CN115474540A - 一种植物根系吸水式智能灌溉系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物根系吸水式智能灌溉系统及其使用方法，属于植物灌溉技术领域，所述灌溉系统包括控制机构，以及受控于控制机构的灌溉机构，所述灌溉机构包括水泵，连接在水泵输出端上并沿着输出端轴线方向对称设置的两条主管道，以及垂直设置在主管道上的多个支管道，且两条所述主管道上的支管道呈一一对应设置，所述支管道上设有压力室，两条所述主管道上靠近水泵的一端设有空气泵。本发明利用土壤间孔隙力，配合设置灌溉系统，实现对植物的精准灌溉。
Description
技术领域
本发明属于植物灌溉技术领域，具体涉及一种植物根系吸水式智能灌溉系统及其使用方法。
背景技术
目前工程项目的开发建设会产生大量裸露的破损山体边坡，未防护的边坡不仅影响景观环境，也容易发生山体塌陷。当前对于山体修复多采用各种生态修复模式，通过栽种植物以加强破损山体的生态防护。
在植物种植的过程中，为保证植物的正常生长，必须供给充足的水分。现有的山体生态防护中的绿化灌溉系统一般采用水房供水，然后进行人工灌溉或者自动喷灌系统灌溉。但这种灌溉方法下的植物只会被动的吸收土壤中水分，不能根据植物的实际需求量来进行灌溉；并且，水会沿着陡坡段流向缓坡段，大量的水将在缓坡段形成积淤，这样不仅会对水资源造成浪费，同时过量的水也会导致植物成活率的降低。
发明内容
为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，利用土壤间孔隙力，实现对植物的精准灌溉，本发明技术方案具体如下：一种植物根系吸水式智能灌溉系统，所述灌溉系统包括控制机构，以及受控于控制机构的灌溉机构，所述灌溉机构包括水泵，连接在水泵输出端上并沿着输出端轴线方向对称设置的两条主管道，以及垂直设置在主管道上的多个支管道，且两条所述主管道上的支管道呈一一对应设置，所述支管道上设有压力室，两条所述主管道上靠近水泵的一端设有空气泵。通过设置压力室来平衡各个支管道内的水量，并且配合空气泵实现统一喷灌，同时空气泵的设置还能够有效防止管道内部堵塞，延长使用寿命。
进一步优选地，所述水泵与主管道间设有进水单向阀，且所述进水单向阀内设有加压泵，通过在进水单向阀上设置加压泵实现稳定供水。
进一步优选地，所述支管道上端设有气动阀膜管道，所述气动阀膜管道的两端安装有气动阀膜，通过气动阀膜可将管道内的低压水转化为1～200ml/h的细小水流。
进一步优选地，所述水泵顶部设有进水管，通过所述进水管与外部的储水罐相连通。
进一步优选地，所述进水管口部设有过滤器，且所述过滤器为膜过滤器。
进一步优选地，所述控制机构包括设置在气动阀膜外侧的无线传感器，以及用于接收无线传感器信号并下达指令的智能控制单元，且所述智能控制单元安装在水泵上。
进一步优选地，所述智能控制单元包括与无线传感器相配合的信号接收器，以及终端处理器。
进一步优选地，两条所述主管道与多个支管道均由硬聚氯乙烯材料制成。
本发明还公开了一种植物根系吸水式智能灌溉系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、先进行土地整理，再将控制机构与灌溉机构进行安装组合成灌溉系统，并布置在地下；
步骤二、将储水罐与水泵的进水管连通，然后根据灌溉系统的位置布设进行植物栽种，使得灌溉系统的出水口与植物根系相接；
步骤三、由无线传感器监测土壤环境并发送信号，信号接收器则接收无线传感器的信号并传输到终端处理器，随后终端处理器对信号作出指令并控制灌溉机构实施灌溉作业。
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
本发明通过在植物根系设置灌溉机构，并配以控制机构，实时监测土壤环境，按需浇灌；植物缺水时灌溉系统管道内的水压力会大于土壤间孔隙力，由无线传感器监测到这一情况并传输信号给信号接收器，再由终端处理器发送指令控制水泵启动，水经过进水单向阀和加压泵的作用，由主管道流入支管道，在压力室中存积，待存满后水泵关闭空气泵开启，对管道进行加压，达到设定压力后，压力室内的水会流入气动阀膜管道，再通过气动阀膜管头输送到植物根系，同时土壤间的孔隙力也会使得植物“主动”吸水，进而实现对植物的精准灌溉。传统的水泵灌溉直接抽水浇灌到地表，时间长用水量还多，造成水资源的浪费，而且大面积浇灌在植物的表侧，水源只有少部分被吸收，本发明相较于传统的水泵浇灌，直接作用在植物的根部，且本发明中的植物采取的是吸水式灌溉，利用土壤间孔隙力实现对植物的精准灌溉，极大的节约了用水量，在提倡水资源保护的今天尤为适用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例
如图1-2所示，一种植物根系吸水式智能灌溉系统，由控制机构和灌溉机构组成，灌溉系统铺设在地下，一方面避免管道裸露在空气中，防止长期的风吹日晒、雨水冲刷及生物破坏降低管道的使用寿命；另一方面也为了防止水分流失，由土壤对灌溉系统起到一定的保护作用。
其中，控制机构由无线传感器和智能控制单元5组成，该智能控制单元5则由信号接收器和终端处理器构成，信号接收器用于接收无线传感器的信号，终端处理器用于下达指令并控制灌溉机构的开关；灌溉机构由水泵1、两条主管道2和多个支管道3组成，主管道2与支管道3均采用硬聚氯乙烯材料制作而成，耐腐蚀性强且流体阻力小，不会过分降低水压，同时质地轻，安装施工方便，水密性也很好；水泵1顶部设有进水管，通过进水管与外部的储水罐相连通，进水管口部设有膜过滤器；主管道2连接在水泵1的输出端上，并沿着输出端的轴线方向对称设置，主管道2靠近水泵1的一端上设有空气泵21；多个支管道3则垂直设置在主管道2上，且两条主管道2上的支管道3分别一一对应，支管道3的中部设有压力室31，通过设置压力室31来平衡各个支管道3内的水量，并且配合空气泵21实现统一喷灌。
水泵1与主管道2间设有进水单向阀11，并且该进水单向阀11内设有加压泵，支管道3的上端设有气动阀膜管道4，气动阀膜管道4的两端即为灌溉系统的出水口，同时气动阀膜管道4的两端安装有气动阀膜41，该双层阀膜41可将管道内低压水转化为1～200ml/h的细小水流，无线传感器设置在气动阀膜41上。
灌溉系统工作原理：在地下0.5m深处布设水泵1及UPVC主管道2，然后将配有压力室31的30mm支管道3连接在主管道2上，再将气动阀膜管道4安装在支管道3上。植物缺水时灌溉系统管道内的水压力会大于土壤间孔隙力，由无线传感器监测到这一情况并传输信号给信号接收器，再由终端处理器发送指令控制水泵1启动，水经过进水单向阀11和加压泵的作用，由主管道2流入支管道3，在压力室31中存积，待存满后水泵1关闭空气泵开启，对管道进行加压，达到设定压力后，压力室31内的水会流入气动阀膜管道4，再通过气动阀膜管头输送到植物根系，同时土壤间的孔隙力也会使得植物“主动”吸水，进而实现对植物的精准灌溉，待水分填满土粒间的孔隙后，压力平衡，再由无线传感器监测到这一情况并传输信号给终端处理器关闭水泵1，停止灌溉。
一种植物根系吸水式智能灌溉系统的使用方法，具体步骤如下：
步骤一、先进行土地整理，再将控制机构与灌溉机构进行安装组合成灌溉系统，并布置在地下；
步骤二、将储水罐与水泵1的进水管连通，然后根据灌溉系统的位置布设进行植物栽种，使得灌溉系统的出水口与植物根系相接；
步骤三、由无线传感器监测土壤环境并发送信号，信号接收器则接收无线传感器的信号并传输到终端处理器，随后终端处理器对信号作出指令并控制灌溉机构实施灌溉作业。
Claims (9)
1.一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：所述灌溉系统包括控制机构，以及受控于控制机构的灌溉机构，所述灌溉机构包括水泵(1)，连接在水泵(1)输出端上并沿着输出端轴线方向对称设置的两条主管道(2)，以及垂直设置在主管道(2)上的多个支管道(3)，且两条所述主管道(2)上的支管道(3)呈一一对应设置，所述支管道(3)上设有压力室(31)，两条所述主管道(2)上靠近水泵(1)的一端设有空气泵(21)。
2.根据权利要求1所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：所述水泵(1)与主管道(2)间设有进水单向阀(11)，且所述进水单向阀(11)内设有加压泵。
3.根据权利要求2所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：所述支管道(3)上端设有气动阀膜管道(4)，所述气动阀膜管道(4)的两端安装有气动阀膜(41)。
4.根据权利要求1所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：所述水泵(1)顶部设有进水管，通过所述进水管与外部的储水罐相连通。
5.根据权利要求4所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：所述进水管口部设有过滤器，且所述过滤器为膜过滤器。
6.根据权利要求3所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：所述控制机构包括设置在气动阀膜(41)外侧的无线传感器，以及用于接收无线传感器信号并下达指令的智能控制单元(5)，且所述智能控制单元(5)安装在水泵(1)上。
7.根据权利要求6所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：所述智能控制单元(5)包括与无线传感器相配合的信号接收器，以及终端处理器。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统，其特征在于：两条所述主管道(2)与多个支管道(3)均由硬聚氯乙烯材料制成。
9.一种根据权利要求8所述的一种植物根系吸水式智能灌溉系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、先进行土地整理，再将控制机构与灌溉机构进行安装组合成灌溉系统，并布置在地下；
步骤二、将储水罐与水泵(1)的进水管连通，然后根据灌溉系统的位置布设进行植物栽种，使得灌溉系统的出水口与植物根系相接；
步骤三、由无线传感器监测土壤环境并发送信号，信号接收器则接收无线传感器的信号并传输到终端处理器，随后终端处理器对信号作出指令并控制灌溉机构实施灌溉作业。
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