CN206227241U - 一种浇灌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浇灌系统，包括首部枢纽、干管和水管，水管上设有电磁阀，水管另一端连有浇灌装置以及用于控制浇灌装置启闭的控制装置，浇灌装置包括立架、竹筒以及限位杆，竹筒设有开口，水管一端设有转动接头，转动接头设置于立架上且转动接头穿设于竹筒，竹筒的开口下方设有蓄水槽；控制装置包括，检测元件，控制元件，以及电源装置；由于土壤吸收水分的速率与土壤的含水量呈负相关，因此每当竹筒将水倒入蓄水槽中时，蓄水槽中的水的渗透速率会越来越慢，也就是说水位下降越来越慢，被漏水传感器检测到并持续的时间也越来越长，通过设置延时电路不同的延时时长能够在土壤不同含水量时停止灌溉，满足不同植物对土壤含水量的要求。

Description

一种浇灌系统

技术领域

本实用新型涉及滴灌技术领域，更具体地说，它涉及一种浇灌系统。

背景技术

水、肥、气、热、光作为植物生长发育的五大外部因素,各因素之间相互联系共同操控植物的生长发育。其中，土壤水分和肥作为植株生长的必备条件，对植株生长特性起到了明显的调控作用，而灌溉施肥是土壤水分和肥主要来源之一。合理灌溉能够调控作物根系生长发育，使茎、根、叶各部分维持最优生长量，从而达到最佳的产出比。

目前是采取恒压滴灌的方式对植物进行灌溉，在滴灌过程中滴灌头使用的是压力补偿式滴头。这种灌溉方式的弊端是：单位时间内出水量恒定，通过控制时间来控制出水量，但是不同时期土壤的含水量是不同的，无法根据土壤的含水量来控制浇灌的水量，容易出现出水量过少或是出水量过多，达不到较佳的灌溉效果。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种浇灌系统能够在土壤含水量超过一定范围后自动停止灌溉。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种浇灌系统，包括设置于灌区附近的首部枢纽、与首部枢纽连接的干管和与干管连接的水管，所述水管上设置有用于控制水流通断的电磁阀，水管一端连有浇灌装置以及用于控制浇灌装置启闭的控制装置，所述浇灌装置包括一竖直设置于地面上的立架、设置于立架上且与立架于竖直方向上转动连接的竹筒以及设置于立架上用于限制竹筒位置的限位杆，竹筒一端设有倾斜的开口，水管一端设有转动接头，转动接头设置于立架上且转动接头穿设于竹筒，竹筒的开口下方设有一用于防止水流冲刷泥土的蓄水槽；所述控制装置包括，检测元件，用于检测土壤的含水量，土壤吸收水分的速率与土壤的含水量呈负相关，并输出一检测信号；控制元件，与检测元件信号连接，与电磁阀控制连接，接收并响应于所述检测信号控制电磁阀的启闭；以及电源装置。

通过采用上述技术方案，由于土壤吸收水分的速率与土壤的含水量呈负相关，因此每当竹筒将水倒入蓄水槽中时，蓄水槽中的水的渗透速率会越来越慢，也就是说水位下降越来越忙，被漏水传感器检测到并持续的时间也越来越长，通过设置不同的延时时长能够在土壤不同含水量时控制关闭电磁阀、停止灌溉，满足不同植物对土壤含水量的要求。

本实用新型进一步优选为：所述检测元件设置为漏水传感器，漏水传感器设置于蓄水槽中，漏水传感器与控制元件电连接。

本实用新型进一步优选为：所述电磁阀一端经过一电阻R5耦接于电源装置，另一端接地。

本实用新型进一步优选为：所述控制元件根据检测信号控制电磁阀的通断，在手动开启电磁阀开始浇灌后，竹筒每隔一段时间往蓄水槽中倒水，检测元件检测到蓄水槽中水位维持在一定高度且一定时间后，控制电磁阀关闭。

本实用新型进一步优选为：所述控制元件包括，一参考电压生成电路，包括电阻R2和滑动变阻器RP，电阻R2和滑动变阻器RP串联，电阻R2的另一端耦接于第二直流电，滑动变阻器RP的另一端接地；一比较电路，包括一比较器，其同相输入端耦接于漏水传感器的输出端，反相输入端耦接于滑动变阻器RP的滑动端，将接收到的检测信号与参考电压比较并由输出端输出一比较信号；一定时电路，其信号输入端耦接于比较电路的输出端，用于接收比较信号并在预定时间T1后输出控关信号；一RS触发器，具有一输入端S、一输入端R、一输出端Q及一输出端Q’，其输入端S耦接于定时电路的的输出端；一开关电路，其输入端耦接于RS触发器的输出端Q，用于接收控关信号并通过控制开关S1的闭合来控制电磁阀的通断；复位电路，包括一复位开关S2、一电阻R6 和一二极管D3，复位开关S2与电阻R6 串联，复位开关的另一端耦接于电源，电阻R6的另一端耦接于二极管的正极，二极管的负极耦接于RS触发器的输入端S。

本实用新型进一步优选为：所述定时电路包括，一延时电路，其输入端耦接于所述比较信号并输出一延时比较信号；以及一与门AND1，具有两个输入端与一个输出端，其第一输入端与延时电路的输出端耦接，第二输入端与比较电路的输出端耦接，其输出端输出控关信号。

本实用新型进一步优选为：所述开关电路包括，一电阻R3，一端耦接于与门AND1的输出端；一二极管D1，正极与电阻R3的另一端耦接；一NPN三极管Q1，基极耦接于二极管D1的负极以接收所述控关信号并通过一电阻R4与发射极共地；一继电器KM1，其线圈一端耦接于第一直流电，另一端耦接于该NPN三极管Q1的集电极，开关S1串联电阻R5和电源装置之间；一二极管D2，其正极耦接于NPN三极管Q1的集电极与该继电器KM1线圈的连接点之间，负极耦接于该第一直流电。

通过采用上述技术方案，本实用新型相对现有技术相比：当漏水传感器输出的值大于参考电压，比较器输出高电平，输入到延时电路，延时一段时间后输出，后与当下的比较输出相与后输出，若当下的比较输出仍为高电平，与门输出的控关信号为高电平，导通三极管，继电器得电，内部铁芯吸合衔铁S，电磁阀断开，关闭水源；由于土壤吸收水分的速率与土壤的含水量呈负相关，因此每当竹筒将水倒入蓄水槽中时，蓄水槽中的水的渗透速率会越来越慢，也就是说水位下降越来越慢，被漏水传感器检测到并持续的时间也越来越长，通过设置延时电路不同的延时时长能够在土壤不同含水量时停止灌溉，满足不同植物对土壤含水量的要求。

附图说明

图1为一种浇灌系统的结构示意图；

图2为浇灌装置的结构示意图；

图3为控制装置的电路原理图。

图中：1、首部枢纽；2、干管；3、水管；4、电磁阀；5、浇灌装置；51、立架；52、竹筒；53、限位杆；54、蓄水槽；6、控制装置；7、检测元件；8、控制元件；9、参考电压生成电路；10、比较电路；11、定时电路；12、开关电路；13、复位电路。

具体实施方式

参照图1至图3对一种浇灌系统做进一步说明。

如图1和图2所示，一种浇灌系统，包括设置于灌区附近的首部枢纽1、与首部枢纽1连接的干管2和与干管2连接的水管3，水管3上设置有用于控制水流通断的电磁阀4，水管3一端连有浇灌装置5以及用于控制浇灌装置5启闭的控制装置6。浇灌装置5包括一竖直设置于底面上的立架51、设置于立架51上且与立架51于竖直方向上转动连接的竹筒52以及设置于立架51上用于限制竹筒52位置的限位杆53，竹筒52一端设有倾斜的开口，水管3一端设有转动接头，转动接头设置于立架51上且转动接头穿设于竹筒52，竹筒52的开口下方设有一用于防止水流冲刷泥土的蓄水槽54。

如图3所示，控制装置6包括，检测元件7，用于检测土壤的含水量，土壤吸收水分的速率与土壤的含水量呈负相关，并输出一检测信号；控制元件8，与检测元件7信号连接，与电磁阀4控制连接，接收并响应于检测信号控制电磁阀4的启闭；以及电源装置。

本实施例的电源装置，其输入端耦接于220V交流电源，经过整流降压滤波后输出第一直流电Vout1和第二直流电Vout2，用以供各元件使用。

检测元件7设置为漏水传感器，漏水传感器设置于蓄水槽54中，漏水传感器与控制元件8电连接；电磁阀4一端经过一电阻R5耦接于电源装置，另一端接地。

控制元件8根据检测信号控制电磁阀4的通断，在手动开启电磁阀4开始浇灌后，竹筒52每隔一段时间往蓄水槽54中倒水，检测元件7检测到蓄水槽54中水位维持在一定高度且超出一定时间后，控制电磁阀4关闭。控制元件8包括，一参考电压生成电路9，包括电阻R2和滑动变阻器RP，电阻R2和滑动变阻器RP串联，电阻R2的另一端耦接于第二直流电，滑动变阻器RP的另一端接地；一比较电路10，包括一比较器，其同相输入端耦接于漏水传感器的输出端，反相输入端耦接于滑动变阻器RP的滑动端，将接收到的检测信号与参考电压比较并由输出端输出一比较信号；一定时电路11，其信号输入端耦接于比较电路10的输出端，用于接收比较信号并在预定时间T1后输出控关信号；一RS触发器，具有一输入端S、一输入端R、一输出端Q及一输出端Q’，其输入端S耦接于定时电路11的的输出端；一开关电路12，其输入端耦接于RS触发器的输出端Q，用于接收控关信号并通过控制开关S1的闭合来控制电磁阀4的通断；复位电路13，包括一复位开关S2、一电阻R6 和一二极管D3，复位开关S2与电阻R6串联，复位开关的另一端耦接于电源，电阻R6的另一端耦接于二极管的正极，二极管的负极耦接于RS触发器的输入端S。

定时电路11包括，一延时电路，其输入端耦接于比较信号并输出一延时比较信号；以及一与门AND1，具有两个输入端与一个输出端，其第一输入端与延时电路的输出端耦接，第二输入端与比较电路10（10）的输出端耦接，其输出端输出控关信号。

本实施例中延时电路可以选择由555芯片为核心组成的延时电路，由于延时电路已被公开，为现有技术，本领域技术人员应当理解其工作原理，在此不再赘述。

上述比较电路10中，比较器A为有源电压比较器，其电源接入端耦接于第二直流电Vout_2，接地端接地。

开关电路12包括，一电阻R3，一端耦接于与门AND1的输出端；一二极管D1，正极与电阻R3的另一端耦接；一NPN三极管Q1，基极耦接于二极管D1的负极以接收控关信号并通过一电阻R4与发射极共地；一继电器KM1，其线圈一端耦接于第一直流电，另一端耦接于该NPN三极管Q1的集电极，开关S1串联电阻R5和电源装置之间；一二极管D2，其正极耦接于NPN三极管Q1的集电极与该继电器KM1线圈的连接点之间，负极耦接于该第一直流电。

本实施例具体使用过程如下：通过参考电压生成电路9输出与检测信号作比较的参考电压，在蓄水池中被竹筒52倒满水后，漏水传感器被水浸没并输出检测信号，当漏水传感器输出的值大于参考电压，比较器输出高电平，输入到延时电路，延时一段时间后输出，后与当下的比较输出相与后输出，若当下的比较输出仍为高电平，与门输出的控关信号为高电平，导通三极管，继电器得电，内部铁芯吸合衔铁S，电磁阀4断开，关闭水源。

由于土壤吸收水分的速率与土壤的含水量呈负相关，因此每当竹筒52将水倒入蓄水槽54中时，随着竹筒52把水倒入蓄水池54次数的增多，蓄水槽54中的水的渗透速率会越来越慢，也就是说水位下降越来越慢，被漏水传感器检测到并持续的时间也越来越长，通过设置延时电路不同的延时时长能够在土壤不同含水量时停止灌溉，满足不同植物对土壤含水量的要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种浇灌系统，包括设置于灌区附近的首部枢纽（1）、与首部枢纽（1）连接的干管（2）和与干管（2）连接的水管（3），所述水管（3）上设置有用于控制水流通断的电磁阀（4），水管（3）一端连有浇灌装置（5）以及用于控制浇灌装置（5）启闭的控制装置（6），所述浇灌装置（5）包括一竖直设置于地面上的立架（51）、设置于立架（51）上且与立架（51）于竖直方向上转动连接的竹筒（52）以及设置于立架（51）上用于限制竹筒（52）位置的限位杆（53），竹筒（52）一端设有倾斜的开口，水管（3）一端设有转动接头，转动接头设置于立架（51）上且转动接头穿设于竹筒（52），竹筒（52）的开口下方设有一用于防止水流冲刷泥土的蓄水槽（54）；所述控制装置（6）包括，检测元件（7），用于检测土壤的含水量，土壤吸收水分的速率与土壤的含水量呈负相关，并输出一检测信号；控制元件（8），与检测元件（7）信号连接，与电磁阀（4）控制连接，接收并响应于所述检测信号控制电磁阀（4）的启闭；以及电源装置。

2.根据权利要求1所述的一种浇灌系统，其特征在于：所述检测元件（7）设置为漏水传感器，漏水传感器设置于蓄水槽（54）中，漏水传感器与控制元件（8）电连接。

3.根据权利要求2所述的一种浇灌系统，其特征在于：所述电磁阀（4）一端经过一电阻R5耦接于电源装置，另一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种浇灌系统，其特征在于：所述控制元件（8）根据检测信号控制电磁阀（4）的通断，在手动开启电磁阀（4）开始浇灌后，竹筒（52）每隔一段时间往蓄水槽（54）中倒水，检测元件（7）检测到蓄水槽（54）中水位维持在一定高度且超出一定时间后，控制电磁阀（4）关闭。

5.根据权利要求4所述的一种浇灌系统，其特征在于：所述控制元件（8）包括，一参考电压生成电路（9），包括电阻R2和滑动变阻器RP，电阻R2和滑动变阻器RP串联，电阻R2的另一端耦接于第二直流电，滑动变阻器RP的另一端接地；一比较电路（10），包括一比较器，其同相输入端耦接于漏水传感器的输出端，反相输入端耦接于滑动变阻器RP的滑动端，将接收到的检测信号与参考电压比较并由输出端输出一比较信号；一定时电路（11），其信号输入端耦接于比较电路（10）的输出端，用于接收比较信号并在预定时间T1后输出控关信号；一RS触发器，具有一输入端S、一输入端R、一输出端Q及一输出端Q’，其输入端S耦接于定时电路（11）的输出端；一开关电路（12），其输入端耦接于RS触发器的输出端Q，用于接收控关信号并通过控制开关S1的闭合来控制电磁阀（4）的通断；

复位电路（13），包括一复位开关S2、一电阻R6 和一二极管D3，复位开关S2与电阻R6 串联，复位开关的另一端耦接于电源，电阻R6的另一端耦接于二极管的正极，二极管的负极耦接于RS触发器的输入端S。

6.根据权利要求5所述的一种浇灌系统，其特征在于：所述定时电路（11）包括，

一延时电路，其输入端耦接于所述比较信号的输出端并输出一延时比较信号；以及

一与门AND1，具有两个输入端与一个输出端，其第一输入端与延时电路的输出端耦接，第二输入端与比较电路（10）的输出端耦接，其输出端输出控关信号。

7.根据权利要求6所述的一种浇灌系统，其特征在于：所述开关电路（12）包括，一电阻R3，一端耦接于与门AND1的输出端；一二极管D1，正极与电阻R3的另一端耦接；一NPN三极管Q1，基极耦接于二极管D1的负极以接收所述控关信号并通过一电阻R4与发射极共地；一继电器KM1，其线圈一端耦接于第一直流电，另一端耦接于该NPN三极管Q1的集电极，开关S1串联电阻R5和电源装置之间；一二极管D2，其正极耦接于NPN三极管Q1的集电极与该继电器KM1线圈的连接点之间，负极耦接于该第一直流电。