CN209994868U

CN209994868U - 一种水肥一体化灌溉装置

Info

Publication number: CN209994868U
Application number: CN201920365053.1U
Authority: CN
Inventors: 张建明; 张丽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2029-03-21

Abstract

本实用新型实施例公开了一种水肥一体化灌溉装置，涉及农业灌溉技术领域，所述装置包括电控箱和底座，所述电控箱设置于底座上，所述电控箱内设置有电源转换器、控制器、显示器和控制电路，所述底座上固定有电机箱，所述电机箱内设置有至少一个水泵，每个水泵连接有进水管和出水管，所述进水管和出水管上安装有流量检测器，所述电源转换器为所述装置的各个部件提供电源，所述控制电路用于实现所述装置的电气控制，所述显示器、水泵和流量检测器均与控制器相连。本实用新型实施例能够解决灌溉过程中水肥液流速不稳定和不能精确控制水肥配比的问题。

Description

一种水肥一体化灌溉装置

技术领域

本发明实施例涉及农业灌溉技术领域，具体涉及一种水肥一体化灌溉装置。

背景技术

水肥一体化技术，指灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统或地形自然落差，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道系统供水供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，均匀准确地输送至作物根部区域。施肥时要掌握剂量，注入肥液的适宜浓度大约为灌溉流量的0.1％。例如灌溉流量为50m³/亩，注入肥液大约为50升/亩，过量施用可能会使作物致死以及环境污染。因此施肥的时间和浓度对农田灌溉来说是非常重要的环节。

然而目前的水肥一体化设备大部分采用文丘里混合器吸取液肥，文丘里混合器采用气压差来实现喷灌，其流速具有不确定性，不能精准控制水肥流速。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种水肥一体化灌溉装置，以解决灌溉过程中水肥液流速不稳定和不能精确控制水肥配比的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，

提供一种水肥一体化灌溉装置，所述装置包括电控箱和底座，所述电控箱设置于底座上，所述电控箱内设置有电源转换器、控制器、显示器和控制电路，所述底座上固定有电机箱，所述电机箱内设置有至少一个水泵，每个水泵连接有进水管和出水管，所述进水管和出水管上安装有流量检测器，所述电源转换器为所述装置的各个部件提供电源，所述控制电路用于实现所述装置的电气控制，所述显示器、水泵和流量检测器均与控制器相连。

进一步地，所述控制器内安装有单片机，所述单片机与所述控制电路相连。

进一步地，所述控制电路包括信号调理电路、电机驱动电路、PWM驱动电路、电压转换电路和外接拓展电路，所述信号调理电路、电机驱动电路、PWM驱动电路、电压转换电路和外接拓展电路均连接至控制器的单片机。

进一步地，所述控制器还连接有外部设备，所述外部设备通过外接拓展电路与控制器相连。

进一步地，所述电控箱内还设置有报警器，所述报警器设置于控制电路上并与单片机相连。

进一步地，所述电控箱的控制面板上嵌接有触控屏或显示器的显示屏、输入键和启停按钮。

进一步地，所述控制箱内还安装有漏电保护器、熔断器和接触器，所述漏电保护器、熔断器和接触器连接在所述控制电路上。

本发明实施例具有如下优点：本发明采用水泵代替现有的文丘里混合器来实现对流速的控制，通过设置施肥总量和时间这两个参数进行控制水肥流速，通过流量传感器实时检测流速并调整流速，使流速恒定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种水肥一体化灌溉装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种水肥一体化灌溉装置的电气控制图；

图3为本发明实施例提供的一种水肥一体化灌溉装置的信号调理电路的电路原理图；

图4为本发明实施例提供的一种水肥一体化灌溉装置的电机驱动电路的电路原理图；

图5为本发明实施例提供的一种水肥一体化灌溉装置的PWM驱动电路的电路原理图；

图6为本发明实施例提供的一种水肥一体化灌溉装置的电压转换电路的电路原理图；

图7为本发明实施例提供的一种水肥一体化灌溉装置的外接拓展电路的电路原理图。

图中：电控箱1、底座2、控制器3、显示屏4、电机箱5、流量检测器6、电源转换器7、输入键8、外部设备9、启停按钮10、进水管11、出水管12、水泵M、总开关QS、熔断器FU、接触器KM。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

参考图1，本发明实施例提供一种水肥一体化灌溉装置，包括电控箱1和底座2，电控箱1设置于底座2上，电控箱1用于实现本装置的供电以及电路控制，底座2上固定有电机箱5，所述电机箱5内设置有至少一个水泵，每个水泵连接有进水管11和出水管12，本实施例优选的为3个水泵M，水泵M采用低电压高压力水泵，保证将肥料加入进水管11，进水管11和出水管12上安装有流量检测器6。将农作物肥料或药物从进水管11加入，水泵将肥料或药物与水融合后，被水泵M吸进出水管12实现对农作物的施肥，其中通过对水肥总量和时间来控制出水管12流速，并通过流量检测器6对流速进行监控，流量检测器6可以为流量传感器，且流量检测器的前端安装有阻尼罐，能够使水流平滑，提高测量精准度，从而实现单位时间内的灌溉量，实现对流速的精准控制。

具体地，电控箱1内设置有：电源转换器7、控制器3、显示器、水泵和流量检测器6，显示器、水泵和流量检测器6均与控制器3相连。

电源转换器7，为本装置的各个部件提供所对应的不同大小的电源电压，如控制器3需要的12V电压，单片机需要的5V电压等。

控制器3，控制器3内安装有单片机，单片机与控制电路相连实现对数据的处理和信号触发等功能。利用其内部计数、定时、PWM功能，对流量检测器6脉冲进行计数，根据算法产生出需要的PWM波，以驱动电机运行，同时，还驱动显示器对需要的参数如：设置的水肥量、设置的时间、当前已用的水肥量、已用的时间等进行显示。

控制电路，控制电路用于实现所述装置的电气控制，控制电路包括信号调理电路、电机驱动电路、PWM驱动电路、电压转换电路和外接拓展电路，所述信号调理电路、电机驱动电路、PWM驱动电路、电压转换电路和外接拓展电路均连接至控制器3的单片机。

参考图3，信号调理电路用于对由流量检测器6传来的脉冲信号整形与分配，使得脉冲更稳定，并将信号分配给单片机的外部中断模块和计数器模块，外部中断模块用于测水量，计数器模块用于调整PWM占空比。

参考图4，PWM驱动电路受控于单片机发出的PWM信号，将直流12V电源进行调制，送至电机驱动电路，以驱动水泵以合适的速度运转。

参考图5，电机驱动电路由三路构成，每路由继电器单独控制，任一时刻只有一个电机工作，能够延长水泵的使用寿命。

参考图6，电压转换电路产生系统需要的低压直流稳压电源。

参考图7，控制器3还连接有外部设备9，外部设备9通过外接拓展电路与控制器3相连，外接拓展电路可控制外部设备9与本实施例协同工作，进一步对流速进行精准控制。

本实施例的电控箱1内还设置有报警器，报警器设置于控制电路上并与单片机相连，当电路或设备出现异常时，实现报警。

电控箱1的控制面板上嵌接有触控屏或显示器的显示屏4、输入键8和启停按钮10。采用LCD12864液晶屏，可显示所设置参数和当前数据、工作状态等信息。输入键8用于实现参数的录入设置，启停按钮10包括启动按钮和停止按钮，分别用于控制水泵的启动和停止。

控制箱内还安装有漏电保护器、熔断器和接触器，漏电保护器、熔断器和接触器连接在所述控制电路上，与多个电气元件配合使用实现水肥一体化灌溉装置的电气控制。参考图2，380V电源电压接入主电路，经总开关QS，熔断器FU和接触器KM常开触点，再接入电源转换器7，电源转换器7对电源电压进行转换，然后连接至控制器3，控制器3与水泵M、流量检测器6和外部设备进行信息传输。并采用常规的自锁控制对电路进行控制。

本实施例还提供一种水肥一体化灌溉装置的灌溉方法，包括：对控制器3内的水肥总量值和灌溉时间参数进行设置，得到预设流速值；控制器3采集流量检测器6获取的出水管12的流速，并与预设流速值做对比；控制器3根据对比情况调控水泵的转速，对流速进行校正。当流量检测器6的检测值大于预设流速时，控制器3控制水泵增加转速，增加出水管12内的水流速度，当流量检测器6的检测值小于于预设流速时，控制器3控制水泵降低转速，减少出水管12内的水流速度，达到校正的效果，实现对流速的精准控制。另外，通过在控制器内设置控制程序来实现对水肥总量和灌溉时间的跟踪，从而使得误差不断被纠正，达到水肥总量和灌溉时间的精准控制。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种水肥一体化灌溉装置，其特征在于，所述装置包括电控箱和底座，所述电控箱设置于底座上，所述电控箱内设置有电源转换器、控制器、显示器和控制电路，所述底座上固定有电机箱，所述电机箱内设置有至少一个水泵，每个水泵连接有进水管和出水管，所述进水管和出水管上安装有流量检测器，所述电源转换器为所述装置的各个部件提供电源，所述控制电路用于实现所述装置的电气控制，所述显示器、水泵和流量检测器均与控制器相连。

2.如权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉装置，其特征在于，所述控制器内安装有单片机，所述单片机与所述控制电路相连。

3.如权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉装置，其特征在于，所述控制电路包括信号调理电路、电机驱动电路、PWM驱动电路、电压转换电路和外接拓展电路，所述信号调理电路、电机驱动电路、PWM驱动电路、电压转换电路和外接拓展电路均连接至控制器的单片机。

4.如权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉装置，其特征在于，所述控制器还连接有外部设备，所述外部设备通过外接拓展电路与控制器相连。

5.如权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉装置，其特征在于，所述电控箱内还设置有报警器，所述报警器设置于控制电路上并与单片机相连。

6.如权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉装置，其特征在于，所述电控箱的控制面板上嵌接有触控屏或显示器的显示屏、输入键和启停按钮。

7.如权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉装置，其特征在于，所述电控箱内还安装有漏电保护器、熔断器和接触器，所述漏电保护器、熔断器和接触器连接在所述控制电路上。