CN109964614A - 一种水肥一体化系统 - Google Patents

Abstract

一种水肥一体化系统，涉及一种通用性灌溉施肥系统，属于农业技术领域。解决了现有水肥一体化系统施肥控制策略单一、系统适用性差的问题。本发明包括控制器、供水系统、供肥系统、喷洒机构和主管路；供水系统，用于输出灌溉水；供肥系统，用于输出液体肥；供水系统和供肥系统均与主管路的入口连通，主管路的出口与喷洒机构的入口连通；喷洒机构，用于对不同园区进行喷水或喷肥；控制器，用于对供肥系统输出的液体肥的供肥量进行控制、对供水系统输出的灌溉水的供水量进行控制，还用于与终端手机进行无线通讯。本发明主要应用于农业领域。

Description

一种水肥一体化系统

技术领域

本发明涉及一种施肥灌溉系统，具体涉及一种通用性灌溉施肥系统，属于农业技术领域。

背景技术

近年来，现代农业技术发展，可溶性固体和液体肥料在农业生产中已得到推广和普及。水肥一体化就是将可溶性固体或液体肥料配兑成的肥液与灌溉水一起在管道内混合均匀，通过滴灌管道浸润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和营养。这样的施肥方式节约了劳动成本，提高了肥料的利用率，提高生产效率。

而目前广大生产者来对灌溉施肥系统认知不足，且施肥系统参差不齐，一般利用电导率传感器和PH传感器检测土壤的导电率及PH值，来确认土壤是否需要进行施肥或灌溉，所需得检测器件多，导致整个系统价格昂贵，且施肥控制策略单一、只能实用于土培、水培或大田等特定园区，系统适用性差、操作复杂，因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明是为了解决现有水肥一体化系统施肥控制策略单一、系统适用性差的问题，本发明提供了一种水肥一体化系统。

一种水肥一体化系统，包括控制器、供水系统、供肥系统、喷洒机构和主管路；

供水系统，用于输出灌溉水；

供肥系统，用于输出液体肥；

供水系统和供肥系统均与主管路的入口连通，主管路的出口与喷洒机构的入口连通；

喷洒机构，用于对不同园区进行喷水或喷肥；

控制器，用于对供肥系统输出的液体肥的供肥量进行控制、对供水系统输出的灌溉水的供水量进行控制，还用于与终端手机进行无线通讯。

优选的是，还包括涡轮流量计，涡轮流量计设置在主管路上，用于检测主管路内的液体流量。

优选的是，供水系统包括供水装置和过滤装置；

供水装置输出的灌溉水经过滤装置过滤后，送至主管路的入口。

优选的是，供水装置包括水箱、水泵和远传压力表；

水泵设置在水箱与过滤装置之间的管路上，通过控制器对水泵进行控制，从而将水箱内的水泵入到过滤装置内；

远传压力表设置在水泵与过滤装置之间的管路上，并对其所在的管路内的液体压力进行测量，并上传至控制器。

优选的是，所述过滤装置包括砂石过滤器和叠片式过滤器；

砂石过滤器，用于对供水装置输出的灌溉水中的有机与无机杂质进行一次过滤；

叠片式过滤器，用于对一次过滤后的灌溉水中的颗粒进行二次过滤，颗粒的直径为20um至1000um。

优选的是，供肥系统包括混肥泵、多个供液肥支路和1个供液酸支路，控制器还用于控制混肥泵工作；

混肥泵，用于将供液肥支路和供液酸支路中的液体泵入到主管路内。

优选的是，还包括旁路管路，旁路管路上设有电导率传感器和PH传感器；

电导率传感器，用于检测流经主管路内液体的电导率，并上传至控制器；

PH传感器，用于检测流经主管路内液体的PH值，并上传至控制器；

每个供液肥支路包括1号文丘里射流器、1号电磁阀和液肥罐，液肥罐通过1号管路与1号文丘里射流器的第一入口连通，1号文丘里射流器的出口与混肥泵连通，1号电磁阀设置在1号管路上；

供液酸支路包括2号文丘里射流器、2号电磁阀和液酸罐，液酸罐通过2号管路与2号文丘里射流器的第一入口连通，2号文丘里射流器的出口与混肥泵连通，2号电磁阀设置在2号管路上；

旁路管路的一端与主管路连通，用于引出流经主管路的液体，旁路管路的另一端同时与多个供液肥支路中的1号文丘里射流器的第二入口、供液酸支路中2号文丘里射流器的第二入口连通；

控制器根据接收的电导率和PH值对多个供液肥支路中的1号电磁阀和供液酸支路中2号电磁阀进行控制，从而调节从主管路输出液体的电导率和PH值。

优选的是，每个供液酸支路中，1号文丘里射流器的第二入口与旁路管路连通的管路上设有1号球阀，该1号球阀用于调节流入1号文丘里射流器内液体的流量；

供液酸支路中，2号文丘里射流器的第二入口与旁路管路连通的管路上设有2号球阀，该1号球阀用于调节流入2号文丘里射流器内液体的流量。

优选的是，所述每个供液酸支路中，连接液肥罐与1号文丘里射流器之间的1号管路上设有1号浮子流量计，该1号浮子流量计用于检测1号管路内液体流量；

供液酸支路中，连接液酸罐与2号文丘里射流器之间的2号管路上设有2号浮子流量计，该2号浮子流量计用于检测2号管路内液体流量。

优选的是，喷洒机构包括多个喷洒支路，且多个喷洒支路与主管路的出口连通，且每个喷洒支路上均设有3号电磁阀，控制器用于对所有喷洒支路上的3号电磁阀进行控制。

本发明带来的有益效果是，本发明所述的一种水肥一体化系统结构简单，施肥方法多样，对不同作物进行分类管理，可适用于不同的园区，系统适用性强，进行系统区别施肥可以应用于大中型园林进行分区灌溉与施肥。

本发明所述的一种水肥一体化系统即可以实现喷水，又可以实现喷肥，当一体化系统用于实现喷水时，供肥系统不工作，供水系统工作，从而实现对相应园区进行喷水灌溉，当一体化系统用于实现喷肥时，供水系统和供肥系统同时工作，二者输出的液体在主管路进行混合后，通过喷洒机构对相应的园区进行施肥。

本发明所述的一种水肥一体化系统，提供了一种灌溉方式和两种施肥控制方式，具体如下：

(1)灌溉：供肥系统不进行工作，其它部件正常进行工作，可对相应园区进行灌溉；

(2)供肥系统和供肥系统均正常工作，将涡轮流量计检测的数据反馈给控制器，控制器发出相应的指令，进行相应流量配比进行控制，从而实现园区进行科学精确施肥；

(3)供肥系统和供肥系统均正常工作，将电导率传感器和PH传感器检测的数据反馈给控制器，控制器发出相应的指令，进行相应流量配比进行控制，从而对从主管路中流出至灌溉区的液体导电率及PH值进行调节，从而实现对园区进行科学精确施肥。

附图说明

图1为本发明所述的一种水肥一体化系统的结构示意图。

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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参见图1说明本实施方式一，本实施方式所述的一种水肥一体化系统，包括控制器、供水系统、供肥系统、喷洒机构和主管路8；

供水系统，用于输出灌溉水；

供肥系统，用于输出液体肥；

供水系统和供肥系统均与主管路8的入口连通，主管路8的出口与喷洒机构的入口连通；

喷洒机构，用于对不同园区进行喷水或喷肥；

控制器，用于对供肥系统输出的液体肥的供肥量进行控制、对供水系统输出的灌溉水的供水量进行控制，还用于与终端手机进行无线通讯。

本实施方式所述的一种水肥一体化系统即可以实现喷水，又可以实现喷肥，当一体化系统用于实现喷水时，供肥系统不工作，供水系统工作，从而实现对相应园区进行喷水灌溉，当一体化系统用于实现喷肥时，供水系统和供肥系统同时工作，二者输出的液体在主管路8进行混合后，通过喷洒机构对相应的园区进行施肥。

本实施方式所述的一种水肥一体化系统，可适用于不同的园区，系统适用性强，可实现两种控制策略，控制施肥和控制喷水灌溉。

可以通过手机内嵌入的微信小程序监控进行实时配肥实时灌溉，可以根据土地的需求不同随时调整肥液浓度，更加灵活精准，节省肥料。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，一种水肥一体化系统还包括涡轮流量计3，涡轮流量计3设置在主管路8上，用于检测主管路8内的液体流量。

本优选实施方式中，可通过设置在主管路8上涡轮流量计3检测主管路8内的液体流量，根据流量数据对灌溉区内施肥和施水量进行有效控制，通过流量配比实现对园区的科学管理。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，供水系统包括供水装置1和过滤装置2；

供水装置1输出的灌溉水经过滤装置2过滤后，送至主管路8的入口。

本优选实施方式中，供水系统设有过滤装置2，可实现对水源进行除杂，避免杂质堵塞管路，使得水肥一体化系统运行更加稳定，并延长一体化系统的使用寿命。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，供水装置1包括水箱1-1、水泵1-2和远传压力表1-3；

水泵1-2设置在水箱1-1与过滤装置2之间的管路上，通过控制器对水泵1-2进行控制，从而将水箱1-1内的水泵入到过滤装置2内；

远传压力表1-3设置在水泵1-2与过滤装置2之间的管路上，并对其所在的管路内的液体压力进行测量，并上传至控制器。

本优选实施方式中，供水装置1构成及操作简单，便于生产及应用，远传压力表1-3可实时监测水泵1-2泵出水的压力，对水肥一体化系统的稳定运行，提供有效数据实现恒压供水，同时与涡轮流量计3配合可以控制水流量，既保证灌溉需求，又保证水与肥液混合稳定，提高配肥精度。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，所述过滤装置2包括砂石过滤器2-1和叠片式过滤器2-2；

砂石过滤器2-1，用于对供水装置1输出的灌溉水中的有机与无机杂质进行一次过滤；

叠片式过滤器2-2，用于对一次过滤后的灌溉水中的颗粒进行二次过滤，颗粒的直径为20um至1000um。

本优选实施通过两个过滤器，即：砂石过滤器2-1和叠片式过滤器2-2依次对灌溉水进行粗虑及精滤，彻底对一体化系统中流动的灌溉水进行有效除杂，以保证一体化系统的运行稳定性。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，供肥系统包括混肥泵4、多个供液肥支路5和1个供液酸支路6，控制器还用于控制混肥泵4工作；

混肥泵4，用于将供液肥支路5和供液酸支路6中的液体泵入到主管路8内。

本优选实施方式中，设置的供液酸支路6用于对主管路8输出液体的PH值进行控制，设置供液肥支路5用于对主管路8输出液体的导电性进行控制，导电性可体现液体的含肥量。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中所述的一种水肥一体化系统，还包括旁路管路7，旁路管路7上设有电导率传感器7-1和PH传感器7-2；

电导率传感器7-1，用于检测流经主管路8内液体的电导率，并上传至控制器；

PH传感器7-2，用于检测流经主管路8内液体的PH值，并上传至控制器；

每个供液肥支路5包括1号文丘里射流器5-1、1号电磁阀5-2和液肥罐5-3，液肥罐5-3通过1号管路与1号文丘里射流器5-1的第一入口连通，1号文丘里射流器5-1的出口与混肥泵4连通，1号电磁阀5-2设置在1号管路上；

供液酸支路6包括2号文丘里射流器6-1、2号电磁阀6-2和液酸罐6-3，液酸罐6-3通过2号管路与2号文丘里射流器6-1的第一入口连通，2号文丘里射流器6-1的出口与混肥泵4连通，2号电磁阀6-2设置在2号管路上；

旁路管路7的一端与主管路8连通，用于引出流经主管路8的液体，旁路管路7的另一端同时与多个供液肥支路5中的1号文丘里射流器5-1的第二入口、供液酸支路6中2号文丘里射流器6-1的第二入口连通；

控制器根据接收的电导率和PH值对多个供液肥支路5中的1号电磁阀5-2和供液酸支路6中2号电磁阀6-2进行控制，从而调节从主管路8输出液体的电导率和PH值。

本优选实施方式中，可根据EC传感器7-1和PH传感器7-2的检测相应电导率和PH值数据，并上传至上位机，上位机对相应的电磁阀进行相应控制，最终实现主管路8中的灌溉水和肥液进行科学配比。

文丘里射流器可利用流经其内的液体的负压差，产生吸力，从而对罐体内的液体进行吸取。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，每个供液酸支路6中，1号文丘里射流器5-1的第二入口与旁路管路7连通的管路上设有1号球阀5-4，该1号球阀5-4用于调节流入1号文丘里射流器5-1内液体的流量；

供液酸支路6中，2号文丘里射流器6-1的第二入口与旁路管路7连通的管路上设有2号球阀6-4，该1号球阀5-4用于调节流入2号文丘里射流器6-1内液体的流量。

本优选实施方式中，球阀的设置方式，可有效控制球阀所在管路内的液体流量。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，所述每个供液酸支路6中，连接液肥罐5-3与1号文丘里射流器5-1之间的1号管路上设有1号浮子流量计5-5，该1号浮子流量计5-5用于检测1号管路内液体流量；

供液酸支路6中，连接液酸罐6-3与2号文丘里射流器6-1的之间的2号管路上设有2号浮子流量计6-5，该2号浮子流量计6-5用于检测2号管路内液体流量。

本优选实施方式中，浮子流量计的设置方式，可对液肥罐5-3和液酸罐6-3输出的液体流量进行监测，为后续肥液与灌溉水的配比提供精确的数据。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式中，喷洒机构包括多个喷洒支路，且多个喷洒支路与主管路8的出口连通，且每个喷洒支路上均设有3号电磁阀，控制器用于对所有喷洒支路上的3号电磁阀进行控制。

本优选实施方式中，多个喷洒支路的设置方式，可实现对不同园区进行不同控制。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式所述的一种水肥一体化系统，还包括压力传感器9，用于检测流经主管路8的液体压力，并上传至控制器。

本优选实施方式中，通过压力传感器9对流经主管路8的液体压力进行检测，为后续流入主管路8中的灌溉水和肥液形成的混合液提供准确的配比数据。

参见图1说明本优选实施方式，本优选实施方式所述的一种水肥一体化系统，还包括显示器，显示器用于对控制器接收的检测数据进行显示。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其它的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例。

Claims (10)

1.一种水肥一体化系统，其特征在于，包括控制器、供水系统、供肥系统、喷洒机构和主管路(8)；

供水系统，用于输出灌溉水；

供肥系统，用于输出液体肥；

供水系统和供肥系统均与主管路(8)的入口连通，主管路(8)的出口与喷洒机构的入口连通；

喷洒机构，用于对不同园区进行喷水或喷肥；

控制器，用于对供肥系统输出的液体肥的供肥量进行控制、对供水系统输出的灌溉水的供水量进行控制，还用于与终端手机进行无线通讯。

2.根据权利要求1所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，还包括涡轮流量计(3)，涡轮流量计(3)设置在主管路(8)上，用于检测主管路(8)内的液体流量。

3.根据权利要求1所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，供水系统包括供水装置(1)和过滤装置(2)；

供水装置(1)输出的灌溉水经过滤装置(2)过滤后，送至主管路(8)的入口。

4.根据权利要求3所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，供水装置(1)包括水箱(1-1)、水泵(1-2)和远传压力表(1-3)；

水泵(1-2)设置在水箱(1-1)与过滤装置(2)之间的管路上，通过控制器对水泵(1-2)进行控制，从而将水箱(1-1)内的水泵入到过滤装置(2)内；

远传压力表(1-3)设置在水泵(1-2)与过滤装置(2)之间的管路上，并对其所在的管路内的液体压力进行测量，并上传至控制器。

5.根据权利要求3所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，所述过滤装置(2)包括砂石过滤器(2-1)和叠片式过滤器(2-2)；

砂石过滤器(2-1)，用于对供水装置(1)输出的灌溉水中的有机与无机杂质进行一次过滤；

叠片式过滤器(2-2)，用于对一次过滤后的灌溉水中的颗粒进行二次过滤，颗粒的直径为20um至1000um。

6.根据权利要求1至5所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，供肥系统包括混肥泵(4)、多个供液肥支路(5)和1个供液酸支路(6)，控制器还用于控制混肥泵(4)工作；

混肥泵(4)，用于将供液肥支路(5)和供液酸支路(6)中的液体泵入到主管路(8)内。

7.根据权利要求6所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，还包括旁路管路(7)，旁路管路(7)上设有电导率传感器(7-1)和PH传感器(7-2)；

电导率传感器(7-1)，用于检测流经主管路(8)内液体的电导率，并上传至控制器；

PH传感器(7-2)，用于检测流经主管路(8)内液体的PH值，并上传至控制器；

每个供液肥支路(5)包括1号文丘里射流器(5-1)、1号电磁阀(5-2)和液肥罐(5-3)，液肥罐(5-3)通过1号管路与1号文丘里射流器(5-1)的第一入口连通，1号文丘里射流器(5-1)的出口与混肥泵(4)连通，1号电磁阀(5-2)设置在1号管路上；

供液酸支路(6)包括2号文丘里射流器(6-1)、2号电磁阀(6-2)和液酸罐(6-3)，液酸罐(6-3)通过2号管路与2号文丘里射流器(6-1)的第一入口连通，2号文丘里射流器(6-1)的出口与混肥泵(4)连通，2号电磁阀(6-2)设置在2号管路上；

旁路管路(7)的一端与主管路(8)连通，用于引出流经主管路(8)的液体，旁路管路(7)的另一端同时与多个供液肥支路(5)中的1号文丘里射流器(5-1)的第二入口、供液酸支路(6)中2号文丘里射流器(6-1)的第二入口连通；

控制器根据接收的电导率和PH值对多个供液肥支路(5)中的1号电磁阀(5-2)和供液酸支路(6)中2号电磁阀(6-2)进行控制，从而调节从主管路(8)输出液体的电导率和PH值。

8.根据权利要求7所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，每个供液酸支路(6)中，1号文丘里射流器(5-1)的第二入口与旁路管路(7)连通的管路上设有1号球阀(5-4)，该1号球阀(5-4)用于调节流入1号文丘里射流器(5-1)内液体的流量；

供液酸支路(6)中，2号文丘里射流器(6-1)的第二入口与旁路管路(7)连通的管路上设有2号球阀(6-4)，该1号球阀(5-4)用于调节流入2号文丘里射流器(6-1)内液体的流量。

9.根据权利要求7或8所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，所述每个供液酸支路(6)中，连接液肥罐(5-3)与1号文丘里射流器(5-1)之间的1号管路上设有1号浮子流量计(5-5)，该1号浮子流量计(5-5)用于检测1号管路内液体流量；

供液酸支路(6)中，连接液酸罐(6-3)与2号文丘里射流器(6-1)之间的2号管路上设有2号浮子流量计(6-5)，该2号浮子流量计(6-5)用于检测2号管路内液体流量。

10.根据权利要求1所述的一种水肥一体化系统，其特征在于，喷洒机构包括多个喷洒支路，且多个喷洒支路与主管路(8)的出口连通，且每个喷洒支路上均设有3号电磁阀，控制器用于对所有喷洒支路上的3号电磁阀进行控制。