CN109526702B - 一种智能调节供水量的设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能调节供水量的设备，包括水量调节阀、电动气泵、土壤参数检测装置以及控制模块；水量调节阀包括壳体，壳体的内部设有输水通道，输水通道上设置有延伸至壳体外部的若干出水口以及和出水口相对应的进水口；输水通道内设置有阀芯，阀芯的一端连接有复位弹簧，阀芯的另一端连接有密封活塞，密封活塞连接有气压腔，气压腔连接有进气管和出气管，进气管上设置有单向进气阀，出气管上设置有单向出气电磁阀，进气管连接电动气泵；土壤参数检测装置包括探测装置和传输模块，传输模块和电动气泵均与控制模块连接，本发明通过土壤参数检测装置检测的土壤的参数，实时调控水量调节阀的供水量，提高供水效率和精度。

Description

一种智能调节供水量的设备

技术领域

本发明实施例涉及灌溉设备技术领域，具体涉及一种智能调节供水量的设备。

背景技术

灌溉是补充作物所需水分的技术措施。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，灌溉时用的管道需要专用的阀门来对水流量进行控制。

但是，现有的供水流量调节装置存在以下缺陷：

(1)传统的方法，在一次灌溉中可能需要多次调节水流量，市面上大部分灌溉用阀门都是普通的球阀，控制流量只能靠人的手感，精确度不高，调节效率低底下；

(2)灌溉的供水量一般由工作人员根据经验或者对土壤的简单测量确定，但这并不能满足一些对水量供求比较敏感作物的栽培，例如，在温室作物的栽培过程中，对土壤水分的供应要求比较严格，不同土层深度的土壤的含水量的变化差异大，因此不能仅通过一次简单测量作为评估作物水量需求的标准。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种智能调节供水量的设备，通过土壤参数检测装置检测的土壤的参数，实时调控水量调节阀的供水量，大大提高了工作效率也减少了在灌溉时的工作；通过测量不同深度的土壤参数，能够更加精确的计算出土壤所需供水量，提高供水的精度以解决现有技术中由于人工调节供水量而导致的供水效率低下的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种智能调节供水量的设备，包括水量调节阀、电动气泵、土壤参数检测装置以及控制模块；所述水量调节阀包括壳体，所述壳体的内部设有输水通道，所述输水通道上设置有延伸至壳体外部的若干出水口以及和所述出水口相对应的进水口；所述输水通道内设置有阀芯，所述阀芯的一端连接有复位弹簧，所述阀芯的另一端连接有密封活塞，所述密封活塞的末端连接有用于推动所述密封活塞的气压腔，所述气压腔连接有进气管和出气管，所述进气管上设置有单向进气阀，所述出气管上设置有单向出气电磁阀，所述进气管连接电动气泵；所述土壤参数检测装置包括探测装置和传输模块，所述传输模块和电动气泵均与所述控制模块连接。

本发明实施例的特征还在于，所述探测装置包括探测插筒，所述探测插筒的一侧壁设置有渗透槽；所述探测插筒内设置有上下分布的若干检测关节，所述检测关节的内壁设有渗透隔膜，所述渗透隔膜的内部设置有润土层，所述润土层内设置有温度感应器和湿度感应器，所述温度感应器和湿度感应器均与所述传输模块电性连接。

本发明实施例的特征还在于，所述控制模块包括无线接收器，所述无线接收器电性连接有解码器，所述解码器电性连接有控制芯片，所述控制芯片与所述单向出气电磁阀和电动气泵电性连接。

本发明实施例的特征还在于，所述传输模块包括与所述温度感应器和湿度感应器电性连接的触发器，所述触发器依次连接有编码器和无线电发射器。

本发明实施例的特征还在于，所述气压腔的内壁设置有密封槽，所述密封活塞的侧壁设置有与所述密封槽相对应的密封条，所述密封活塞沿着所述密封槽在气压腔内滑动。

本发明实施例的特征还在于，所述阀芯为棱柱状，所述出水口和进水口的内端与所述棱柱的一侧棱面相接触。

本发明实施例的特征还在于，所述气压腔的内部设置有气压计，所述气压计与控制模块电性连接。

本发明实施例的特征还在于，所述探测插筒为圆柱形，且截面从上到下逐渐减小。

本发明实施例的特征还在于，所述探测插筒的底部设置有自攻段。

本发明实施例具有如下优点：

(1)本发明通过土壤参数检测装置检测的土壤的参数，实时调控水量调节阀的供水量，不再像现有技术中需要依靠操作人员的手感来旋转旋杆调整水流量，更加适合灌溉这种不需要微调却对调节效率要求高的情况下使用，结构简单，操作方便，大大提高了工作效率也减少了在灌溉时的工作；

(2)本发明测量不同深度的土壤参数，能够更加精确的计算出土壤所需供水量，提高供水的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的土壤参数检测装置的结构示意图；

图3为本发明的密封活塞的截面图；

图4为本发明的检测关节的结构示意图。

图中：

1-水量调节阀；2-电动气泵；3-土壤参数检测装置；4-控制模块；

101-壳体；102-输水通道；103-出水口；104-进水口；105-阀芯；106-复位弹簧；107-密封活塞；108-气压腔；109-进气管；110-出气管；111-单向进气阀；112-单向出气电磁阀；113-密封槽；114-密封条；115-气压计；

301-探测装置；302-传输模块；303-探测插筒；304-渗透槽；305-检测关节；306-渗透隔膜；307-润土层；308-温度感应器；309-湿度感应器；310-触发器；311-编码器；312-无线电发射器；313-自攻段；

401-无线接收器；402-解码器；403-控制芯片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图4所示，一种智能调节供水量的设备，包括水量调节阀1、用于抽取空气的电动气泵2、用于检测土壤的土壤参数检测装置3以及控制模块4。本发明的装置使用时，通过土壤参数检测装置3检测土壤的参数，这些参数编码后通过无线信号传输给控制模块4，控制模块4解码参数后，控制电动气泵2工作，实现对水量调节阀1的调节，从而输送适应当下土壤状况的水量。

作为优选的实施方式：水量调节阀1包括壳体101，壳体101的内部设有输水通道102，输水通道102上设置有延伸至壳体101外部的若干出水口103以及和出水口103相对应的进水口104。水流经输水通道102从进水口104流入出水口103。输水通道102内设置有阀芯105，阀芯105可以堵住对应位置的出水口103和进水口104。移动的阀芯105堵住的进水口104的数量越多，出水口103的水流越小；反之越大，通过移动的阀芯105可以调节供水量的大小。进一步，为了实现阀芯105对进水口104的有效堵塞，阀芯105为棱柱状，出水口103和进水口104的内端与棱柱的一侧棱面相接触。

具体的，阀芯105的一端连接有复位弹簧106，阀芯105的另一端连接有密封活塞107，密封活塞107的末端连接有用于推动密封活塞107的气压腔108。当土壤参数检测装置3检测到土壤轻微缺水或者不缺水时，调节气压腔108中的气压上升，气压推动密封活塞107一端的阀芯105朝远离气压腔108的一端移动，阀芯105堵住更多的进水口104或者所有的进水口104，供水量减少或者停止供水；当土壤参数检测装置3检测到土壤严重缺水时，调节气压腔108中气压较少，在复位弹簧106以及负压的作用下，密封活塞107一端的阀芯105朝靠近气压腔108的一端移动，阀芯105堵住较少的进水口104，供水量增加。通过对气压腔108中气压的调节，就能实现对供水量的相应调节。

优选的，为了增加密封活塞107与气压腔108之间的气密性，提高水量控制的精度，气压腔108的内壁设置了密封槽113，密封活塞107的侧壁设置有与密封槽113相对应的密封条114，密封活塞107沿着密封槽113在气压腔108内滑动。密封槽113为密封活塞107的移动提供了运动轨迹，密封条114则有效的防止了气体的泄漏。

作为优选的实施方式：气压腔108连接有进气管109和出气管110，进气管109上设置有单向进气阀111，出气管110上设置有单向出气电磁阀112，进气管109连接电动气泵2。土壤参数检测装置3包括用于检测土壤参数的探测装置301和用于传输土壤参数信息的传输模块302，传输模块302和电动气泵2均与控制模块4连接。控制模块4一方面能够采集传输模块302传递的土壤参数信息，另一方面可以控制电动气泵2或单向出气电磁阀112调节气压腔108内气压的供应状况，用以提供适宜的水量。

为了提高土壤参数检测的精度，采用测量同一立地条件下不同深度的土壤参数取平均值的方式，因此对探测装置301做了如下设计：探测装置301包括探测插筒303，为了便于将探测插筒303插入土壤中，优选的，探测插筒303为圆柱形，且截面从上到下逐渐减小，探测插筒303的底部设置有自攻段313，自攻段313为螺杆结构。探测插筒303的一侧壁设置有便于水分浸透的渗透槽304。

为了实现对不同深度的土壤进行单独取样，探测插筒303内设置有上下分布的若干检测关节305，检测关节305的内壁设有渗透隔膜306，渗透隔膜306的内部设置有润土层307。土壤中的水分经渗透隔膜306流入润土层307。润土层307内设置有温度感应器308和湿度感应器309，温度感应器308和湿度感应器309均与传输模块302电性连接。温度感应器308和湿度感应器309感应润土层307的土壤信息后，传送至传输模块302。

为了实现土壤参数检测装置3和控制模块4之间的无线信息传输，以及控制模块4对于供水量的智能控制，传输模块302包括与温度感应器308和湿度感应器309电性连接的触发器310，触发器310依次连接有编码器311和无线电发射器312。

控制模块4包括无线接收器401，无线接收器401电性连接有解码器402，解码器402电性连接有控制芯片403，控制芯片403与单向出气电磁阀112和电动气泵2电性连接。优选的，气压腔108的内部设置有测量气压值的气压计115，气压计115与控制模块4电性连接。

具体的，温度感应器308和湿度感应器309将感应到的土壤信息经触发器310发送至编码器311编码，后由无线电发射器312发送至控制模块4。控制模块4的无线接收器401收到信号时首先用解码器402对其进行解码，由控制芯片403对土壤的参数进行分析，计算出最适宜的供水量，以及气压腔108中应提供的相应气压。相应的打开对应位置的单向出气电磁阀112或电动气泵2并由气压腔108内的气压计115实时统计气压状态。控制模块4根据此流量反馈，负反馈调节单向出气电磁阀112或电动气泵2。进一步解释，土壤轻微缺水或者不缺水时，气压腔108需要供气，打开电动气泵2关闭单向出气电磁阀112，供应一定量的气体后，关闭电动气泵2，保持气压腔108中的压力稳定；当土壤比较缺水时，气压腔108需要泄气，关闭电动气泵2，打开单向出气电磁阀112，泄放一定量的气体后，关闭单向出气电磁阀112，保持气压腔108中的压力稳定。并且由于气压计115实时监控气压腔108气压，控制模块4可以对其内的气压随即调节，保持气压稳定。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种智能调节供水量的设备，其特征在于：包括水量调节阀(1)、电动气泵(2)、土壤参数检测装置(3)以及控制模块(4)；所述水量调节阀(1)包括壳体(101)，所述壳体(101)的内部设有输水通道(102)，所述输水通道(102)上设置有延伸至壳体(101)外部的若干出水口(103)以及和所述出水口(103)相对应的进水口(104)；所述输水通道(102)内设置有阀芯(105)，所述阀芯(105)的一端连接有复位弹簧(106)，所述阀芯(105)的另一端连接有密封活塞(107)，所述密封活塞(107)的末端连接有用于推动所述密封活塞(107)的气压腔(108)，所述气压腔(108)连接有进气管(109)和出气管(110)，所述进气管(109)上设置有单向进气阀(111)，所述出气管(110)上设置有单向出气电磁阀(112)，所述进气管(109)连接电动气泵(2)；

所述土壤参数检测装置(3)包括探测装置(301)和传输模块(302)，所述传输模块(302)和电动气泵(2)均与所述控制模块(4)连接，所述探测装置(301)包括探测插筒(303)，所述探测插筒(303)的一侧壁设置有渗透槽(304)；所述探测插筒(303)内设置有上下分布的若干检测关节(305)，所述检测关节(305)的内壁设有渗透隔膜(306)，所述渗透隔膜(306)的内部设置有润土层(307)，所述润土层(307)内设置有温度感应器(308)和湿度感应器(309)，所述温度感应器(308)和湿度感应器(309)均与所述传输模块(302)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能调节供水量的设备，其特征在于：所述控制模块(4)包括无线接收器(401)，所述无线接收器(401)电性连接有解码器(402)，所述解码器(402)电性连接有控制芯片(403)，所述控制芯片(403)与所述单向出气电磁阀(112)和电动气泵(2)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能调节供水量的设备，其特征在于：所述传输模块(302)包括与所述温度感应器(308)和湿度感应器(309)电性连接的触发器(310)，所述触发器(310)依次连接有编码器(311)和无线电发射器(312)。

4.根据权利要求1所述的一种智能调节供水量的设备，其特征在于：所述气压腔(108)的内壁设置有密封槽(113)，所述密封活塞(107)的侧壁设置有与所述密封槽(113)相对应的密封条(114)，所述密封活塞(107)沿着所述密封槽(113)在气压腔(108)内滑动。

5.根据权利要求1所述的一种智能调节供水量的设备，其特征在于：所述阀芯(105)为棱柱状，所述出水口(103)和进水口(104)的内端与所述棱柱的一侧棱面相接触。

6.根据权利要求1所述的一种智能调节供水量的设备，其特征在于：所述气压腔(108)的内部设置有气压计(115)，所述气压计(115)与控制模块(4)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能调节供水量的设备，其特征在于：所述探测插筒(303)为圆柱形，且截面从上到下逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的一种智能调节供水量的设备，其特征在于：所述探测插筒(303)的底部设置有自攻段(313)。

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