CN109042259A - 一种水稻田精准灌溉自动闸门装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农田灌排系统设备技术领域，具体涉及一种水稻田精准灌溉自动闸门装置。本发明包括控制箱、设于田间的水位传感装置和闸门结构，所述水位传感装置将感应到的田间水位信号发送给由电源供电的控制箱，所述控制箱将该田间水位信号与箱内预设的水位限值比对，从而控制闸门结构的上升或下降。本发明不仅能够实现水稻田的节水灌溉和稻田排涝，而且大幅度减轻了劳动者的劳动强度，节省了劳动时间。
Description
技术领域
本发明属于农田排水系统设备技术领域，具体涉及一种水稻田精准灌溉自动闸门装置。
背景技术
我国农业用水占总用水量的80％以上，其中水稻灌溉用水是农业灌溉用水中的第一大户，占90％以上。水稻田的传统灌溉方式为淹灌，不仅耗水量大，水分利用率低，而且容易引起面源污染，不利于水资源的可持续利用。
近年来，水稻田种植的“浅、湿、晒”节水灌溉技术得到一定程度的推广和应用，但是这种灌溉模式需要投入大量的劳动时间和劳动成本，并且人为因素造成的水资源浪费现象仍然普遍存在，难以真正实现水稻田灌溉的自动化和精准化。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是针对上述技术应用中存在的问题，提供一种水稻田精准灌溉自动闸门装置。
(二)技术方案
本发明采用的技术方案是，一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，包括控制箱、设于田间的水位传感装置和闸门结构，所述水位传感装置将感应到的田间水位信号发送给由电源供电的控制箱，所述控制箱将该田间水位信号与箱内预设的水位限值比对，从而控制闸门结构的上升或下降。
作为优选，所述控制箱包括通过导线与水位传感装置连接的闸门控制器，所述闸门控制器内预设所述水位限值，所述闸门控制器将该田间水位信号与所述水位限值进行比对。
作为优选，所述控制箱还包括与闸门结构连接的升降结构，所述升降结构包括电机、一端与电机连接的齿轮结构，齿轮结构另一端连接与闸门结构连接的螺丝杆，所述齿轮结构的正反转带动螺丝杆上下运动从而使闸门结构上升或下降。
作为优选，所述螺丝杆顶部设有一可沿控制箱内固定杆轴向长度方向运行的触碰杆，所述固定杆与螺丝杆平行设置，固定杆上端设有一上限位开关，固定杆下端设有一下限位开关，所述触碰杆通过接触所述上限位开关或下限位开关来控制所述电机的启停。
作为优选，所述的水位传感装置包括水位传感器和包裹所述水位传感器的支撑保护套筒，所述支撑保护套筒下部设有数个进水孔，支撑保护套筒内底部与土壤表层齐平。
作为优选，所述支撑保护套筒为有机玻璃筒，所述支撑保护套筒外底部设有数个可插于田间土壤的支撑杆。
作为优选，所述自动闸门装置还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括太阳能光伏板和置于所述控制箱内的蓄电池，所述太能能光伏板通过蓄电池给所述控制器和电机供电。
作为优选，所述的闸门结构包括闸门板和闸框，闸门板与闸框之间装有密封条；所述控制箱将该田间水位信号与箱内预设的水位限值比对，从而控制闸门板的上升或下降。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，在无人值守情况下，便可根据水稻各生长期的用水需求远程设置田间水层限值参数，并通过全自动精准感应田间实际水位深度，自行控制闸门板的开启和关闭，保证水稻各生长期的精准水层。本发明不仅能够实现水稻田的节水灌溉和稻田排涝，而且大幅度减轻了劳动者的劳动强度，节省了劳动时间。
附图说明
图1是本发明实施例水稻田精准灌溉自动闸门装置的结构示意图。
图中：1、水位传感器；2、支撑保护套筒；3、进水孔；4、支撑杆；5、闸门控制器；6、控制箱；7、电机；8、齿轮结构；9、触碰杆；10、固定杆；11、蓄电池；12、上限位开关；13、下限位开关；14、螺丝杆；15、闸框；16、闸门板；17、密封条；18、太阳能光伏板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，包括控制箱6、设于田间的水位传感装置和闸门结构，所述水位传感装置将感应到的田间水位信号发送给由电源供电的控制箱，所述控制箱将该田间水位信号与箱内预设的水位限值比对，从而控制闸门结构的上升或下降。
所述控制箱包括通过导线与水位传感装置连接的闸门控制器5，所述闸门控制器内预设所述水位限值，所述闸门控制器将该田间水位信号与所述水位限值进行比对。
所述控制箱还包括与闸门结构连接的升降结构，所述升降结构包括电机7、一端与电机连接的齿轮结构8，齿轮结构另一端连接与闸门结构连接的螺丝杆14，所述齿轮结构的正反转带动螺丝杆上下运动从而使闸门结构上升或下降。
所述螺丝杆顶部设有一可沿控制箱内固定杆10轴向长度方向运行的触碰杆9，所述固定杆与螺丝杆平行设置，固定杆上端设有一上限位开关12，固定杆下端设有一下限位开关13，所述触碰杆通过接触所述上限位开关或下限位开关来控制所述电机的启停。
所述的水位传感装置包括水位传感器1和包裹所述水位传感器的支撑保护套筒2，所述支撑保护套筒下部设有数个进水孔3，支撑保护套筒内底部与土壤表层齐平。
所述支撑保护套筒为有机玻璃筒，所述支撑保护套筒外底部设有数个可插于田间土壤的支撑杆4。
所述自动闸门装置还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置与包括太阳能光伏板18和置于所述控制箱内的蓄电池11，所述太阳能光伏板将光能转化成电能存储到蓄电池内，所述蓄电池给所述控制器和电机供电。
所述的闸门结构包括闸门板16和闸框15，闸门板与闸框之间装有密封条17；所述控制箱将该田间水位信号与箱内预设的水位限值比对，从而控制闸门板的上升或下降。
在实施过程中，将支撑杆4插入土壤中，保证支撑保护套筒2内底部与土壤表层齐平，灌溉水从进水孔3进入支撑保护套筒2内，使水位传感器1浸在灌溉水中，支撑保护套筒内底部水平线作为水位传感器1的“0水位”基准线。
在实施过程中，田间可设置一进水闸门装置和一出水闸门装置，所述进水闸门装置和出水闸门装置的结构均可采用本发明所述自动闸门装置。在进行排涝动作时，所述进水闸门装置停止动作，所述出水闸门装置启动动作；在进行缺水灌溉动作时，所述进水闸门装置启动动作，所述出水闸门装置停止动作，只有当灌溉由于人为或机械失误导致洪涝时，所述出水闸门装置再继续启动实现排涝即可。
当田间水层高度超过预设的水位上限值时，进水闸门装置停止动作，出水闸门装置的水位传感器1将信息传输到闸门控制器5，闸门控制器5内部的电路系统自动连通蓄电池11和电机7的电源，齿轮结构8正向转动带动螺丝杆14上升，闸门板16开启，灌溉水从闸孔排出，以此实现排涝的功能。当螺丝杆14顶部的触碰杆9接触到固定杆10的上限位开关12时，电机7的电源断开，闸门板16停止上升。所述发明设置的上限位开关和下限位开关，有效的对闸门板进行上升和下降限位，延长使用寿命。
田间灌溉水不断排出，当水层下降到预设的所述水位上限值时，水位传感器1将田间的实时水位信号传输到闸门控制器5，闸门控制器5内部的电路系统又会自动连通蓄电池11和电机7的电源，齿轮结构8反向转动带动螺丝杆14下降，从而使闸门板16下降。当螺丝杆14顶部的触碰杆9接触到固定杆10的下限位开关13时，电机7的电源断开，闸门板16停止下降。
在田间正常需水灌溉时，所述进水闸门装置启动动作，所述出水闸门装置停止动作。所述出水闸门装置的闸门控制器可预设一需求的水位上限值和水位下限值，如5cm和4.5cm时，所述水位传感器将田间的实时水位信号传输给闸门控制器，当所述水位传感器1感应到田间水位低于所述水位下限值时4.5cm时，开始给田间灌溉，当灌溉到水位达到上限值5cm时，可结束灌溉。当结束灌溉过程出现人为或机械失误时，灌溉水会继续灌溉，田间水层高度便会超过预设的水位上限值时，此时，便会出现洪涝的可能，此刻，所述自动闸门装置便会开始上述排涝运行动作。该发明精准设置需求水位，可精准田间水层，达到节水灌溉的效果；自动实现水稻的“浅、湿、晒”的节水效果。
闸门板16下降过程中与安装在闸框15上的密封条17接触并相互作用，防止闸门结构漏水。安装在控制箱6上的太阳能板18，将太阳能转化为电能存储在蓄电池11中，节约能源，为闸门板16的开启关闭提供动力来源。
本实施例的描述中，需要说明的是，水位传感器优选采用接触式水位传感器，如电容式传感器，但是水位传感器的形式不仅限于接触式的，也可以是非接触的，如超声波水位传感器，若选用非接触式水位传感器，则其安装位置可以是控制箱内也可以是控制箱外。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于，包括控制箱(6)、设于田间的水位传感装置和闸门结构，所述水位传感装置将感应到的田间水位信号发送给由电源供电的控制箱，所述控制箱将该田间水位信号与箱内预设的水位限值比对，从而控制闸门结构的上升或下降。
2.根据权利要求1所述的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于：所述控制箱包括通过导线与水位传感装置连接的闸门控制器(5)，所述闸门控制器内预设所述水位限值，所述闸门控制器将该田间水位信号与所述水位限值进行比对。
3.根据权利要求2所述的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于：所述控制箱还包括与闸门结构连接的升降结构，所述升降结构包括电机(7)、一端与电机连接的齿轮结构(8)，齿轮结构另一端连接与闸门结构连接的螺丝杆(14)，所述齿轮结构的正反转带动螺丝杆上下运动从而使闸门结构上升或下降。
4.根据权利要求3所述的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于：所述螺丝杆顶部设有一可沿控制箱内固定杆(10)轴向长度方向运行的触碰杆(9)，所述固定杆与螺丝杆平行设置，固定杆上端设有一上限位开关(12)，固定杆下端设有一下限位开关(13)，所述触碰杆通过接触所述上限位开关或下限位开关来控制所述电机的启停。
5.根据权利要求1所述的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于：所述的水位传感装置包括水位传感器(1)和包裹所述水位传感器的支撑保护套筒(2)，所述支撑保护套筒下部设有数个进水孔(3)，支撑保护套筒内底部与土壤表层齐平。
6.根据权利要求5所述的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于：所述支撑保护套筒为有机玻璃筒，所述支撑保护套筒外底部设有数个可插于田间土壤的支撑杆(4)。
7.根据权利要求4所述的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于：所述自动闸门装置还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括太阳能光伏板和置于所述控制箱内的蓄电池，所述太阳能光伏板通过蓄电池给所述控制器和电机供电。
8.根据权利要求1所述的一种水稻田精准灌溉自动闸门装置，其特征在于：所述的闸门结构包括闸门板(16)和闸框(15)，闸门板与闸框之间装有密封条(17)；所述控制箱将该田间水位信号与箱内预设的水位限值比对，从而控制闸门板的上升或下降。
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