CN206629652U - 太阳能智能节水灌溉器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能智能节水灌溉器及其制造方法，本实用新型的灌溉控制简单实用，可根据经验和灌溉知识，只需设置干湿探测电极埋入土壤的深度和土壤湿时的延时灌溉的时长，使植物受到一定的水胁迫才开始灌溉，当土壤探测点湿时，可延长灌溉时间确保土壤湿透，实现调亏灌溉，使灌溉智能化、精准化，更加节水，并实现作物、果树等的优质增产；电源开关和延时开关隐蔽，结构紧凑，防雨性能好，野外使用方便，可防人乱动和误操作，支撑套管组件长短可调、制作容易，便于太阳能电池采光；制造方便，便于迅速形成产业化，实现产品的柔性组装，简化了制造工艺，降低了制造、管理和生产成本；便于包装、运输和安装。

Description

太阳能智能节水灌溉器

技术领域

本实用新型涉及一种农业灌溉系统，尤其涉及一种本利用太阳能进行自动化、智能化节水灌溉器。

背景技术

我国是世界上13个最缺水的国家之一，水资源总量约为28100亿立方米，仅占世界总量的6％，人均水资源量约2200立方米，仅为世界平均值的1/4，而且水资源的时空分布极为不匀。作为用水大户的农业，其用水量占到总水量的62％，但用水效率极低，仅为0.48，与发达国家0.7-0.8的用水效率有着较大的差距。

早在2001年，刘晓初针对植物灌溉，提出了利用太阳能为动力，对植物浇水进行自动灌溉，发明了植物浇水太阳能自动控制器和植物浇水用全自动控制器，利用太阳能为动力，借助小功率的太阳能面板，解决了自动控制的灌溉需外加市电的问题，随后，不少学者和研究者也相继进行了相关的研究。

目前，公知的利用太阳能进行自动化、智能化节水灌溉的装置是由电源部分(包括太阳电池、蓄电池)、电磁阀、湿度传感器、控制器或控制电路部分等组成。这种装置的结构通常有连体式(电磁阀与其它部分固定连接集为一体)和分体式(电磁阀与其它部分分开，只是通过导线连接)。连体式结构的灌溉装置，适应于采光较好的灌溉区，通常通过一箱体、盒体等壳体裹住电磁阀，并在壳体或者箱体、盒体内安装电源部分、控制器或控制电路部分，但由于电磁阀规格、型号和尺寸大小的不同，这种壳体需要不同的变化，需要开大量的不同的模具，不但大大增加了用费，而且制造起来非常麻烦。

分体式结构的灌溉装置，则适应于采光不太好的灌溉区，需要把太阳能电池板通过支撑杆架在便于采光的高处，但因支撑杆尺寸长并且电磁阀和其它部分分开设置，因而包装和运输不方便。此外，无论是连体式还是分体式的灌溉装置，由于开关的裸露，在野外环境下使用，也会带来两点不便：一是开关容易进水和潮湿失效，二是开关容易被小孩或者其它好“多手”的人乱动而不能正常使用。如果特制一个带锁的盒或箱，不但使用麻烦，而且也会增加制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足提供一种太阳能智能节水灌溉器，该灌溉器可通过土壤干燥的深度和土壤湿时延时灌溉的时长进行控制，实现智能节水灌溉，并且控制简单，结构紧凑，制造容易，包装运输容易，安装使用和采光方便。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种太阳能智能节水灌溉器，包括用于控制进水与出水的电磁阀，还包括干湿探测电极、盖体组件，所述干湿探测电极带有两个测试土壤电阻的探测电极，该两个探测电极在水平方向上平行，一个设置在上方，另一个设置在正对着的下方，使用时把干湿探测电极按水平方式放置埋入设定深度的灌溉土壤中，用于实时地采集植物、作物不同根区的土壤干深度，该干深度是指灌溉土壤从表面到里面干的深度，即灌溉土壤从干燥土壤最上面的表面到土壤里层的干湿分界面之间的深度或距离，并定义干燥土壤是指含水率小于某一设定值的土壤，即规定干燥土壤可量化的指标为含水率为某一设定值(一般可设定为10％左右)以下。

所述的盖体组件包括盖罩、盖底板、控制电路板、太阳电池、蓄电池、电源开关和延时开关，所述的盖罩在其顶面带有可安放太阳能电池的凹槽，在其凹槽上开有接线孔；所述的盖底板在其中央开有一个固定连接孔(简称为中央固定连接孔)，在其旁侧则带有电源开关孔、延时开关孔和穿线孔，并与盖罩固定连接形成一个盖体，该盖底板与盖罩固定连接可通过螺钉、粘接、焊接、机械卡紧等方法实现；所述的控制电路板固定安置在盖体内部；所述的太阳能电池安放在盖罩顶面的凹槽中，通过导线穿过凹槽上的接线孔与盖体内的控制电路板电连接；所述的蓄电池也固定安置在盖体内部并与控制电路板电连接；所述的电源开关、延时开关分别安置在盖底板的两个开关孔上,与控制电路板电连；所述的干湿探测电极和电磁阀设置在盖体组件之外，并分别通过导线穿过盖底板上的穿线孔与盖罩内的控制电路板电连接；所述的盖体和电磁阀通过电磁阀线圈罩上的螺杆穿过盖底板中央固定连接孔后，用螺母进行螺纹固定连接；所述的盖底板的中央固定连接孔可以设置成凹盲孔(包括类似的曲面凹坑)，通过焊接或粘接的方式把盖底板和电磁阀线圈罩固定连接，从而使盖体和电磁阀固定连接。

使用时，把太阳能智能节水灌溉器中的电磁阀进水端连接水源，并使电磁阀出水端连接灌溉输水管道，然后把干湿探测电极埋在一定深度的土壤中，并通过延时开关设定土壤湿点灌溉时长，该土壤湿点延时时长是指干湿探测电极的两个探测电极间的土壤超过设定含水率时，为保证灌溉土壤湿透的延长灌溉的时间，打开电源开关后太阳能智能节水灌溉器就开始工作，利用太阳能电池经过控制电路板给蓄电池充电，为蓄电池提供足够的电能，从而为控制电路板、干湿探测电极、电磁阀提供电源，当土壤层从表及里干到一定的程度和深度时，使植物和作物受到一定的水胁迫，促进根系发达，保持土壤适度的干燥和透气性，这有利于减少植物和作物的霉烂根和病虫害，当到达干湿探测电极上面的探测电极所埋入的深度时，控制电路板接受干湿探测电极的信号后驱动电磁阀开启而进行灌溉，而干湿探测电极的两个探测电极间的土壤超过设定含水率时，控制电路板根据所设置的延时再延长一段时间使电磁阀关闭而停止灌溉，以保证土壤的必要的湿透而又不浪费水，这样，借助干湿探测电极感知土壤的干湿状态，运用已有的控制技术和延时电路技术，通过控制电路板控制电磁阀的开启与闭合，从而实现了调亏灌溉，不但节约了用水，而且可实现农作物的优质高产和丰收，达到智能节水灌溉的目的。

在上述的技术解决方案中，所述的盖底板的中央固定连接孔也可与带有一中心孔的套盖通过螺丝、铆钉、焊接、粘接等机械、物理、化学等方式固定连接，并使套盖与支撑套管组件的上端进行固定连接，所述的支撑套管组件可通过N个直通管接头把N+1节管轴向固定连接成一根长长的支撑套管后再与法兰盘配合固定连接而形成，在所述支撑套管的上端和下端分别开有上端孔和下端孔，从控制电路板引出的导线在其上端孔穿入、在其下端孔穿出，分别连接电磁阀和干湿探测电极，这样就把盖体组件与电磁阀分开，形成了分体式太阳能智能节水灌溉器。

在本实用新型中，在盖罩的凹槽上开有接线孔，可方便把太阳能电池板的电极连接蓄电池充电；在盖体的内部可遮阳、档风、避雨，方便盛放控制电路板、蓄电池；在盖底板的旁带有电源开关孔和延时开关孔，由于设置在盖体的底部，可以巧妙地安装开关，不但可以避免雨水的浸入，而且隐蔽性好，不易被人看见，防止他人乱动；而在盖底板的穿线孔，则方便电路控制板分别与电磁阀和干湿探测电极的连接；在盖底板的中央巧妙地开设一个固定连接孔，方便连接电磁阀和支撑套管组件。该固定连接孔如果连接电磁阀，就巧妙地形成结构紧凑的连体式太阳能智能节水灌溉器；如连接支撑套管组件，则巧妙地形成便于采光的分体式太阳能智能节水灌溉器。

在本实用新型中，可巧妙地利用了电磁阀线圈罩上的螺丝，通过取下电磁阀线圈罩上的螺母再把螺杆穿过盖底板中央固定连接孔后，用螺母进行螺纹固定连接，无需化学胶的粘接，也无需其它额外费用的连接，形成了连体式灌溉器的最佳固定连接方式。此外，当把长支撑套管拆开成若干较短的管，并把其底端的法兰盘拆下后，则方便包装和运输。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的灌溉控制简单实用，可根据经验和灌溉知识，只需设置干湿探测电极埋入土壤的深度和土壤湿时的延时灌溉的时长，使植物受到一定的水胁迫才开始灌溉，当土壤探测点湿时，可延长灌溉时间确保土壤湿透，实现调亏灌溉，使灌溉智能化、精准化，更加节水，并实现作物、果树等的优质增产。

(2)本实用新型的电源开关和延时开关隐蔽，结构紧凑，防雨性能好，野外使用方便，可防人乱动和误操作，支撑套管组件长短可调、制作容易，便于太阳能电池采光。

(3)本实用新型的互换性好，可根据市场的订单，易于形成连体式灌溉器、分体式灌溉器两类产品；结构非常简单、紧凑和实用，无论是连体式灌溉器还是分体式灌溉器，灌溉器的上部分(主要包括盖体)相同，不会因为电磁阀的尺寸大小不同而改变。

(4)本实用新型制造方便，便于迅速形成产业化，实现产品的柔性组装，简化了制造工艺，降低了制造、管理和生产成本；便于包装、运输和安装。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的太阳能智能节水灌溉器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的太阳能智能节水灌溉器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例1。

如图1所示，本实施例提供一种连体式太阳能智能节水灌溉器，包括干湿探测电极13、电磁阀14、盖体组件，该干湿探测电极13带有两个测试土壤电阻的干湿探测电极，将其长度方向成水平方式放置，其中一个干湿探测电极设置在上方，另一个干湿探测电极设置在正对着的下方；该盖体组件包括盖罩2、盖底板11、控制电路板23、太阳电池1、蓄电池4、电源开关9、延时开关10，在盖罩2的顶面带有可安放太阳能电池的凹槽上开有接线孔24；盖底板11在其中央开有一个固定连接孔12，在其旁侧则带有两开关孔8和穿线孔19，并与盖罩2固定连接形成一个盖体，该盖底板11与盖罩2固定连接可通过螺钉、粘接、焊接、机械卡紧等方法实现；控制电路板23通过螺钉6上紧在柱体3中，将其固定安置在盖体的内部，太阳能电池1安放在盖罩2顶面的凹槽中，通过导线穿过凹槽上的接线孔24与盖体内的控制电路板23电连接；蓄电池4也固定安置在盖体内部并与控制电路板23电连接；电源开关9和延时开关10安置在盖底板的两开关孔8上；干湿探测电极13和电磁阀14设置在盖体组件之外，并分别通过导线15、17穿过盖底板11上的穿线孔19与盖罩内的控制电路板23电连接；盖体和电磁阀14通过电磁阀14线圈罩上的螺杆20穿过盖底板11中央固定连接孔12后，用螺母16进行螺纹固定连接；盖底板11的中央固定连接孔12可以设置成凹盲孔(包括类似的曲面凹坑)，通过焊接或粘接的方式把盖底板11和电磁阀线圈罩固定连接，从而使盖体和电磁阀14固定连接。

使用时，把太阳能智能节水灌溉器中的电磁阀14进水端连接水源，并使电磁阀14出水端连接灌溉输水管道，并把干湿探测电极13按水平方式放置埋入设定深度的灌溉土壤中，打开电源开关就开始工作了，并通过延时时间设置时间，通过太阳能电池1经过控制电路板23给蓄电池4充电，为蓄电池4提供足够的电能，从而为控制电路板23、干湿探测电极13、电磁阀14提供电源，当探测点的土壤干到一定的程度，控制电路板接受干湿探测电极13的信号后驱动电磁阀14开启而进行灌溉，而探测点的土壤湿到一定的程度，控制电路板23根据所设置的延时再延长一段时间使电磁阀14关闭而停止灌溉，以保证土壤的必要的湿透而又不浪费水，这样，借助干湿探测电极13感知土壤的干湿状态，运用已有的控制技术和延时电路技术，通过控制电路板23控制电磁阀14的开启与闭合，从而达到智能节水灌溉的目的。

实施例2。

如图2所示，本实施例提供一种分体式太阳能智能灌溉器，还包括套盖和支撑套管组件，所述盖底板的中央固定连接孔与套盖固定连接，所述套盖与支撑套管组件的上端固定连接。

其中，所述支撑套管组件通过N个直通管接头把N+1节管轴向固定连接成一根长长的支撑套管后再与法兰盘配合固定连接而成。

其中，所述支撑套管的上端和下端分别开有上端孔和下端孔，从控制电路板引出的导线在其上端孔穿入、在其下端孔穿出，分别连接电磁阀和干湿探测电极。

本实施例的其它技术特征同实施例1，在此不再进行赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.太阳能智能节水灌溉器，包括用于控制进水与出水的电磁阀，其特征在于，还包括干湿探测电极组件、盖体组件，所述干湿探测电极组件包括两个探测电极，所述的盖体组件包括盖罩、盖底板、控制电路板、太阳电池、蓄电池、电源开关、延时开关，所述盖罩的顶面设置有用于安放太阳能电池板的凹槽，在其凹槽上开有接线孔，所述的盖底板在其中央开有一个固定连接孔，在其旁侧则带有开关孔和穿线孔，并与盖罩固定连接形成一个盖体，所述的控制电路板固定安置在盖体内部，所述的太阳能电池安放在盖罩顶面的凹槽中，通过导线穿过凹槽上的接线孔与盖体内的控制电路板电连接，所述的蓄电池也固定安置在盖体内部并与控制电路板电连接，所述的电源开关和延时开关，分别安置在盖底板的开关孔上并与控制电路板电连接，所述的干湿探测电极和电磁阀设置在盖体组件之外，并分别通过导线穿过盖底板上的穿线孔与盖罩内的控制电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能智能节水灌溉器，其特征在于：所述两个干湿探测电极在水平方向上平行设置，一个设置在上方，另一个设置在正对着的下方。

3.根据权利要求1所述太阳能智能节水灌溉器，其特征在于：所述盖体组件和电磁阀通过电磁阀线圈罩上的螺杆穿过盖底板中央固定连接孔后，用螺母进行螺纹固定连接。

4.根据权利要求1所述太阳能智能节水灌溉器，其特征在于：所述盖底板的中央固定连接孔设置成凹盲孔，通过把盖底板和电磁阀线圈罩固定连接，使盖体组件和电磁阀固定连接。

5.根据权利要求1所述太阳能智能节水灌溉器，其特征在于：还包括套盖和支撑套管组件，所述盖底板的中央固定连接孔与套盖固定连接，所述套盖与支撑套管组件的上端固定连接。

6.根据权利要求5所述太阳能智能节水灌溉器，其特征在于：所述支撑套管组件通过N个直通管接头把N+1节管轴向固定连接成一根长长的支撑套管后再与法兰盘配合固定连接而成。

7.根据权利要求5所述太阳能智能节水灌溉器，其特征在于：所述支撑套管的上端和下端分别开有上端孔和下端孔，从控制电路板引出的导线在其上端孔穿入、在其下端孔穿出，分别连接电磁阀和干湿探测电极。