CN114402968A - 一种沼液灌溉施肥系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沼液灌溉施肥系统及其应用,涉及沼液灌溉技术领域。包括灌溉主管道,所述灌溉主管道沿灌溉水流动方向依次设置有灌溉水电导率采集模块、第二流量计和水肥混合液电导率检验模块,且灌溉主管道上还连通有沼液输送管道,所述沼液输送管道位于第二流量计和水肥混合液电导率检验模块之间,所述沼液输送管道的末端连通有沼液池。本发明不但解决了沼液水肥配比难、施入低效的问题,同时,施加量和施加时间也被定量确定,弥补了当前沼液灌溉系统缺少具有普适性的清水沼液配比实施系统的空白,此外还能够同时实现各个电导率传感器工作状态的检验和延长电导率传感器的工作寿命,对沼液高效还田和大面积推广具有重要意义。

Description

一种沼液灌溉施肥系统及其应用
技术领域
本发明涉及沼液灌溉技术领域,具体为一种沼液灌溉施肥系统及其应用。
背景技术
近年来,废弃资源在沼气工程中高效利用,如粪便、秸秆、餐余垃圾等,但在沼气工程发酵后仍有巨量的剩余产物—沼液,有关数据表明中小型养殖场每日沼液可达500立方米,直接排放仍会对土壤和大气造成污染。
与此同时,沼液作为一种有机液体肥,尤以氮肥较多,通常1立方米的沼液中,含有纯氮1-6Kg,其能够成为肥料的不二选择。因此,有学者提出了种养循环模式,将沼液作为有机液态肥灌溉到田间供作物使用,但沼液还田灌溉缺少有效的管道化输送工程,多目前以粗放漫灌方式还田居多,这不仅浪费劳动力和水肥资源,不利于规模化运营管护,沼液过量还田会带来一些潜在的环境风险。因此,借助滴灌、喷灌等管道灌溉系统成为沼液计量还田的重要途径。
沼液借助管道灌溉系统入田过程中存在一些重大关键性技术问题,如沼液与清水的实时水肥配比问题,尽管一些研究指出某一配比更易使作物高品高产,但是由于沼液的发酵来源、发酵工艺等不同,使得营养成分、电导率等存在较大差异,且作物需求也不同,现有水肥配比的结论存在很大局限性。而目前生产现状缺乏专门适用于管道系统的沼液灌溉设备、系统或方法。因此,亟需提出一种针对沼液管道灌溉系统下具有动态普适性的水肥灌溉系统及其水肥配比灌溉计算方法,以解决目前沼液灌溉系统如何配比、施多少以及施多久的问题,从而保障作物生长的安全性,并提高作物的水肥利用效率;
现有大多数解决方案中均是采用清水液和沼液混合后进行滴灌的操作,但是由于清水液和沼液的流量配比差距较大,因此在混合管处需要流动较长长度后混合液才能够混合均匀,因此如果需要进行混合后的液体的浓度则需要将感测器放置的较远,不利于整个监测系统的布线,此外在清水液和沼液源头处以及最后的混合处均需要分别设置浓度或者电导率传感器,以进行浓度的实时动态监测,因此在某一个传感器,尤其是混合液处的传感器发生故障例如数值锁死不会变化,则很容易让观察者误认为当前配比正常而产生浇灌事故。
发明内容
为解决现有技术中的技术难点,本发明从满足作物基本生长条件(电导率)和正常营养需求(氮肥)的角度,提出了一种基于电导率配置的沼液灌溉施肥系统及其应用。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种沼液灌溉施肥系统,包括灌溉主管道,在灌溉主管道的前端设置有一第二电动调节阀,所述灌溉主管道沿灌溉水流动方向依次安装有灌溉水电导率采集模块、第二流量计和水肥混合液电导率检验模块,且灌溉主管道上还连通有沼液输送管道,所述沼液输送管道位于第二流量计和水肥混合液电导率检验模块之间,所述沼液输送管道的末端连通有沼液池,且沼液输送管道沿沼液流动方向依次设置有污水泵、第一电动调节阀、第一流量计和沼液电导率采集模块,所述沼液电导率采集模块还连接有沼液氮含量检测模块;
其中在灌溉主管道的位于灌溉水电导率采集模块和水肥混合液电导率检验模块的水流动方向的前侧上还连接有第一挠性管和第二挠性管,在沼液输送管道的位于沼液电导率采集模块的前端还连接有第三挠性管,其中第一至第三挠性管为锥形管体且在管体外套分别设有第一至第三电控夹紧机构,所述灌溉水电导率采集模块和水肥混合液电导率检验模块结构一致,所述灌溉水电导率采集模块包括单缓冲液体采集容器,且单缓冲液体采集容器的两端设置有第一旁路缓冲进水管和第一旁路缓冲出水管,第一旁路缓冲进水管与第一锥形管的较细端连通对接,第一旁路缓冲出水管与灌溉主管道相连通,所述单缓冲液体采集容器的顶部还螺纹连接有第一电导率传感器;
所述沼液电导率采集模块包括双缓冲液体采集容器,且双缓冲液体采集容器的两端设置有第二旁路缓冲出水管和第二旁路缓冲进水管,第二旁路缓冲进水管和第三锥形管的较细端连通对接,第二旁路缓冲出水管与沼液输送管道相连通,所述双缓冲液体采集容器的顶部螺纹连接有第二电导率传感传感器。
本技术方案中优选的,还包括控制箱,所述控制箱的顶部还设置有报警器,所述灌溉水电导率采集模块、第二流量计、水肥混合液电导率检验模块、污水泵、第一电动调节阀、第一流量计、沼液电导率采集模块和沼液氮含量检测模块、第一至第三电控夹紧机构分别与控制箱电性连接。
本技术方案中优选的,所述双缓冲液体采集容器的顶部通过沼液样品含氮量提取管与沼液氮含量检测模块相连通,所述沼液氮含量检测模块包括具有升温功能的消解反应器,所述消解反应器分别通过不同的管道与输送泵和废液瓶相连通,所述消解反应器与废液瓶之间的管道设置有电磁阀,所述输送泵的输入端通过管道连接有多通道切换阀,且多通道切换阀通过多根管道分别连通有一个处理瓶和至少三个试剂瓶。
本技术方案中优选的,其应用步骤如下并在控制箱内实现命令操作:
S1、首先,保持三个电电控夹紧机构的夹紧动作固定,通过灌溉水电导率采集模块和沼液电导率采集模块实测确定实际场景中的沼液电导率ECbs值和灌溉水电导率ECw值;
S2、其次,根据浓度与电导率正相关,基于内部设定可选的不同作物电导率ECp值、实际场景沼液电导率ECbs值和灌溉水电导率ECw值,计算水肥配比M;
S3、然后,根据步骤S计算出的配比M,电动阀自动进行动态调整;
S4、再之,基于设定实际场景作物经验施氮量b值与所述沼液氮含量检测模块所测沼液氮含量a值的比值,可计算出所需沼液用量H值;
S5、最后,通过步骤S中H值和步骤S中L值的比值,还可确定施肥的时间T;
S6、定期分别执行灌溉水电导率采集模块、水肥混合液电导率检验模块、沼液电导率采集模块三个模块的工作状态检验,具体包括如下步骤:
S6.1控制第一或第二电控夹紧机构的夹紧程度变化,从而使得第一或者第二锥形管中的灌溉水或者沼液的流通流量,此时观察水肥混合液电导率检验模块的数值是否产生预期趋势的数值上升或者下降,如果保持不便则直接报错处理,如果与其趋势反向,则进入报错程序,该过程中同步记录观察第二流量计、第一流量计的数值变化是否符合预期,否则直接报错;
S6.2在确定水肥混合液电导率检验模块工作状态正常后,保持第二电动调节阀开启的同时关闭第一电动调节阀,然后静置一段时间后,如果灌溉水电导率采集模块和水肥混合液电导率检验模块数值相同,则灌溉水电导率采集模块工作状态正常,否则进入报错程序;
S6.3在确定水肥混合液电导率检验模块和灌溉水电导率采集模块工作状态均正常后,开启第一电动调节阀并关闭第二电动调节阀,如果沼液电导率采集模块和水肥混合液电导率检验模块数值相同,则沼液电导率采集模块工作状态正常,否则进入报错程序。
当混配比例确定后,所述水肥混合液电导率检验模块中电导率值与实际场景作物电导率值绝对误差超过30%时,所述报警器进行预警,当绝对误差超过50%时,系统自动暂停,并进行传感器等的系统检修。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、本发明中通过多个流量计、多个电导率传感器配合特殊的传统管道和锥形的可控流通面积挠性管组合设计,使得在保证混合均匀的基础上,还能够同时实现另外两个更为重要的功能,即实现各个电导率传感器工作状态的检验和延长电导率传感器的工作寿命。
2、该沼液灌溉施肥系统及其应用,不但有效地解决了沼液水肥配比难、不能安全高效施入的问题。同时,水肥配比后施加量和施加时间也被明确确定,弥补了当前缺少具有普适性沼液灌溉系统的水肥配比计算方法的空白,该系统对于农业工作者可实施性高,对沼液灌溉的大面积推广具有重要意义。
附图说明
图1为本发明所提出的沼液灌溉施肥系统结构示意图;
图2为本发明所提出的灌溉水电导率采集模块结构示意图;
图3为本发明所提出的沼液电导率采集模块结构示意图;
图4为本发明所提出的沼液氮含量检测模块结构示意图;
图5为本发明所提出沼液氮含量检测模块的结构原理图;
图6本发明所提出的沼液灌溉施肥系统应用步骤流程图。
图中:1、灌溉主管道;2、灌溉水电导率采集模块;201、第一旁路缓冲进水管;202、单缓冲液体采集容器;203、第一电导率传感器;204、第一旁路缓冲出水管;3、第二流量计;4、水肥混合液电导率检验模块;5、沼液池;6、污水泵;7、第一电动调节阀;8、第一流量计;9、沼液电导率采集模块;901、第二旁路缓冲出水管;902、双缓冲液体采集容器;903、第二电导率传感器;904、沼液样品含氮量提取管;905、第二旁路缓冲进水管;10、沼液氮含量检测模块;11、控制箱;12、报警器;13、沼液输送管道。
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。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,并不是指示或暗示所指的装置或元件所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。
此外,应当理解,为了便于描述,附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制,例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
应注意的是,相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义或说明,则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
如图1所示,本发明提供一种技术方案:一种沼液灌溉施肥系统,包括灌溉主管道1,在灌溉主管道1的前端设置有一第二电动调节阀,所述灌溉主管道1沿灌溉水流动方向依次安装有灌溉水电导率采集模块2、第二流量计3和水肥混合液电导率检验模块4,且灌溉主管道1上还连通有沼液输送管道13,所述沼液输送管道13位于第二流量计3和水肥混合液电导率检验模块4之间,所述沼液输送管道13的末端连通有沼液池5,且沼液输送管道13沿沼液流动方向依次设置有污水泵6、第一电动调节阀7、第一流量计8和沼液电导率采集模块9,所述沼液电导率采集模块9还连接有沼液氮含量检测模块10;
其中在灌溉主管道1的位于灌溉水电导率采集模块2和水肥混合液电导率检验模块4的水流动方向的前侧上还连接有第一挠性管和第二挠性管,在沼液输送管道13的位于沼液电导率采集模块9的前端还连接有第三挠性管,其中第一至第三挠性管为锥形管体且在管体外套分别设有第一至第三电控夹紧机构,需要知道的是,如图1和2所示,所述灌溉水电导率采集模块2和水肥混合液电导率检验模块4结构一致,所述灌溉水电导率采集模块2包括单缓冲液体采集容器202,且单缓冲液体采集容器202的两端设置有第一旁路缓冲进水管201和第一旁路缓冲出水管204,第一旁路缓冲进水管201与第一锥形管的较细端连通对接,第一旁路缓冲出水管204与灌溉主管道1相连通,所述单缓冲液体采集容器202的顶部还螺纹连接有第一电导率传感器203;
同时需要知道的是,如图3和4所示,所述沼液电导率采集模块9包括双缓冲液体采集容器902,且双缓冲液体采集容器902的两端设置有第二旁路缓冲出水管901和第二旁路缓冲进水管905,第二旁路缓冲进水管905和第三锥形管的较细端连通对接,第二旁路缓冲出水管901与沼液输送管道13相连通,所述双缓冲液体采集容器902的顶部螺纹连接有第二电导率传感器903。
本沼液灌溉施肥系统还包括控制箱11,控制箱11的顶部还设置有报警器12,灌溉水电导率采集模块2、第二流量计3、水肥混合液电导率检验模块4、污水泵6、第一电动调节阀7、第一流量计8、沼液电导率采集模块9和沼液氮含量检测模块10、第一至第三电控夹紧机构分别与控制箱11电性连接。
如图5所示,沼液氮含量检测模块10包括具有升温功能的消解反应器,所述消解反应器分别通过不同的管道与输送泵和废液瓶相连通,所述消解反应器与废液瓶之间的管道设置有电磁阀,所述输送泵的输入端通过管道连接有多通道切换阀,且多通道切换阀通过多根管道分别连通有一个处理瓶和至少三个试剂瓶。
沼液氮含量检测模块10中的检测的结构原理图如图5所示,其能够精确的检测出沼液中的氮含量,当需要检测沼液中的氮含量时,首先向预处理瓶中加入需要检测的沼液进行预处理,并依次向三个试剂瓶中添加测氮1试剂、测氮2试剂和测氮3试剂,进一步的多通道切换阀与预处理瓶相连通,与此输送泵开启,输送泵将预处理瓶中的沼液抽入消解反应器当中,进一步的按照同样的方式抽取测氮1试剂至消解反应器当中,此时消解反应器自动升温进行消解,消解完成后输送泵将测氮2试剂抽入消解反应器中,静置一段时间后,输送泵将测氮3试剂抽入消解反应器中,再静置一段时间后,沼液氮含量检测模块10自动对消解反应器中的样品进行检测,在此过程中,向消解反应器中泵入的沼液、测氮1试剂、测氮2试剂和测氮3试剂的量以及泵入后的静置时间均可进行设置,而液位计能够对泵入的沼液、测氮1试剂、测氮2试剂和测氮3的量进行精确的控制。
如图6所示,本发明的沼液灌溉施肥系统应用步骤如下:
S1、首先,保持三个电电控夹紧机构的夹紧动作固定,通过灌溉水电导率采集模块2和沼液电导率采集模块9实测确定实际场景中的沼液电导率ECbs值和灌溉水电导率ECw值;
S2、其次,根据浓度与电导率正相关,基于内部设定可选的不同作物电导率ECp值、实际场景沼液电导率ECbs值和灌溉水电导率ECw值,计算水肥配比M;
S3、然后,根据步骤S2计算出的配比M,电动阀自动进行动态调整;
S4、再之,基于设定实际场景作物经验施氮量b值与所述沼液氮含量检测模块10所测沼液氮含量a值的比值,可计算出所需沼液用量H值;
S5、最后,通过步骤S4中H值和步骤S3中L1值的比值,还可确定施肥的时间T;
S6、定期分别执行灌溉水电导率采集模块2、水肥混合液电导率检验模块4、沼液电导率采集模块9三个模块的工作状态检验,具体包括如下步骤:
S6.1控制第一或第二电控夹紧机构的夹紧程度变化,从而使得第一或者第二锥形管中的灌溉水或者沼液的流通流量,此时观察水肥混合液电导率检验模块4的数值是否产生预期趋势的数值上升或者下降,如果保持不便则直接报错处理,如果与其趋势反向,则进入报错程序,该过程中同步记录观察第二流量计3、第一流量计8的数值变化是否符合预期,否则直接报错;
S6.2在确定水肥混合液电导率检验模块4工作状态正常后,保持第二电动调节阀开启的同时关闭第一电动调节阀7,然后静置一段时间后,如果灌溉水电导率采集模块2和水肥混合液电导率检验模块4数值相同,则灌溉水电导率采集模块2工作状态正常,否则进入报错程序;
S6.3在确定水肥混合液电导率检验模块4和灌溉水电导率采集模块2工作状态均正常后,开启第一电动调节阀7并关闭第二电动调节阀,如果沼液电导率采集模块9和水肥混合液电导率检验模块4数值相同,则沼液电导率采集模块9工作状态正常,否则进入报错程序。
当混配比例确定后,所述水肥混合液电导率检验模块中电导率值与实际场景作物电导率值绝对误差超过30%时,所述报警器进行预警,当绝对误差超过50%时,系统自动暂停。
此外通过锥形管的设计使得在第一旁路缓冲进水管201与第一旁路缓冲出水管204之间产生一定的压差,使得水流顺利的进入到单缓冲液体采集容器202中,此外在闲置阶段,通过电控夹紧机构反复开启并作用到各个锥形管,从而使得单缓冲液体采集容器202中的液体排空,减少其内传感器的腐蚀,从而增强其寿命。
因此本发明中通过多个流量计、多个电导率传感器配合特殊的传统管道和锥形的可控流通面积挠性管组合设计,使得在保证混合均匀的基础上,还能够同时实现另外两个更为重要的功能,即实现各个电导率传感器工作状态的检验和延长电导率传感器的工作寿命。
本发明具体应用的具体实施例如下:
实施例一:
在北京密云海华百利能源科技有限公司沼气站,按照以下步骤进行沼液灌溉系统水肥配比的计算,并结合图6中的沼液灌溉施肥系统应用步骤流程图进行说明。
在S1步骤中,首先从沼液池中将发酵后的牛沼液置于采样试管BS中,同时将当地灌溉水也置于采样试管W中,通过具有手持式电导率笔对两种样品进行EC值的确定,测定值沼液ECbs为13.3ms/cm,灌溉水ECw为0.75ms/cm;
在S2步骤中,基于内部设定选择确定适宜玉米电导率,在此设定ECp值为1.2ms/cm,其中水肥配比M计算公式为,
ECbs·Vbs+ECw· Vw=ECp ( Vbs+ Vw) (1)
M=Vbs /Vw (2)
其中,M表示沼液与灌溉水体积比;Vbs表示沼液体积,m3;Vw表示灌水体积,m3;ECbs表示实际场景沼液电导率,ms/cm;ECw表示实际场景灌溉水电导率,ms/cm;ECp表示实际场景作物电导率值,ms/cm;
水肥比例计算:将在S1和S2中确定的ECbs、ECw和ECp带入到上述公式中,计算得出沼液与水的配比约为1:20
水肥液验证:电动阀自动进行动态调整(此时沼液的流量L1为2m3/h),在得到沼液与水的配施比1:20后形成水肥混合液,并对混合液进行了电导率实测验证,其真实值为1.51ms/cm,与设定值1.2ms/cm较为接近,并且可以满足玉米正常灌溉。
沼液用量计算:在S4步骤中基于设定实际场景作物经验施氮量b值与所述沼液氮含量检测模块10所测沼液氮含量a值的比值,可计算出所需沼液用量H值,其中每亩沼液用量H计算方法为,H=b/a,具体地,通过沼液氮含量检测模块10测得水肥混合液氨态的含量约为3.33kg/m3,根据北京当地玉米经验施加纯氮量b值为20Kg/亩,因而根据公式:H=b/a,计算确定每亩所需沼液量H值为6m3
施肥时间计算:最后在S5步骤中,基于L1确定的流量(2m3/h)和每亩所需的沼液用量H(6m3),确定施肥时间为每亩施肥3小时左右。
在本实施例中,我们清楚地得出了取自北京密云海华百利能源科技有限公司沼气站的牛沼液场景下,用于玉米沼液灌溉系统的沼液与清水的水肥混配比例为1:20,北京每亩玉米沼液用量为6m3,每亩的施肥时间为3小时。
实施例二:
假若在实施例一中,水肥混合液电导率检验模块中电导率值为2ms/cm,与实际场景作物设定电导率值1.2ms/cm相比,其绝对误差为66%,系统自动暂停,此时需对电导率传感器等进行检测。
本发明中的实施例不是个例,该沼液灌溉施肥系统的应用确实有效解决了沼液水肥配比难,不能安全高效施入的问题,同时,水肥配比后施加量也被明确确定,弥补了当前沼液灌溉系统缺少具有普适性的水肥系统及配比灌溉计算方法的空白,该系统对于农业工作者可实施性高,对沼液输送管道灌溉系统的大面积推广具有重要意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种沼液灌溉施肥系统,包括灌溉主管道(1),其特征在于:在灌溉主管道(1)的前端设置有一第二电动调节阀,所述灌溉主管道(1)沿灌溉水流动方向依次安装有灌溉水电导率采集模块(2)、第二流量计(3)和水肥混合液电导率检验模块(4),且灌溉主管道(1)上还连通有沼液输送管道(13),所述沼液输送管道(13)位于第二流量计(3)和水肥混合液电导率检验模块(4)之间,所述沼液输送管道(13)的末端连通有沼液池(5),且沼液输送管道(13)沿沼液流动方向依次设置有污水泵(6)、第一电动调节阀(7)、第一流量计(8)和沼液电导率采集模块(9),所述沼液电导率采集模块(9)还连接有沼液氮含量检测模块(10);
其中在灌溉主管道(1)的位于灌溉水电导率采集模块(2)和水肥混合液电导率检验模块(4)的水流动方向的前侧上还连接有第一挠性管和第二挠性管,在沼液输送管道(13)的位于沼液电导率采集模块(9)的前端还连接有第三挠性管,其中第一至第三挠性管为锥形管体且在管体外套分别设有第一至第三电控夹紧机构,所述灌溉水电导率采集模块(2)和水肥混合液电导率检验模块(4)结构一致,所述灌溉水电导率采集模块(2)包括单缓冲液体采集容器(202),且单缓冲液体采集容器(202)的两端设置有第一旁路缓冲进水管(201)和第一旁路缓冲出水管(204),第一旁路缓冲进水管(201)与第一锥形管的较细端连通对接,第一旁路缓冲出水管(204)与灌溉主管道(1)相连通,所述单缓冲液体采集容器(202)的顶部还螺纹连接有第一电导率传感器(203);
所述沼液电导率采集模块(9)包括双缓冲液体采集容器(902),且双缓冲液体采集容器(902)的两端设置有第二旁路缓冲出水管(901)和第二旁路缓冲进水管(905),第二旁路缓冲进水管(905)和第三锥形管的较细端连通对接,第二旁路缓冲出水管(901)与沼液输送管道(13)相连通,所述双缓冲液体采集容器(902)的顶部螺纹连接有第二电导率传感器(903)。
2.根据权利要求1所述的一种沼液灌溉施肥系统,其特征在于:还包括控制箱(11),所述控制箱(11)的顶部还设置有报警器(12),所述灌溉水电导率采集模块(2)、第二流量计(3)、水肥混合液电导率检验模块(4)、污水泵(6)、第一电动调节阀(7)、第一流量计(8)、沼液电导率采集模块(9)和沼液氮含量检测模块(10)、第一至第三电控夹紧机构分别与控制箱(11)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种沼液灌溉施肥系统,其特征在于:所述双缓冲液体采集容器(902)的顶部通过沼液样品含氮量提取管(904)与沼液氮含量检测模块(10)相连通,所述沼液氮含量检测模块(10)包括具有升温功能的消解反应器,所述消解反应器分别通过不同的管道与输送泵和废液瓶相连通,所述消解反应器与废液瓶之间的管道设置有电磁阀,所述输送泵的输入端通过管道连接有多通道切换阀,且多通道切换阀通过多根管道分别连通有一个处理瓶和至少三个试剂瓶。
4.一种如上述任一权利要求之一中所述的沼液灌溉施肥系统的应用,其特征在于:其应用步骤如下并在控制箱内实现命令操作:
S1、首先,保持三个电电控夹紧机构的夹紧动作固定,通过灌溉水电导率采集模块(2)和沼液电导率采集模块(9)实测确定实际场景中的沼液电导率ECbs值和灌溉水电导率ECw值;
S2、其次,根据浓度与电导率正相关,基于内部设定可选的不同作物电导率ECp值、实际场景沼液电导率ECbs值和灌溉水电导率ECw值,计算水肥配比M;
S3、然后,根据步骤S2计算出的配比M,电动阀自动进行动态调整;
S4、再之,基于设定实际场景作物经验施氮量b值与所述沼液氮含量检测模块(10)所测沼液氮含量a值的比值,可计算出所需沼液用量H值;
S5、最后,通过步骤S4中H值和步骤S3中L1值的比值,还可确定施肥的时间T;
S6、此外,还需定期分别执行灌溉水电导率采集模块(2)、水肥混合液电导率检验模块(4)、沼液电导率采集模块(9)三个模块的工作状态检验。
5.根据权利要求4所述的一种沼液灌溉施肥系统的应用,其特征在于:所述S2步骤中水肥配比M计算公式为,
ECbs·Vbs+ECw·Vw=ECp(Vbs+Vw) (1)
M=Vbs/Vw (2)
其中,M表示沼液与灌溉水体积比;Vbs表示沼液体积,m3;Vw表示灌水体积,m3;ECbs表示实际场景沼液电导率,ms/cm;ECw表示实际场景灌溉水电导率,ms/cm;ECp表示实际场景作物电导率值,ms/cm。
6.根据权利要求1或5所述的一种沼液灌溉施肥系统及其应用,当清水和沼液混配比例确定后,所述水肥混合液电导率检验模块中电导率值与实际场景作物电导率值绝对误差超过30%时,所述报警器进行预警,当绝对误差超过50%时,系统自动暂停,并进行传感器等的系统检修。
7.根据权利要求4所述的一种沼液灌溉系统的应用,其特征在于步骤S6实现如下步骤:
S6.1控制第一或第二电控夹紧机构的夹紧程度变化,从而使得第一或者第二锥形管中的灌溉水或者沼液的流通流量,此时观察水肥混合液电导率检验模块(4)的数值是否产生预期趋势的数值上升或者下降,如果保持不便则直接报错处理,如果与其趋势反向,则进入报错程序,该过程中同步记录观察第二流量计(3)、第一流量计(8)的数值变化是否符合预期,否则直接报错;
S6.2在确定水肥混合液电导率检验模块(4)工作状态正常后,保持第二电动调节阀开启的同时关闭第一电动调节阀(7),然后静置一段时间后,如果灌溉水电导率采集模块(2)和水肥混合液电导率检验模块(4)数值相同,则灌溉水电导率采集模块(2)工作状态正常,否则进入报错程序;
S6.3在确定水肥混合液电导率检验模块(4)和灌溉水电导率采集模块(2)工作状态均正常后,开启第一电动调节阀(7)并关闭第二电动调节阀,如果沼液电导率采集模块(9)和水肥混合液电导率检验模块(4)数值相同,则沼液电导率采集模块(9)工作状态正常,否则进入报错程序。
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