CN115362927A - 一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法 - Google Patents
一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115362927A CN115362927A CN202211041691.0A CN202211041691A CN115362927A CN 115362927 A CN115362927 A CN 115362927A CN 202211041691 A CN202211041691 A CN 202211041691A CN 115362927 A CN115362927 A CN 115362927A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- fertilizer
- pipeline
- ridge
- early warning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 138
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims description 10
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000003953 Solanum lycopersicum var cerasiforme Nutrition 0.000 description 3
- 240000003040 Solanum lycopersicum var. cerasiforme Species 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229940061634 magnesium sulfate heptahydrate Drugs 0.000 description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 3
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 description 3
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 description 3
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 3
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 description 2
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 2
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 2
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 235000013290 Sagittaria latifolia Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 235000015246 common arrowhead Nutrition 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000012882 rooting medium Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
- A01C23/007—Metering or regulating systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
- A01C23/04—Distributing under pressure; Distributing mud; Adaptation of watering systems for fertilising-liquids
- A01C23/042—Adding fertiliser to watering systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fertilizing (AREA)
Abstract
本发明提供了一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法，包括水肥一体化管道系统和运动传送系统；所述水肥一体化管道系统包括用于配置水肥的水肥配料系统和输送管道，输送管道包括主管道、垄管道、滴箭，垄管道与滴箭连接处设置有堵塞预警组件；运动传送系统包括传送带、驱动传送带的驱动装置、位于传送带上的高光谱成像仪；当传送带运转时，其上的高光谱成像仪能遍历所有垄管道上的滴箭以及植株。本发明的水肥流堵塞预测系统克服了现有技术中的滴灌堵塞难以发现的问题，从而能够及时的发现堵塞的滴箭，解决个别作物施肥浇水不均的问题，可以及时排查支管堵塞，实现堵塞位置的准确定位。
Description
技术领域
本发明属于农业设备技术领域，具体涉及一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法。
背景技术
无土栽培通常是指在没有土壤作为生根介质的情况下种植植物的任何方法。无土栽培分为水培、雾(气)培和基质栽培。对比水培和雾培，基质培能够较好的避免根系长期浸入水中或者与营养液接触而造成的问题。如将植物栽植于预先制做好的岩棉中的栽培技术，即基质培，而基质培经常利用滴箭作为施肥的终端。岩棉具有很好的透气性和保水性，在荷兰，岩棉栽培的无土栽培技术十分普遍，并且他们已经将这种技术传入了世界各个国家。在荷兰设施栽培中，无土栽培比例高达80％，而设施园艺的无土栽培比例高达90％。由于岩棉不含营养成分，基地管理人员还会根据作物不同生长时期及时调整营养配方。因此，水肥一体化应用经常与无土栽培结合起来，能够很好的解决植物的生长发育所需的养分问题。
然而，由于水肥存在沉积问题，而滴箭内部存在迷宫长流道，而水肥在管内流动，长期下来容易对垄管道及滴箭产生堵塞，因此容易造成植株由于施肥不当而产生的一系列问题，如植株徒长、早衰、嫩茎开裂、卷叶、畸形、落花落果等问题。
因此，目前无土栽培的水肥一体化系统存在以下问题：
1)水肥沉积容易造成垄管道及滴箭阻塞,如未及时处理，导致营养输送不佳，从而对番茄生长产生影响；
2)由于种植物过多无法及时发现堵塞的滴箭的位置，常常要进行整体检查与清洗，浪费大量的人力物力。
综上，基于目前无土栽培与水肥一体化的结合应用发现，水肥一体化系统存在水肥管道堵塞而不易发现堵塞位置的问题。
发明内容
为了解决水肥一体化流道及滴箭堵塞问题，提出了一种流量监测方案，本技术对于堵塞流道的排查困难问题，提出一种基于流体压力的预警装置，同时也解决了如何将预警信息反馈等问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其包括水肥一体化管道系统和运动传送系统；
所述水肥一体化管道系统包括：
水肥配料系统，其用于配置水肥；
输送管道，其至少包括主管道、从主管道上直接引出或经若干级管网间接引出的垄管道、以及由垄管道引出的用于将水肥输送至植株的滴箭；所述垄管道沿植株所在的垄平行布设；所述垄管道与滴箭连接处设置有堵塞预警组件；
所述的运动传送系统包括传送带、驱动传送带的驱动装置、位于传送带上的高光谱成像仪；
所述传送带布设在植株种植区域上方，且传送带沿各垄管道平行布设，再将各平行于垄管道的传送带连接从而构成一条回转的传送带，当传送带运转时，其上的高光谱成像仪能遍历所有垄管道上的滴箭以及植株。
根据本发明的优选实施例，所述的水肥配料系统包括若干水肥搅拌桶、与各水肥搅拌桶通过相连的水肥机、蓄水井、水肥泵、抽水泵；其中，水肥机出口连接水肥泵，抽水泵连接蓄水井；水肥泵泵送的水肥与抽水泵抽取的水在管路内混合并进入水肥配料系统。
根据本发明的优选实施例，所述的主管道上设置有pH传感器、EC传感器和主管道电磁阀；所述垄管道的入口处设置有电磁阀开关。
根据本发明的优选实施例，所述的传送带设置在若干滚轮上，滚轮中至少有一个主动轮，所述主动轮与驱动装置传动连接，传送带每处改变行进方向处均设置至少一个滚轮。
根据本发明的优选实施例，所述的堵塞预警组件设置在近垄管道的出口与滴箭之间；所述堵塞预警组件包括T形壳体，T形壳体的两个端口分别连接滴箭管道和垄管道出口，第三端口内设置有紫色圆筒、弹簧、限位块、密封垫圈；第三端口的内壁上设置限位挡圈，限位挡圈中心开设孔洞；紫色圆筒与密封垫圈固定连接，弹簧套设在紫色圆筒上，弹簧一端与密封垫圈相连，另一端与限位块相连，限位块固定在第三端口内，弹簧通过预力将密封垫圈按压并紧贴在限位挡圈上，密封垫圈能够感知滴箭内流体压力变化；流体压力变化可推动密封垫圈在壳体内移动，从而能带动紫色圆筒伸出壳体；限位块设置在壳体内用于防止紫色圆筒脱离壳体。
本发明还提供了一种所述系统的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警方法，方法如下：
在各水肥搅拌桶内分别装入不同种类和浓度的肥料；在水肥一体机中，按照所需的流量将来自各水肥搅拌桶的水肥进行混合，混合后的水肥通过水肥泵输入入一个吸肥管道；水泵将水从蓄水井里抽出，经过泥沙过滤器，与吸肥管道内的水肥混合后进入主管道，主管道装有EC传感器和pH传感器，当电导率和pH符合要求值时电磁阀开启，进行水肥灌溉；
灌溉过程中，打开运动传送系统，同时打开高光谱成像仪；当滴箭发生堵塞时，滴箭内流体压力上升，推动连接着弹簧的密封垫圈向上运动，紫色圆筒出现，此时表示该位置滴箭发生堵塞，同时滴箭对应的垄管道上也将发生流量减少的情况；
对于发生流量减少的垄管道，通过传送带立即带动高光谱成像仪至该列垄管道上，对该垄管道上布设的堵塞预警组件进行逐一巡视监测，当出现紫色点时，将该点的位置信息发送至水肥一体机，并提出预警，直至完成该垄管道所有堵塞预警组件的监测；
当各垄管道均没有发生流量减少的异常情况时，传送带按设定的速度带动高光谱成像仪对各垄管道上的堵塞预警组件进行定期巡视监测。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果有：
(1)本发明的水肥流堵塞预测系统克服了现有技术中的滴灌堵塞难以发现的问题，从而能够及时的发现堵塞的滴箭，解决个别作物施肥浇水不均的问题。
(2)本发明的综合管道流堵塞预警方案克服了现有技术中的肥料沉积造成的支管堵塞问题，从而取得了及时排查支管堵塞问题的效果。
(3)本发明的采用堵塞预警组件和移动高光谱成像仪配合，因此克服了现有技术中由于喷管物理预警显示面积小的问题，而且可以根据按照传送带运动距离来确定所对应植株标记集合，实现堵塞位置的准确定位。
附图说明
图1是本发明的水肥一体化管道堵塞预警系统的整体图。
图2是堵塞预警装置的安装示意图。
图3是堵塞预警装置的纵剖面构造图。
图4是高光谱成像仪与传送带装配图
图中，1.水肥搅拌桶，2.搅拌电机，3.水肥机，4.水肥泵，5.抽水泵，6.水肥管道电磁阀，7.井水电磁阀，8.蓄水井，9.pH传感器，9-1EC传感器，10.主管道电磁阀，11.传送带电机，12.主动轮，13.垄管道电磁阀开关，14.电子流量计，15.垄管道，16.植株，17.堵塞预警组件，17-1紫色圆筒，17-2弹簧，17-3限位块，17-4密封垫圈，17-5螺旋接头，18.滴箭，18-1.滴箭箭头，19.高光谱成像仪，19-1数据传输模块，19-2数据处理模块，19-3高光谱成像仪连接处，20.传送带。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。所述实施例仅是本公开内容的示范且不圈定限制范围。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1所示，本实施例提供的一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统包括水肥一体化管道系统和运动传送系统；
其中，所述水肥一体化管道系统包括：用于配置水肥的水肥配料系统和输送管道，输送管道至少包括主管道、从主管道上直接引出或经若干级管网间接引出的垄管道15、以及由垄管道引出的用于将水肥输送至植株的滴箭18；所述垄管道沿植株所在的垄平行布设；所述垄管道与滴箭连接处设置有堵塞预警组件17；
本发明中，所述的运动传送系统包括传送带20、驱动传送带的驱动装置、位于传送带上的高光谱成像仪19。
所述传送带20布设在植株16种植区域上方，且传送带沿各垄管道15平行布设，位于垄管道15上方，且尽量为正上方；本发明将各平行于垄管道的传送带连接从而构成一条回转的传送带，如图1中所示，当传送带运转时，其上的高光谱成像仪19能遍历所有垄管道上的滴箭以及植株。
如图2和3所示，所述的堵塞预警组件设置在近垄管道的出口与滴箭之间；所述堵塞预警组件包括T形壳体，T形壳体的两个端口分别连接滴箭管道和垄管道出口。在本实施例中，T形壳体第一端口通过螺旋接头17-5连接垄管道出口，第二端口连接滴箭18，滴箭18前端为滴箭箭头18-1。
第三端口内设置有紫色圆筒17-1、弹簧17-2、限位块17-3、密封垫圈17-4；第三端口的内壁上设置限位挡圈，限位挡圈中心开设孔洞；紫色圆筒与密封垫圈固定连接，弹簧套设在紫色圆筒上，弹簧一端与密封垫圈相连，另一端与限位块相连，限位块固定在第三端口内，弹簧通过预力将密封垫圈按压并紧贴在限位挡圈上，密封垫圈能够感知滴箭内流体压力变化；流体压力变化可推动密封垫圈在壳体内移动，从而能带动紫色圆筒伸出壳体；限位块17-3设置在壳体内用于防止紫色圆筒脱离壳体。当流道发生堵塞时，水压变大，推动带着弹簧的密封垫圈沿着管道运动，此时，紫色圆筒出现，由光谱仪识别到，且根据传送带运行距离进行定位。
在本实施例中，经伯努利方程计算内部流量差值，
弹簧弹性计算F＝kx，弹簧k值为：0.2N/cm，按照此数值选取适用弹簧。
光谱仪固定在传送带上，且传送带正反方向运动，每种传送距离按照植株距离进行定位，35cm，不同的传送距离都对应一个定位，如运动距离不是完全符合定位数，可四舍五入取最近一个长度位进行定位。传送带距离按照植株数量分成若干个标记，每个标记对应一个距离，每一列对应一个标记集合。
在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，所述的水肥配料系统包括若干水肥搅拌桶1、与各水肥搅拌桶通过相连的水肥机3、蓄水井8、水肥泵4、抽水泵5；其中，水肥机出口连接水肥泵，抽水泵连接蓄水井；水肥泵泵送的水肥与抽水泵抽取的水在管路内混合并进入水肥配料系统。
在本发明的一个具体实施例中，所述的主管道上设置有pH传感器9、EC传感器9-1和主管道电磁阀10；所述垄管道15的入口处设置有电磁阀开关13与电子流量计14。
在本发明的一个具体实施例中，滴箭18的数量与该垄上植株16的数量相同，即一株植株由独立的一条滴箭供给水肥。
如图4所示，所述的传送带20设置在若干滚轮上，滚轮中至少有一个主动轮12，所述主动轮与驱动装置传动连接，传送带每处改变行进方向处均设置至少一个滚轮。所述的驱动装置为传送带电机11，传送带电机11与主动轮12之间通过皮带传送。高光谱成像仪19设置在传送带的高光谱成像仪连接处19-3，高光谱成像仪19上配置数据传输模块19-1和数据处理模块19-2，数据处理模块用于处理高光谱数据以判断是否有检测到紫色圆筒，数据传输模块19-1用于向外传输报警信号。
在图1中，ABC桶分别装有不同种类和浓度的肥料，在水肥一体机3中，三根管分别按照不同流量进行配比，然后混合进入一个吸肥管道，然后由水肥管道电磁阀6控制水肥流动。水泵将水从水井里抽出，经过井水电磁阀7和泥沙过滤器，与吸肥管道混合后进入主管道，主管道装有电导率传感器(EC传感器)和pH传感器，当电导率和pH符合要求值时主管道电磁阀10开启，进行水肥灌溉。
同时打开高光谱成像仪。堵塞预警装置如图2，当滴箭发生堵塞时，该支管相应压力上升，推动连接着弹簧的密封垫圈向上运动，紫色圆筒出现，如图3所示，此时表示该位置滴箭发生堵塞。相应电子流量计提醒发生流量减少的情况，此时通过横纵导轨高光谱进行巡视监测，当出现紫色点时，将点的位置信息发送至水肥机，并提出预警，此时工作人员会上前检查。及时的解决堵塞问题。
本发明的实施例中，每垄上种植10-15株番茄，设定当电磁流量阀流量下降超过5％时，认为垄管道流量异常。启动高光谱成像仪进行堵塞排查，当高光谱成像仪监测到堵塞后预警装置的紫色圆筒显示的紫色波长440nm，把信号传输到水肥一体机，结合传送带距离，对堵塞位置进行定位。工作人员更换或者清洗滴箭。
实施例1:
樱桃番茄采摘期施肥方案：
A桶装有质量配比硝酸钙：氯化钙＝108kg:28kg，其中液体螯合铁3L，B桶主要装有硝酸钾、磷酸二氢钾13.5kg、硫酸钾35kg、七水硫酸镁70kg、锌150g、锰144g，铜76g、硼砂484g、钼酸钠24g。C桶装有磷酸，40kg。按照此配比进行搅拌，然后通过水肥一体机，经抽水泵进行混合，当EC值在2200-2500与pH值在5.5-6.5时，系统正常工作，支管阀门打开，运行一段时间后，垄管道支管III流量值与原来流量值比低了15％，电机转动，带动高光谱及摄像头在垄管道支管III进行巡视，发现前段均存在堵塞预警，且后段无堵塞预警，判断垄管道支管堵塞。此时关闭电磁阀，人工通入清洗剂将支管III进行清洗。
实施例2:
樱桃番茄生长期配肥方案：
A桶装有质量配比硝酸钙：氯化钙＝143:13，其中液体螯合铁4L。B桶主要装有硝酸钾60kg、磷酸二氢钾25kg、七水硫酸镁85kg、锌106g、锰204g，铜54g、硼砂342g、钼酸钠17g。C桶装有磷酸，40kg。按照此配比进行搅拌，然后通过水肥一体机，与抽水泵进行混合，当EC值在2200-2500与pH值在5.5-6.5时，系统正常工作，支管阀门打开，运行一段时间后，垄管道支管II流量值与原来流量值比低了5％，电机转动，带动高光谱及摄像头在垄管道支管II进行巡视，发现仅有一处堵塞预警，通过传送带距离定位具体位置信息，判断滴箭堵塞。此时关闭电磁阀，取出滴箭，进行人工清洗。
实施例3:
樱桃番茄定植初期配肥方案：
A桶装有质量配比硝酸钙：氯化钙＝130kg:25kg，其中液体螯合铁3.5L。B桶主要装有硝酸钾35kg、磷酸二氢钾20kg、七水硫酸镁87.5kg、锌127g、锰172g，铜65g、硼砂408g、钼酸钠30g。C桶装有磷酸，40kg。按照此配比进行搅拌，然后通过水肥一体机，与抽水泵进行混合，当EC值在2200-2500与PH值在5.5-6.5时，系统正常工作，支管阀门打开，运行一段时间后，垄管道支管II流量值与原来流量值比低了5％，电机转动，带动高光谱及摄像头在垄管道支管II进行巡视，发现仅有一处堵塞预警，通过传送带距离定位具体位置信息，判断滴箭堵塞。此时关闭电磁阀，取出滴箭，进行人工清洗。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其特征在于，包括水肥一体化管道系统和运动传送系统；
所述水肥一体化管道系统包括：
水肥配料系统，其用于配置水肥；
输送管道，其至少包括主管道、从主管道上直接引出或经若干级管网间接引出的垄管道、以及由垄管道引出的用于将水肥输送至植株的滴箭；所述垄管道沿植株所在的垄平行布设；所述垄管道与滴箭连接处设置有堵塞预警组件；
所述的运动传送系统包括传送带、驱动传送带的驱动装置、位于传送带上的高光谱成像仪；
所述传送带布设在植株种植区域上方，且传送带沿各垄管道平行布设，再将各平行于垄管道的传送带连接从而构成一条回转的传送带，当传送带运转时，其上的高光谱成像仪能遍历所有垄管道上的滴箭以及植株。
2.根据权利要求1所述的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其特征在于，所述的水肥配料系统包括若干水肥搅拌桶、与各水肥搅拌桶通过相连的水肥机、蓄水井、水肥泵、抽水泵；其中，水肥机出口连接水肥泵，抽水泵连接蓄水井；水肥泵泵送的水肥与抽水泵抽取的水在管路内混合并进入水肥配料系统。
3.根据权利要求1所述的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其特征在于，所述的主管道上设置有pH传感器、EC传感器和主管道电磁阀；所述垄管道的入口处设置有电磁阀开关。
4.根据权利要求1所述的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其特征在于，滴箭的数量与该垄上植株的数量相同，即一株植株由独立的一条滴箭供给水肥。
5.根据权利要求1所述的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其特征在于，所述的传送带设置在若干滚轮上，滚轮中至少有一个主动轮，所述主动轮与驱动装置传动连接，传送带每处改变行进方向处均设置至少一个滚轮。
6.根据权利要求5所述的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其特征在于，所述的驱动装置为传送带电机，传送带电机与主动轮之间通过皮带传送。
7.根据权利要求1所述的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统，其特征在于，所述的堵塞预警组件设置在近垄管道的出口与滴箭之间；所述堵塞预警组件包括T形壳体，T形壳体的两个端口分别连接滴箭管道和垄管道出口，第三端口内设置有紫色圆筒(17-1)、弹簧(17-2)、限位块(17-3)、密封垫圈(17-4)；第三端口的内壁上设置限位挡圈，限位挡圈中心开设孔洞；紫色圆筒与密封垫圈固定连接，弹簧套设在紫色圆筒上，弹簧一端与密封垫圈相连，另一端与限位块相连，限位块固定在第三端口内，弹簧通过预力将密封垫圈按压并紧贴在限位挡圈上，密封垫圈能够感知滴箭内流体压力变化；流体压力变化可推动密封垫圈在壳体内移动，从而能带动紫色圆筒伸出壳体；限位块(17-3)设置在壳体内用于防止紫色圆筒脱离壳体。
8.一种权利要求7所述系统的植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警方法，其特征在于：
在各水肥搅拌桶内分别装入不同种类和浓度的肥料；在水肥一体机中，按照所需的流量将来自各水肥搅拌桶的水肥进行混合，混合后的水肥通过水肥泵输入入一个吸肥管道；水泵将水从蓄水井里抽出，经过泥沙过滤器，与吸肥管道内的水肥混合后进入主管道，主管道装有EC传感器和pH传感器，当电导率和pH符合要求值时电磁阀开启，进行水肥灌溉；
灌溉过程中，打开运动传送系统，同时打开高光谱成像仪；当滴箭发生堵塞时，滴箭内流体压力上升，推动连接着弹簧的密封垫圈向上运动，紫色圆筒出现，此时表示该位置滴箭发生堵塞，同时滴箭对应的垄管道上也将发生流量减少的情况；
对于发生流量减少的垄管道，通过传送带立即带动高光谱成像仪至该列垄管道上，对该垄管道上布设的堵塞预警组件进行逐一巡视监测，当出现紫色点时，将该点的位置信息发送至水肥一体机，并提出预警，直至完成该垄管道所有堵塞预警组件的监测；
当各垄管道均没有发生流量减少的异常情况时，传送带按设定的速度带动高光谱成像仪对各垄管道上的堵塞预警组件进行定期巡视监测。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
通过设定各垄管道上的流量阈值判断其是否发生流量减少的异常情况，各垄管道上的流量阈值依据与垄管道上连接的滴箭数量有关；高光谱成像仪监测紫色波长440nm，把信号传输到水肥一体机，结合此时传送带的运动距离，对堵塞位置进行定位；更换或者清洗滴箭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211041691.0A CN115362927A (zh) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211041691.0A CN115362927A (zh) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115362927A true CN115362927A (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=84070485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211041691.0A Pending CN115362927A (zh) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115362927A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050500A (ja) * | 1999-05-27 | 2001-02-23 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 光信号伝送機能付き流体配管およびこの配管部品 |
| CN201839677U (zh) * | 2010-11-01 | 2011-05-25 | 印文彪 | 一种新型无土栽培装置 |
| CN203797250U (zh) * | 2014-04-23 | 2014-08-27 | 浙江固的管业有限公司 | 管帽 |
| CN104221571A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-24 | 浙江理工大学 | 轨道小车滴灌式变量施肥系统 |
| CN206728580U (zh) * | 2017-05-24 | 2017-12-12 | 山东旺盛园林股份有限公司 | 一种立体绿化水肥一体化装置 |
| CN209167109U (zh) * | 2018-11-14 | 2019-07-26 | 东北林业大学 | 一种木材高光谱无损检测仪 |
| CN211626583U (zh) * | 2020-04-01 | 2020-10-02 | 湖北金佳智能科技有限公司 | 一种基于物联网的智能流量计 |
-
2022
- 2022-08-29 CN CN202211041691.0A patent/CN115362927A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050500A (ja) * | 1999-05-27 | 2001-02-23 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 光信号伝送機能付き流体配管およびこの配管部品 |
| CN201839677U (zh) * | 2010-11-01 | 2011-05-25 | 印文彪 | 一种新型无土栽培装置 |
| CN203797250U (zh) * | 2014-04-23 | 2014-08-27 | 浙江固的管业有限公司 | 管帽 |
| CN104221571A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-24 | 浙江理工大学 | 轨道小车滴灌式变量施肥系统 |
| CN206728580U (zh) * | 2017-05-24 | 2017-12-12 | 山东旺盛园林股份有限公司 | 一种立体绿化水肥一体化装置 |
| CN209167109U (zh) * | 2018-11-14 | 2019-07-26 | 东北林业大学 | 一种木材高光谱无损检测仪 |
| CN211626583U (zh) * | 2020-04-01 | 2020-10-02 | 湖北金佳智能科技有限公司 | 一种基于物联网的智能流量计 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109673480B (zh) | 一种智能水肥一体化喷灌系统及控制方法 | |
| US10233128B1 (en) | Method and composition for agricultural potassium and nutrient fertigation | |
| US9161489B1 (en) | Method and composition for agricultural potassium fertigation | |
| KR200392369Y1 (ko) | 양액 공급 시스템 | |
| CN207529256U (zh) | 一种基于云计算的智能温室控制系统 | |
| US8979969B1 (en) | Method and system for agricultural fertigation | |
| CN115362927A (zh) | 一种植株无土栽培水肥一体化管道堵塞预警系统及方法 | |
| CN206402695U (zh) | 大面积一体化配肥灌溉系统 | |
| CN108617626A (zh) | 一种农用农药自动喷洒设备 | |
| Papadopoulos | Fertigation of vegetables in plastic-houses: present situation and future prospects | |
| CN106001014A (zh) | 基于物联网的农业滴灌管道检测系统 | |
| CN207560755U (zh) | 一种液态肥料施肥装置 | |
| CN114946366A (zh) | 一种大田管网式肥料精确调控作业系统 | |
| Taha | Fertigation: A Pathway to Sustainable Food Production: Basics and Applications | |
| CN208286083U (zh) | 一种循环水肥无土栽培装置 | |
| CN106069636A (zh) | 基于物联网的农业水肥一体化洒水机构在线监测系统 | |
| CN109076766A (zh) | 一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统 | |
| US11919829B1 (en) | Method of fertilization and/or irrigation using potassium bisulfate | |
| CN211792916U (zh) | 水肥一体化智能灌溉控制系统 | |
| CN215379884U (zh) | 小黄姜种植生长智能监控装置 | |
| Ross et al. | APPENDIX 2: FERTIGATION AND DRIP IRRIGATION PRIMER | |
| CN220044183U (zh) | 一种水肥药一体灌溉系统 | |
| CN211047850U (zh) | 一种自动控制给养液供给的水肥一体装置 | |
| CN214206403U (zh) | 小规模精准种植水肥系统 | |
| CN220586850U (zh) | 一种智慧农业液态肥施肥用滴灌设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |