CN109287454A - 一种专用的夜间灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了专用的夜间灌溉系统，包括蓄水池、与蓄水池连通的水泵、与水泵连通的灌溉管路、灌溉装置和控制系统，所述灌溉管路主供水管、支管和连接软管，所述灌溉装置包括灌溉车、动力装置和导向装置，所述控制系统包括土壤水分传感器、PLC控制器和光控传感器；通过光电控制传感器控制本发明在夜间灌溉，避免作物在白天灌溉带来的伤害，可适应小田块灌溉、节水节能，可实现依据田块的含水率按需灌溉，保证作物灌溉量在合适范围，适合推广使用。

Description

一种专用的夜间灌溉系统

技术领域

本发明涉及灌溉技术领域，尤其涉及一种专用的夜间灌溉系统。

背景技术

夜间灌溉相比于白天灌溉，夜间灌溉由于地表温度降低，地表的蒸发量小，可以减少灌溉量，节约用水；由于会有较大的比热容，夜间灌溉的水可以作为保温介质保温，使作物的温度变化保持在平稳的变化范围内；此外，夜间植物不进行光合作用，根系进入准休眠，而一般灌溉情况下，突然根系水分突然增多，会导致根部缺氧，产生胁迫导致农作物生长受影响，夜间灌溉，由于根系进入准休眠正好相抵一段时间，这样不会由于灌溉导致植物生长期变化太大，夜间灌溉会对增产有帮助；如果的夏天的话，夜间灌溉还能避免植物被“烧”死。

但是虽然夜间灌溉节水增产效果显著，但在夜间灌溉时，采用传统的喷灌会使得水滴长时间残留在作物的叶片上，会增加作物的病害感染率，降低作物的抗病能力；若采取漫灌则耗水量大，也容易导致土壤中含水过多，从而降低了土壤的通透性，影响作物根系对氧气的吸收，抑制作物根系的生长，因此在夜间灌溉时，要严格控制灌溉水量和灌溉时间，适当的还要在灌溉水中混合农药一起喷洒，以达到防治病虫害发生的目的，从而促进作物稳产高产，增加农民的经济收入。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种专用的在夜间灌溉、可适应小田块灌溉、节水节能保证作物灌溉量在合适范围的专用的夜间灌溉系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种专用的夜间灌溉系统，包括蓄水池、与蓄水池连通的水泵、与水泵连通的灌溉管路、灌溉装置和控制系统，所述灌溉管路主供水管、支管和连接软管，所述灌溉装置包括灌溉车、动力装置和导向装置，所述控制系统包括土壤水分传感器、PLC控制器和光控传感器；

所述主供水管与水泵连通，若干支管连通于主供水管上，所述支管上设置有支管电磁阀，所述支管的末端连接有连接软管；

所述灌溉车的内部设置有分水器，所述灌溉车的两侧设置有第一出水管和第二出水管，所述连接软管与分水器的入口连通，所述分水器的入口设置于所述灌溉车的后端，所述分水器的出口与第一出水管或第二出水管连通，所述灌溉车可沿预设的灌溉路径移动；

所述土壤水分传感器分散设置于待灌溉的田间土壤中，所述光控传感器设置于朝阳的空地上，所述土壤水分传感器、所述支管电磁阀、所述动力装置、所述水泵的控制系统均于所述PLC控制系统电性连接，所述PLC控制器包括时钟模块和水分数据分析模块。

进一步的，所述导向装置包括导轨，所述导轨铺设于两块待灌溉的田块之间。

进一步的，所述动力装置为电动机，所述电动机设置于灌溉车内部用于提供动力供灌溉车移动；或所述动力装置包括牵引绳、牵动装置，所述牵引绳的一端固定设置于所述灌溉车的一端，所述牵动装置包括上收卷装置，所述上收卷装置为卷扬机，所述牵引绳的另一端固定在所述牵动装置的线轱辘上。

进一步的，所述导向装置包括导向栓、导向环和导轨，所述牵动装置包括牵引绳、牵动装置；所述导轨铺设于两块待灌溉的田块之间；所述导轨的一端的设置固定设置有导向栓，所述导向栓非背对田块的任一侧面上设置有导向环，所述导轨的另一端固定设置有牵动装置，所述牵动装置包括分别上下位置设置的上收卷装置和下收卷装置；所述牵引绳的数量至少为两根，一根所述牵引绳的一端与灌溉车的前端固定连接另一端与上收卷装置固定连接，另一个所述牵引绳的一端与所述灌溉车的后端固定连接、该牵引绳另一端穿过导向环与下收卷装置固定连接，所述上收卷装置和下收卷装置具有收放线功能。

进一步的，所述上收卷装置和所述下收卷装置包括收卷电机，所述收卷电机为步进电机或伺服电机，所述收卷电机的控制系统与所述PLC控制器电性连接。

进一步的，所述灌溉车包括车壳体，所述车壳体的四角设置有脚轮，所述上壳体的后端侧壁上设置有进水管接口，所述进水管接口将连接软管和分水器连通，所述分水器包括管件三通，所述第一出水管和第二出水管分别设置于所述上壳体左右两侧侧壁上。

进一步的，所述第一出水管上设置有第一流量计一体阀，所述第二出水管上设置有第二流量计一体阀，所述第一流量计一体阀、第二流量计一体阀的反馈线均与所述PLC控制器电性连接。

进一步的，所述控制系统还包括人机交互终端，所述人机交互终端用于显示所述夜间灌溉系统的工作状态或用于用户现场或远程控制所述夜间灌溉系统的工作状态。

进一步的，将待灌溉的田块划分为均等的若干个面积相等的小区，所述土壤水分传感器设置于所述每个小区的距离所述预设的灌溉路径的远端。

进一步的，所述主供水管的末端设置有排气阀。

本发明具有如下有益效果：

通过光电控制传感器控制本发明在夜间灌溉，避免作物在白天灌溉带来的伤害，可适应小田块灌溉、节水节能，可实现依据田块的含水率按需灌溉，保证作物灌溉量在合适范围，适合推广使用；灌溉车可以为可移动式灌溉装置，灌溉车结构简单易于制作，成本较低，使用灌溉车灌溉的时候无需铺设大面积的灌溉管路，可节约灌溉人力成本和材料成本，在一个小区灌溉达到预定的田间含水量后，灌溉车移动至下一个小区灌溉，保证灌溉的均匀，使用灌溉车灌溉相比于漫灌更加节水，相比于滴灌成本降低、节约人力，相比于喷灌不会将水喷射到作物的叶片上；使用牵引装置以牵引绳牵引的方式为灌溉车提供动力，这样设计的好处是减轻灌溉车的自重和增加灌溉车内部的可用面积以及缩小灌溉车的体积，可使灌溉车更加小巧，易于移动和存放。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本发明一个实施例的一种专用的夜间灌溉系统的应用示意图。

图2为本发明一个实施例的灌溉车的主视结构示意图。

图3为本发明一个实施例的牵动装置的侧视结构示意图。

图4为本发明一个实施例的一种专用的夜间灌溉系统的连接框图。

图中：蓄水池1、水泵2、土壤水分传感器3、支管4、主供水管5、导向栓6、导向环7、连接软管8、灌溉车9、牵引绳10、牵动装置11、田块12、小区13、支管电磁阀14、工作指示灯15、分水器16、第一流量计一体阀17、第一出水管18、牵引孔19、增压泵20、脚轮21、导轨22、第二出水管23、第二流量计一体阀24、车壳体25、上收卷装置26、下收卷装置27、PLC控制器28、人机交互终端29、光控传感器30。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1、图2、图4所示，一种专用的夜间灌溉系统，包括蓄水池1、与蓄水池连通的水泵2、与水泵2连通的灌溉管路、灌溉装置和控制系统，灌溉管路主供水管5、支管4和连接软管8，灌溉装置包括灌溉车9、动力装置和导向装置，控制系统包括土壤水分传感器3、PLC控制器28和光控传感器30；主供水管5与水泵2连通，若干支管4连通于主供水管5上，支管4上设置有支管电磁阀14，支管4的末端连接有连接软管8；灌溉车9的内部设置有分水器16，灌溉车9的两侧设置有第一出水管18和第二出水管23，连接软管8与分水器16的入口连通，分水器16的入口设置于灌溉车9的后端，分水器16的出口与第一出水管18或第二出水管23连通，灌溉车9可沿预设的灌溉路径移动；土壤水分传感器3分散设置于待灌溉的田间土壤中，光控传感器30设置于朝阳的空地上，光控传感器30受光时，本发明不进行灌溉工作，土壤水分传感器3、支管电磁阀14、动力装置、水泵2的控制系统均于PLC控制系统电性连接，PLC控制器28包括时钟模块和水分数据分析模块，可通过PLC控制器的土壤水分数据决定是否灌溉、灌溉的起始时间、灌溉水量。

可选的，在主供水管5的一端设置有增压泵22。

实施例2

如图1、图2、图3、图4所示，一种专用的夜间灌溉系统，包括蓄水池1、与蓄水池连通的水泵2、与水泵2连通的灌溉管路、灌溉装置和控制系统，灌溉管路主供水管5、支管4和连接软管8，灌溉装置包括灌溉车9、动力装置和导向装置，控制系统包括土壤水分传感器3、PLC控制器28和光控传感器30；主供水管5与水泵2连通，若干支管4连通于主供水管5上，支管4上设置有支管电磁阀14，支管4的末端连接有连接软管8；灌溉车9的内部设置有分水器16，灌溉车的两侧设置有第一出水管18和第二出水管23，连接软管8与分水器16的入口连通，分水器16的入口设置于灌溉车9的后端，分水器16的出口与第一出水管18或第二出水管23连通，灌溉车9可沿预设的灌溉路径移动；土壤水分传感器3分散设置于待灌溉的田间土壤中，光控传感器30设置于朝阳的空地上，土壤水分传感器3、支管电磁阀14、动力装置、水泵2的控制系统均于PLC控制系统电性连接，PLC控制器28包括时钟模块和水分数据分析模块。可通过PLC控制器的土壤水分数据决定是否灌溉、灌溉的起始时间、灌溉水量；预设的灌溉路径指的是灌溉车9需要行进的路径，以便对灌溉车9一侧或两侧的田块进行灌溉。

如图1、图2所示，导向装置包括导轨22，导轨22铺设于两块待灌溉的田块之间；动力装置为电动机，电动机设置于灌溉车9内部用于提供动力供灌溉车9移动；或动力装置包括牵引绳10、牵动装置11，牵引绳10的一端固定设置于灌溉车9的一端，牵动装置11包括上收卷装置26，上收卷装置26为卷扬机，牵引绳10的另一端固定在牵动装置11的线轱辘上；优选的，灌溉车9由牵引绳10传动动力进行移动，在牵引绳10单方向的牵引下，灌溉车9能够沿导轨22单方向的从牵动装置11的远端、或称为初始位置移动到牵动装置11的近端，每次灌溉车9移动后，需要人工将灌溉车9推动或搬运至导轨22的初始位置。

实施例3

本实施例3与实施例2、实施例1的不同之处在于，本实施例3中的灌溉车9能够双向移动。

如图1、图2、图3、图4所示，一种专用的夜间灌溉系统，包括蓄水池1、与蓄水池连通的水泵2、与水泵2连通的灌溉管路、灌溉装置和控制系统，灌溉管路主供水管5、支管4和连接软管8，灌溉装置包括灌溉车9、动力装置和导向装置，控制系统包括土壤水分传感器3、PLC控制器28和光控传感器30；主供水管5与水泵2连通，若干支管4连通于主供水管5上，支管4上设置有支管电磁阀14，支管4的末端连接有连接软管8；灌溉车9的内部设置有分水器16，灌溉车的两侧设置有第一出水管18和第二出水管23，连接软管8与分水器16的入口连通，分水器16的入口设置于灌溉车9的后端，分水器16的出口与第一出水管18或第二出水管23连通，灌溉车9可沿预设的灌溉路径移动；土壤水分传感器3分散设置于待灌溉的田间土壤中，光控传感器30设置于朝阳的空地上，土壤水分传感器3、支管电磁阀14、动力装置、水泵2的控制系统均于PLC控制系统电性连接，PLC控制器28包括时钟模块和水分数据分析模块。可通过PLC控制器的土壤水分数据决定是否灌溉、灌溉的起始时间、灌溉水量。

如图1、图2所示，导向装置包括导向栓6、导向环7和导轨22，牵动装置11包括牵引绳10、牵动装置11；导轨22铺设于两块待灌溉的田块之间；导轨的一端的设置固定设置有导向栓6，导向栓6非背对田块12的任一侧面上设置有导向环7，导轨的另一端固定设置有牵动装置11，牵动装置11包括分别上下位置设置的上收卷装置26和下收卷装置；牵引绳10的数量至少为两根，一根牵引绳10的一端与灌溉车9的前端固定连接另一端与上收卷装置26固定连接，另一个牵引绳10的一端与灌溉车9的后端固定连接、该牵引绳10另一端穿过导向环7与下收卷装置27固定连接，上收卷装置26和下收卷装置27具有收放线功能；优选的，上收卷装置26和下收卷装置27为卷扬机，上收卷装置26和下收卷装置27同步同速转动，在上收卷装置26和下收卷装置27配合使用下从能够实现灌溉车9的可控的沿着导轨22的往复移动。

优选的，如图1、图3所示，上收卷装置26和下收卷装置27包括收卷电机，收卷电机为步进电机或伺服电机，收卷电机的控制系统与PLC控制器28电性连接。

优选的，如图1、图2所示，灌溉车9包括车壳体25，车壳体25的四角设置有脚轮21，上壳体25的后端侧壁上设置有进水管接口，进水管接口将连接软管8和分水器16连通，分水器16包括管件三通，第一出水管18和第二出水管23分别设置于上壳体25左右两侧侧壁上。

优选的，如图2、图4所示，第一出水管18上设置有第一流量计一体阀17，第二出水管23上设置有第二流量计一体阀24，第一流量计一体阀17、第二流量计一体阀24的反馈线均与PLC控制器28电性连接；当第一流量计一体阀17检测到第一出水管18的出水量已经达到预设值，则第一流量计一体阀17停止出水，当第二流量计一体阀24检测到第二出水管23的出水量已经达到预设值，则第二流量计一体阀24停止出水。

优选的，如图4所示，控制系统还包括人机交互终端29，人机交互终端29用于显示夜间灌溉系统的工作状态或用于用户现场或远程控制夜间灌溉系统的工作状态，人机交互终端29包括移动智能终端或个人电脑或触摸显示屏。

在应用本实施例一种专用的夜间灌溉系统的田块上，为了达到更好的灌溉效果，优选的，将待灌溉的田块划分为均等的若干个面积相等的小区，土壤水分传感器3设置于每个小区的距离预设的灌溉路径的远端；现举例说明，如图1所示，将导轨22设置于两个田块之间，将导轨22一侧的田块均等的划分为A1、B1、C1、D1四个小区，相应的，将导轨22另一侧的田块均等的划分为A2、B2、C2、D2四个小区，在A1、B1、C1、D1四个小区相对于导轨22的远端分别设置土壤水分传感器3，在A2、B2、C2、D2四个小区相对于导轨22的远端同样分别设置土壤水分传感器3，用以在灌溉起始前和灌溉过程中实时监测当前小区的土壤水分含量；土壤水分传感器3在灌溉起始前检测小区的含水量是为了计算当前小区的灌溉水量，在灌溉过程中实时监测是为了防止灌溉过量引起植物受害。

优选的，主供水管5的末端设置有排气阀。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，任何所属领域的普通技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明请求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种专用的夜间灌溉系统，包括蓄水池(1)、与蓄水池连通的水泵(2)、与水泵(2)连通的灌溉管路、灌溉装置和控制系统，其特征在于：所述灌溉管路主供水管(5)、支管(4)和连接软管(8)，所述灌溉装置包括灌溉车(9)、动力装置和导向装置，所述控制系统包括土壤水分传感器(3)、PLC控制器(28)和光控传感器(30)；

所述主供水管(5)与水泵(2)连通，若干支管(4)连通于主供水管(5)上，所述支管(4)上设置有支管电磁阀(14)，所述支管(4)的末端连接有连接软管(8)；

所述灌溉车(9)的内部设置有分水器(16)，所述灌溉车的两侧设置有第一出水管(18)和第二出水管(23)，所述连接软管(8)与分水器(16)的入口连通，所述分水器(16)的入口设置于所述灌溉车(9)的后端，所述分水器(16)的出口与第一出水管(18)或第二出水管(23)连通，所述灌溉车(9)可沿预设的灌溉路径移动；

所述土壤水分传感器(3)分散设置于待灌溉的田间土壤中，所述光控传感器(30)设置于朝阳的空地上，所述土壤水分传感器(3)、所述支管电磁阀(14)、所述动力装置、所述水泵(2)的控制系统均于所述PLC控制系统电性连接，所述PLC控制器(28)包括时钟模块和水分数据分析模块。

2.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述导向装置包括导轨(22)，所述导轨(22)铺设于两块待灌溉的田块之间。

3.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述动力装置为电动机，所述电动机设置于灌溉车(9)内部用于提供动力供灌溉车(9)移动；或所述动力装置包括牵引绳(10)、牵动装置(11)，所述牵引绳(10)的一端固定设置于所述灌溉车(9)的一端，所述牵动装置(11)包括上收卷装置(26)，所述上收卷装置(26)为卷扬机，所述牵引绳(10)的另一端固定在所述牵动装置(11)的线轱辘上。

4.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述导向装置包括导向栓(6)、导向环(7)和导轨(22)，所述牵动装置(11)包括牵引绳(10)、牵动装置(11)；所述导轨(22)铺设于两块待灌溉的田块之间；所述导轨的一端的设置固定设置有导向栓(6)，所述导向栓(6)非背对田块(12)的任一侧面上设置有导向环(7)，所述导轨的另一端固定设置有牵动装置(11)，所述牵动装置(11)包括分别上下位置设置的上收卷装置(26)和下收卷装置；所述牵引绳(10)的数量至少为两根，一根所述牵引绳(10)的一端与灌溉车(9)的前端固定连接另一端与上收卷装置(26)固定连接，另一个所述牵引绳(10)的一端与所述灌溉车(9)的后端固定连接、该牵引绳(10)另一端穿过导向环(7)与下收卷装置(27)固定连接，所述上收卷装置(26)和下收卷装置(27)具有收放线功能。

5.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述上收卷装置(26)和所述下收卷装置(27)包括收卷电机，所述收卷电机为步进电机或伺服电机，所述收卷电机的控制系统与所述PLC控制器(28)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述灌溉车(9)包括车壳体(25)，所述车壳体(25)的四角设置有脚轮(21)，所述上壳体(25)的后端侧壁上设置有进水管接口，所述进水管接口将连接软管(8)和分水器(16)连通，所述分水器(16)包括管件三通，所述第一出水管(18)和第二出水管(23)分别设置于所述上壳体(25)左右两侧侧壁上。

7.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述第一出水管(18)上设置有第一流量计一体阀(17)，所述第二出水管(23)上设置有第二流量计一体阀(24)，所述第一流量计一体阀(17)、第二流量计一体阀(24)的反馈线均与所述PLC控制器(28)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述控制系统还包括人机交互终端(29)，所述人机交互终端(29)用于显示所述夜间灌溉系统的工作状态或用于用户现场或远程控制所述夜间灌溉系统的工作状态。

9.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：将待灌溉的田块划分为均等的若干个面积相等的小区，所述土壤水分传感器(3)设置于所述每个小区的距离所述预设的灌溉路径的远端。

10.根据权利要求1所述的一种专用的夜间灌溉系统，其特征在于：所述主供水管(5)的末端设置有排气阀。