行旋转，使得各个肥桶内的原料与水搅拌均匀，同时由设置在水桶内的温度感测器对桶内温度进行检测，若检测到桶内的温度过高，则报警器发出警报，停止搅拌过程。
D:在各个肥桶内的原料与水搅拌均匀结束后，根据检测到的土地中的含磷、氮、钾的量通过流量控制装置来控制出磷肥桶、钾肥桶、氮肥桶的出液管上的流量控制阀来控制向混合桶中输入的磷肥、钾肥、氮肥的量，当土地中磷肥过多时，则减少磷肥桶向混合桶中的供液量，钾肥、氮肥与此一致。
E:将适当含量的磷肥、钾肥、氮肥输入混合桶后，开启电机和供气装置，混合桶内的空心杆和搅拌杆转动，对桶内的混合肥进行搅拌，同时气流从空心杆向上流动，通过空心杆进入搅拌杆，气流从空心杆和搅拌杆上的孔中喷出，随着旋转方向在空心杆的径向方向和轴向方向上形成搅拌气场，对混合桶内的多种肥料进行双重搅拌。
F:在混合液混合完毕后测试土壤的板结程度，若板结程度过高，则打开喷灌装置的喷管上的阀门，由于混合桶为封闭结构，桶内充入气流导致其压强大于外界，则打开喷管上的阀门后混合液顺着喷管喷出，从喷管的底部喷爆进入土壤，直接打破隔水层进行喷灌；若在检测时发现板结程度不高，则人工打开混合桶上面的透气孔，使得桶内外的压力相同，然后打开滴灌装置出水管上的电磁阀，将混合液从横管上的滴水孔流出进行浇灌。
与现有技术相比，本发明的水肥混合装置具备以下有益效果：
1、在土壤中设置含水量检测装置和主要元素检测装置，通过对土壤的含水量以及磷、钾、氮等主要元素的检测，通过控制装置控制水肥混合装置中水的注入量来控制磷肥、钾肥以及氮肥的浓度，防止向土壤中施肥的水分过多或过少，通过主要元素的检测由控制装置控制氮肥、钾肥、磷肥进入混合桶的量，从而防止土地中施入过多的上述元素。
2、在磷肥混合桶、钾肥混合桶和氮肥混合桶设置螺旋滚筒式搅拌装置，将筒底部的肥料充分搅动，并随着螺旋的搅拌杆向上运动与水分充分混合，且由于搅拌条的相互螺旋设置可加大桶内的搅拌面积，使得桶内产生涡流，加强搅拌效果。
3、混合桶中的搅拌装置在旋转搅拌的同时加入气流，气流在上升的同时从空心杆以及搅拌杆的孔中喷出，随着杆的旋转在在桶内平行于桶底和垂直于桶底同时产生气流，对桶内的各种元素的肥料进行转动搅拌和气流搅拌的双重搅拌作用，加强搅拌效果，使得各种元素的肥料充分融合。
4、可根据土壤是否板结来选择具体的施肥方式，若土壤板结，则由于气流不断进入混合桶，混合桶内的压力大于外界压力，打开喷管上的阀门，桶内的气流带着肥料喷射进土壤中，将板结形成的犁底层打破，即不用翻耕即可改变土壤的吸收肥料效果；若土壤没有板结，则在施肥时打开透气孔，使得桶内外压强一致，进行正常滴灌。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构示意图。
图中：1-磷肥混合桶、2-总水管、3-磷肥进水管、4-钾肥进水管、5-氮肥进水管、6-钾肥混合桶、7-氮肥混合桶、8-温度感测器、9-报警器、10-出液管、11-电动机、12-空气压缩装置、13-空心杆、14-搅拌杆、15-混合桶、 16-透气孔、17-喷头、18-横管、19-滴水孔、20-孔、21-搅拌滚筒。
具体实施方式
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。
如图1-2所示，包括磷肥混合桶1、钾肥混合桶6、氮肥混合桶7、土地含水量检测装置(图未示出)、土地元素量检测装置(图未示出)、进水量控制装置、流量控制装置、磷肥桶进水管3、钾肥桶进水管4、氮肥桶进水管5、混合桶15、施肥装置；土地含水量检测装置和土地元素含量检测装置均设置在土地中，将检测到的土地含水量和土地中的主要元素含量传至进水量控制装置和流量控制装置，磷肥混合桶1与磷肥进水管3连接，磷肥进水管3上设置有流量控制阀Ⅰ，氮肥混合桶7与氮肥进水管5连接，氮肥进水管5上设置有流量控制阀Ⅱ，钾肥混合桶6与钾肥进水管4连接，钾肥进水管4上设置有流量控制阀Ⅲ，流量控制阀Ⅰ-Ⅲ均与流量控制装置连接，磷肥混合桶 1、钾肥混合桶6和氮肥混合桶7中均设置有温度感测器8和报警器9，以保证桶中的温度和液位处于一定范围内，各桶中还设置有搅拌装置，搅拌装置为由轴驱动的搅拌滚筒21，由电机驱动，电机设置在桶的外部，电机的输出轴与动力轴连接，动力轴通过桶底的孔伸入桶中，轴上设置有搅拌滚筒21，且搅拌滚筒的底盘的半径大于顶盘，搅拌条沿着轴的方向螺旋设置，且一端连接在底盘上，另一端连接在顶盘上，搅拌条垂直于轴向的搅拌半径从底部到顶部逐渐减小；磷肥混合桶1、钾肥混合桶6和氮肥混合桶7均通过出液管与混合桶15连接，出液管10上设置有流量控制阀Ⅳ，流量控制阀Ⅳ与流量控制装置连接,混合桶内设置有液位感测器和温度感测器，还设置有搅拌装置Ⅱ，搅拌装置Ⅱ由电机驱动转动进行搅拌，搅拌装置Ⅱ由空心杆13以及在空心杆13上从上到下横向设置的多个搅拌杆14组成，空心杆13的一端与电机的输出轴连接，另一端通过混合桶桶底的孔伸入桶中，桶的底部外面还设置有空气压缩装置12，空气压缩装置12通过导风管与空心杆13连接，空心杆 13在桶内的部分从桶底部到上端设置有多个孔20，多个搅拌杆14向桶底的方向上同样设置有多个孔，混合桶的顶部设置有透气孔16，透气孔16在工作时被关闭,混合桶上设置有滴灌装置和喷灌装置，滴灌装置由设置在混合桶底部的出水管、与出水管连接的横管18、横管18上设置的多个滴水孔19组成，出水管上设置有电磁阀，喷灌装置为设置在混合桶底部的喷管，喷管的头部为尖状喷头，喷头插入土壤中，喷管上设置阀门。

Claims (1)

1.一种水肥混合装置的控制方法，其控制步骤为：
A:首先对土地中含水量以及磷、氮、钾主要元素的含量进行分级，将含水量的等级与向各个肥桶中加入的水量进行对应，将土地中磷、氮、钾的含量的等级与各个肥桶中向混合桶中加入的肥量进行对应，将其编程输入进水量控制装置和流量控制装置；
B:对待滴灌土地进行土地含水量检测，将检测数据传输至进水量控制装置进行分析，并且根据分析结果控制各个进水管上的流量控制阀的打开程度来调节向磷肥混合桶、钾肥混合桶和氮肥混合桶中加入水的量，从而控制氮肥、钾肥、磷肥的浓度，在加入的水量已经满足土地的需水量时，关闭流量控制阀；
C:在输水的同时打开各个肥桶底部外端的电机，使得桶内的搅拌滚筒进行旋转，使得各个肥桶内的原料与水搅拌均匀，同时由设置在水桶内的温度感测器对桶内温度进行检测，若检测到桶内的温度过高，则报警器发出警报，停止搅拌过程；
D:在各个肥桶内的原料与水搅拌均匀结束后，根据检测到的土地中的含磷、氮、钾的量通过流量控制装置来控制出磷肥桶、钾肥桶、氮肥桶的出液管上的流量控制阀来控制向混合桶中输入的磷肥、钾肥、氮肥的量，当土地中磷肥过多时，则减少磷肥桶向混合桶中的供液量，钾肥、氮肥与此一致；
E:将适当含量的磷肥、钾肥、氮肥输入混合桶后，开启电机和供气装置，混合桶内的空心杆和搅拌杆转动，对桶内的混合肥进行搅拌，同时气流从空心杆向上流动，通过空心杆进入搅拌杆，气流从空心杆和搅拌杆上的孔中喷出，随着旋转方向在空心杆的径向方向和轴向方向上形成搅拌气场，对混合桶内的多种肥料进行双重搅拌；
F:在混合液混合完毕后测试土壤的板结程度，若板结程度过高，则打开喷灌装置的喷管上的阀门，由于混合桶为封闭结构，桶内充入气流导致其压强大于外界，则打开喷管上的阀门后混合液顺着喷管喷出，从喷管的底部喷爆进入土壤，直接打破隔水层进行喷灌；若在检测时发现板结程度不高，则人工打开混合桶上面的透气孔，使得桶内外的压力相同，然后打开滴灌装置出水管上的电磁阀，将混合液从横管上的滴水孔流出进行浇灌。
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