CN211881350U - 一种温室作物行内二氧化碳施补装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了属于农业设施领域的一种温室作物行内二氧化碳施补装置；其中二氧化碳气罐布置在日光温室的中心位置，二氧化碳气罐的出口安装有电磁阀；两根主风管与二氧化碳气罐相连，在主风管的外端连接有多根与垄平行的支路风管，支路风管位于作物行内；主风管和支路风管组成呈星型拓扑结构的管路输气系统；支路风管的正上方开有多个导气风孔；光照传感器、湿度传感器和二氧化碳传感器都与PLC中心控制装置中的PLC控制器相连；二氧化碳传感器置在作物行内；湿度传感器也布置在作物行内。本实用新型通过各传感器反馈的数值对二氧化碳施补进行控制，施补过程可控可量化，精准可靠，增产效果良好。

Description

一种温室作物行内二氧化碳施补装置

技术领域

本实用新型属于农业设施技术领域，具体为一种温室作物行内二氧化碳施补装置。

背景技术

温室、大棚中的田间管理作业是设施园艺生产的重要环节。冬季温室内湿度大，特别是番茄、黄瓜等蔬菜作物，枝叶繁茂且行距、株距较小，作物行内的湿气经常很高且排不出去。在这种湿度过高的环境下，很容易引起作物发生病害，因此冬季的通风降湿是一项非常重要的措施。另外，冬季由于设施较为密闭，日出后随着蔬菜光合作用的加速，温室大棚内二氧化碳浓度会急剧下降，有时甚至会降至二氧化碳补偿点以下，不能满足蔬菜作物进行正常光合作用的需求，影响作物生长发育，造成减产。同时，在密闭的温室大棚内，仅靠气体的自然扩散，二氧化碳很难顺利、及时到达行内叶片中。

针对上述问题，近些年国内形成了一些解决方案。例如，传统生产上，人们多使用堆火增温、燃放沼气的方法来提高棚内温度，从而降低湿度，并能进行二氧化碳的补充。这种方法确实可以解决上述问题，但是棚内温度不易量化控制，需要随时观察，同时燃烧产生的二氧化硫等有害烟气可能会熏伤作物。有些农户在温室土壤表面覆盖一些稻壳和秸秆粉末等有机物，利用这些有机物进行吸湿，同时有机物在微生物作用下腐烂过程中释放的热量和二氧化碳，可以促进植物的生长，但是这种方法价格较高，同时容易引入外来病菌。天津农学院设计了一种气肥发生器，利用碳酸氢铵加热产生二氧化碳的原理，制备二氧化碳气肥。但这种化学方法在制备二氧化碳的同时也产生了氨气，需要对产生的气体进一步的处理，增加了温室运营成本，不宜大面积推广。

针对这一问题，我们提出了一种在温室、大棚等园艺设施内，在冬季可以根据作物需要，定时定量的补施二氧化碳；同时还能对冬季种植在密闭环境中的作物进行行内通风降湿的装置。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，包括：电磁阀、主风管、风机、二氧化碳气罐、支路风管、导气风孔、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和PLC中心控制装置，其中二氧化碳气罐布置在日光温室的中心位置，二氧化碳气罐的出口安装有电磁阀；两根主风管与二氧化碳气罐相连，在主风管的外端连接有多根与垄平行的支路风管，支路风管位于作物行内；主风管和支路风管组成呈星型拓扑结构的管路输气系统；支路风管的正上方开有多个导气风孔；

光照传感器、湿度传感器和二氧化碳传感器都与PLC中心控制装置中的PLC控制器相连；二氧化碳传感器置在作物行内；湿度传感器也布置在作物行内。

在支路风管靠近二氧化碳气罐的一端设有风机。

所述光照传感器设置于温室的中央。

所述主风管的长度为1-3米。

所述支路风管的长度为8-40米。

所述导气风孔的间距为3-4米。

所述二氧化碳传感器和所述湿度传感器捆绑在一起为一组传感器组，高低两组传感器组通过竖直设置的传感器安装支架安装在作物行内。

所述高低两组传感器组所设置的高度分别位于作物高度的1/3和2/3处。

每排所述作物行内均设有一排传感器安装支架。

本实用新型的有益效果在于：

整套装置尺寸小、灵活性高、实用性和可靠性高，能缓解高强度、低效率的纯人工作业；制作简单，有良好的推广价值；通过各传感器反馈的数值对二氧化碳施补进行控制，施补过程可控可量化，精准可靠，增产效果良好。

附图说明

图1为本实用新型一种温室作物行内二氧化碳施补装置实施例的俯视示意图；

图2为本实用新型实施例的立面图；

图3为本实用新型实施例中传感器的水平截面布置图；

图4为本实用新型实施例中环境监控装置的结构示意图。

其中：

1-电磁阀，2-主风管，3-风机，4-二氧化碳气罐，5-支路风管，6-导气风孔，7-二氧化碳传感器，8-湿度传感器，9-作物，10-光照传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的本实用新型实施例，包括：电磁阀1、主风管2、风机3、二氧化碳气罐4、支路风管5、导气风孔6、湿度传感器8、二氧化碳传感器7、光照传感器10和PLC中心控制装置等，其中二氧化碳气罐4布置在日光温室的中心位置，二氧化碳气罐4的开、闭由安装在二氧化碳气罐4出口的电磁阀1控制；

两根主风管2与二氧化碳气罐4相连，在主风管2的外端连接有多根与垄平行的支路风管5，支路风管5位于作物9行内；主风管2的长度为1-3米，支路风管5的长度为8-40米，与作物9种植行的长度相匹配；主风管2和支路风管5组成呈星型拓扑结构的管路输气系统，管路输气系统形成二氧化碳释放的通道，为使二氧化碳扩散均匀，支路风管由支架固定在距地面0.5米的高度处；

在靠近二氧化碳气罐4的一端的支路风管5上，设有用于将二氧化碳均匀吹到支路风管5中的风机3；

光照传感器10、湿度传感器8和二氧化碳传感器7都与PLC中心控制装置中的PLC控制器相连，其中光照传感器10布置在温室的中央位置，用于测温室内的光照度；二氧化碳传感器7布置在作物9行内的不同高度层上，用于检测温室内的行内二氧化碳浓度；湿度传感器8布置在作物9行内的不同高度层上，用于检测温室内的行内湿度。

PLC中心控制装置安装在日光温室一侧的山墙上，包含相互连接的：PLC控制器、预装MCGS组态软件装置的触摸屏等，通过触摸屏对各参数进行设置，工作时根据设置的参数，PLC控制器自动控制电磁阀1和风机3的开、闭。

支路风管5的正上方开有多个导气风孔6，每隔3-4米开设一个，为实现各出气孔的瞬时流量Q相同，根据伯努利原理，喷孔孔径与喷孔处压力之间的定量关系可以由下式确定：

式中：R—导气风孔孔径，C—伯努利常数，ρ—流体密度，g—重力加速度，Q—导气风孔的瞬时流量，h—导气风孔距气罐出气孔的相对高度，p—导气风孔处的压力。

在本实施例中，日光温室采用东西垄种植，共3垄，垄长1500mm，作物9为番茄，番茄的种植行距450mm，株距350mm，番茄株高平均2000mm。

在本实施例中，两根轴线共线的主风管2分别与二氧化碳气罐4的出口相连，在主风管2两侧壁的间隔1.5米处各设有一路支路风管5，支路风管5位于作物9行内，并将主风管2和支路风管5相连；每侧通风装置由两组支路风管5组成；支路风管5长40米，与作物9种植行的长度相等。

在本实施例中，风机3为圆形直流轴流风机3。

在本实施例中，导气风孔6的间距为3米，导气风孔6孔径为38mm。

在本实施例中，二氧化碳传感器7和湿度传感器8的布置方式如图2和图3所示，二氧化碳传感器7和湿度传感器8捆绑在一起为一组传感器组，高低两组传感器组通过竖直设置的传感器安装支架安装在温室内的地面上，高低两组传感器组所设置的高度分别位于作物9高度的1/3和2/3处；作物9行内均设有一排传感器安装支架，各排传感器安装支架中的每根传感器安装支架都与附近的两行作物9等距；具体的，每排传感器安装支架都有两根且分别位于光照传感器10至日光温室侧壁间的1/3和2/3处；二氧化碳传感器7为英国GSS公司产的COZIR传感器，湿度传感器8为法国Humirel公司产的HTU21D型的湿度传感器，二氧化碳传感器7和湿度传感器8均为无线传感器；传感器安装支架为松下公司产的MS-AJ型传感器支架。

在本实施例中，光照传感器10为无线传感器，具体使用的是美国DAVIS公司产的6450型光辐射传感器。

如图4所示的本实用新型使用流程：

首先，操作人员在装置触摸屏上设置好要达到的番茄行内湿度和二氧化碳浓度的范围。当太阳升起，温室两侧的各个传感器开始测量周围环境数据，每个传感器测得的相应环境数据发送至PLC控制器中后，在取平均值，当光照强度大于番茄的光照补偿点2000lx，并且二氧化碳浓度低于1000ppm时，装置启动工作，二氧化碳电磁阀1自动开启，二氧化碳在风机3的推动下进入主风管2和支路风管5内，并从导气风孔6中排出，进入番茄行内，进行二氧化碳的施补。当番茄行内二氧化碳浓度升高至设定值时，电磁阀1关闭。此时的二氧化碳浓度有利于番茄光合作用的顺利进行。待番茄光合作用一段时间、二氧化碳浓度降到650ppm时，电磁阀1将再次打开施补二氧化碳。如此往复，使二氧化碳浓度一直保持在适宜范围内。

全天时间内，当番茄行内相对湿度大于90％时，装置自动开启风机3，在风机3的作用下，番茄行外相对干燥的空气通过主风管2、支路风管5和导气风孔6进入番茄作物行内，实现通风降湿，降低番茄行内的湿度，减少病害发生的危险。

每日重复上述过程，该装置可不间断持续运行，仅需人工更换二氧化碳气罐。本实用新型可以有效提高番茄作物的光合作用强度，提高作物生长量。同时本实用新型制作简单、设置方便、增产效果良好，有良好的推广价值。

Claims (9)

1.一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，包括：电磁阀(1)、主风管(2)、风机(3)、二氧化碳气罐(4)、支路风管(5)、导气风孔(6)、湿度传感器(8)、二氧化碳传感器(7)、光照传感器(10)和PLC中心控制装置，其中二氧化碳气罐(4)布置在日光温室的中心位置，二氧化碳气罐(4)的出口安装有电磁阀(1)；两根主风管(2)与二氧化碳气罐(4)相连，在主风管(2)的外端连接有多根与垄平行的支路风管(5)，支路风管(5)位于作物(9)行内；主风管(2)和支路风管(5)组成呈星型拓扑结构的管路输气系统；支路风管(5)的正上方开有多个导气风孔(6)；

光照传感器(10)、湿度传感器(8)和二氧化碳传感器(7)都与PLC中心控制装置中的PLC控制器相连；二氧化碳传感器(7)布置在作物(9)行内；湿度传感器(8)也布置在作物(9)行内。

2.根据权利要求1所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，在支路风管(5)靠近二氧化碳气罐(4)的一端设有风机(3)。

3.根据权利要求1所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，所述光照传感器(10)设置于温室的中央。

4.根据权利要求1所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，所述主风管(2)的长度为1-3米。

5.根据权利要求1所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，所述支路风管(5)的长度为8-40米。

6.根据权利要求1所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，所述导气风孔(6)的间距为3-4米。

7.根据权利要求1所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，所述二氧化碳传感器(7)和所述湿度传感器(8)捆绑在一起为一组传感器组，高低两组传感器组通过竖直设置的传感器安装支架安装在作物(9)行内。

8.根据权利要求7所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，所述高低两组传感器组所设置的高度分别位于作物(9)高度的1/3和2/3处。

9.根据权利要求7所述的一种温室作物行内二氧化碳施补装置，其特征在于，每排所述作物(9)行内均设有一排传感器安装支架。

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