CN218897787U - 一种用于草莓栽培的滴灌装置 - Google Patents

Abstract

一种用于草莓栽培的滴灌装置，包括电源模块、滴灌管、电磁阀、短信模块、空压机，还具有湿度探测机构、第一探测电路和第二探测电路、延时电路；第一只电磁阀一端和灌溉水管其中一只出水管连接，第一只电磁阀另一端和第二只电磁阀一端、滴灌管一端并联连接，第二只电磁阀另一端和空压机的排气管连接；湿度探测机构安装在灌区域的土壤内；短信模块、第一探测电路和第二探测电路、延时电路安装在元件盒内并电性连接。本新型实现了自动化控制、还保证了作物健康生长用水量需要，并节省了水源，滴灌管堵塞时，能自动进行冲洗，在堵塞严重、无法将滴灌管冲通时，短信模块能自动短信提示相关人员进行人为检修，给相关人员带来了便利。

Description

一种用于草莓栽培的滴灌装置

技术领域

本实用新型涉及灌溉设备技术领域，特别是一种用于草莓栽培的滴灌装置。

背景技术

草莓等农作物生长期由于用水量相对大，为了保证供水以及节水等需要，目前在草莓等种植中一般会采用滴灌方式进行灌溉。草莓在内的农作物滴灌设备一般结构包括具有微孔的滴灌管和连接管等，应用中，进入连接管内的水不断经滴灌管滴落在农作物侧端的土壤内，使农作物能处于合适的湿度生长环境。

现有包括草莓在内的农作物滴灌设备由于结构所限，只有无控制方式对作物进行滴灌的功能。比如我国专利号“201620680960.1”、专利名称“一种农场用滴灌设备”的授权专利，其记载到“本实用新型的有益效果是有效提高滴灌设备的滴灌量控制能力，使其能够根据地区和季节的不同而对滴灌量进行调节，提高了滴灌设备的实用性”。上述可见，对比专利虽然相较于现有普通滴灌设备具有对滴灌量进行调节的功能，但是和现有其他滴灌设备一样、受到结构所限，或多或少还是存在一些技术问题，具体体现如下。其一：无法探测作物处的土壤湿度，这样，当土壤湿度过大工作人员没有及时关闭阀门时，会造成农作物过量灌溉对其生长带来不利影响，且也造成了水源浪费，和其节省水源的初衷也背道而驰。其二：在因为各种原因滴灌管的微孔堵塞后(比如土壤等堵塞微孔)，不具有自动冲洗功能，这样工作人员没有及时人为发现情况时，会造成相应作物无法得到有效灌溉，同样会对作物的生长带来不利影响。综上，提供一种能自动控制滴灌水量，且能对堵塞的滴灌管进行冲洗的滴灌装置显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有包括草莓在内的农作物滴灌设备由于结构所限，存在如背景所述弊端，本实用新型提供了在相关机构及电路共同作用下，能实时监测相关区域土壤里的湿度数据，当湿度大于设定值时能自动关闭滴灌的水源，湿度低于设定值时能自动打开滴灌水源，实现了自动化控制、保证了作物健康生长用水量需要，并节省了水源，且在滴灌管堵塞时能自动进行冲洗，并在堵塞严重时能自动短信提示相关人员进行人为检修，由此有效保证了作物的灌溉效果，且给相关人员带来了便利的一种用于草莓栽培的滴灌装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于草莓栽培的滴灌装置，包括电源模块、滴灌管、电磁阀、短信模块、空压机，特征在于，还具有湿度探测机构、第一探测电路和第二探测电路、延时电路；所述电磁阀有两只，第一只电磁阀一端和灌溉水管其中一只出水管连接，第一只电磁阀另一端和第二只电磁阀一端、滴灌管一端并联连接，第二只电磁阀另一端和空压机的排气管连接；所述湿度探测机构安装在灌区域的土壤内；所述短信模块、第一探测电路和第二探测电路、延时电路安装在元件盒内；所述第二探测电路的电源输出端和延时电路及第二只电磁阀的电源输入端电性连接，延时电路的信号输出端和短信模块的信号输入端电性连接；所述第一探测电路的电源输出端和第一只电磁阀的电源输入端及第二探测电路的信号输入端分别电性连接；所述探测机构电性连接在第一探测电路的两个信号输入端之间。

进一步地，所述电磁阀是常闭阀芯电磁阀。

进一步地，所述探测机构包括绝缘基板和两只金属片，两只金属片间隔距离安装在基板外侧端，基板插入土壤内。

进一步地，所述第一探测电路包括电性连接的电阻、可调电阻、NPN三极管和继电器，继电器正极电源输入端及控制电源输入端和第一只电阻一端、第二只电阻一端连接，第一只电阻另一端和可调电阻一端连接，第一只NPN三极管集电极和第二只电阻另一端、NPN三极管基极连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，两只NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述第二探测电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、电容和继电器、时控开关，第一只电阻一端和第二只电阻一端、电容正极连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和和继电器负极电源输入端连接，继电器正极电源输入端和控制电源输入端连接，电容负极和NPN三极管发射极、时控开关的负极电源输入端连接，时控开关的正极电源输入端和继电器常开触点端连接。

进一步地，所述延时电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、电容，第一只电阻一端和第二只电阻一端、电容正极连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，电容负极和NPN三极管发射极连接。

本实用新型有益效果是：本新型中，第一探测电路及探测机构能实时探测相关区域的土壤干湿度数据，当土壤湿度大于经可调电阻设定的值时能自动关闭滴灌的水源，湿度低于设定值时能自动打开滴灌水源，这样，不但实现了自动化控制、还保证了作物健康生长用水量需要，并节省了水源。本新型在滴灌管堵塞时，第二探测电路能自动控制空压机输出较高流速的压缩空气对滴灌管进行冲洗，这样保证了草莓等的滴灌需要；极端情况下，在堵塞严重、无法将滴灌管冲通时，短信模块能自动短信提示相关人员进行人为检修。本新型有效保证了作物的灌溉效果，且给相关人员带来了便利(平时不需要工作人员到现场人为查看管理等)。综上，本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种用于草莓栽培的滴灌装置，包括电源模块A1、滴灌管1、电磁阀DC及DC1、短信模块A2、空压机(图中未画出)，还具有湿度探测机构、第一探测电路2和第二探测电路3、延时电路4；所述电磁阀有两只，第一只电磁阀DC一端和灌溉水管5其中一只出水管(草莓栽培区域每个需要滴灌的区域各具有一只出水管、并各配套有一套本新型)经螺纹连接，第一只电磁阀DC另一端和一只三通管6其中一端经螺纹连接，三通管6另外两端和第二只电磁阀DC1一端、滴灌管1一端经螺纹分别连接，滴灌管1另一端位于需要灌溉土壤区域上部；所述第二只电磁阀DC1另一端和空压机的若干个排气管的其中一个排气管经管道连接；所述湿度探测机构安装在滴灌管滴灌区域的土壤远端；所述短信模块A2、第一探测电路2和第二探测电路3、延时电路4安装在元件盒7内电路板上。

图1、2所示，第一只电磁阀DC是工作电压直流12V、功率1W的常闭阀芯电磁阀，第二只电磁阀DC1是工作电压直流12V、功率2W的常闭阀芯电磁阀。探测机构包括下端为尖锥形的塑料基板8和两只铜质金属片T，两只金属片T左右间隔一定距离(2毫米)热熔粘接在基板8前侧端，基板8及金属片T插入土壤内；电源模块A1是型号220V/12V/2KW的交流220V转直流12V开关电源模块成品；草莓大棚内多只滴灌管分别配套使用一套本新型，多套本新型合用一只电源模块，多套本新型合用一套短信模块，多套本新型的延时电路NPN三极管Q3集电极和短信模块A2的3脚连接。第一探测电路包括经电路板布线连接的电阻R及R1、可调电阻RP1、NPN三极管Q1及Q2和继电器K1，继电器K1正极电源输入端及控制电源输入端和第一只电阻R一端、第二只电阻R1一端连接，第一只电阻R另一端和可调电阻RP1一端连接，第一只NPN三极管Q1集电极和第二只电阻R1另一端、NPN三极管Q2基极连接，第二只NPN三极管Q2集电极和继电器K1负极电源输入端连接，两只NPN三极管Q1及Q2发射极连接。第二探测电路包括经电路板布线连接的电阻R3及R4、NPN三极管Q3、电容C和继电器K2、时控开关A3，第一只电阻R3一端和第二只电阻R4一端、电容C1正极连接，第二只电阻R4另一端和NPN三极管Q3基极连接，NPN三极管Q3集电极和和继电器K2负极电源输入端连接，继电器K2正极电源输入端和控制电源输入端连接，电容C负极和NPN三极管Q3发射极、时控开关A3的负极电源输入端4脚连接，时控开关A3的正极电源输入端1脚和继电器K2常开触点端连接。延时电路包括经电路板布线连接的电阻R5及R6、NPN三极管Q4、电容C1，第一只电阻R5一端和第二只电阻R6一端、电容C1正极连接，第二只电阻R6另一端和NPN三极管Q4基极连接，电容C1负极和NPN三极管Q4发射极连接。

图1、2所示，电源模块A1的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接，电源模块A1的电源输出端3及4脚和短信模块A2的电源输入端1及2脚、第一探测电路的电源输入端继电器K1正极电源输入端及NPN三极管Q1发射极、第二探测电路的电源输入端继电器K2正极电源输入端及NPN三极管Q3发射极分别经导线连接；第二探测电路的电源输出端继电器K2常开触点端及NPN三极管Q3发射极和延时电路的电源输入端电阻R5另一端及电容C1负极分别经导线连接，时控开关A3的3及4脚和第二只电磁阀DC1的电源输入两端分别经导线连接，延时电路的信号输出端NPN三极管Q4集电极和短信模块A2的信号输入端3脚经导线连接；第一探测电路的电源输出端继电器K1常开触点端及NPN三极管Q1发射极和第一只电磁阀DC的电源输入端及第二探测电路的信号输入端电阻R3另一端及电容C负极分别经导线连接；探测机构的两只金属铜片T分别经导线连接在第一探测电路的两个信号输入端NPN三极管Q1基极及可调电阻RP1另一端之间。

图1、2所示，220V交流电源进入电源模块A1的电源输入端后，电源模块A1的3及4脚会输出稳定的直流12V电源进入短信模块A2、第一探测电路、第二探测电路的电源输入端，上述模块及电路得电工作。当相应区域的土壤湿度合适，两只金属铜片T之间电阻值相对小，这样，12V电源经两只金属铜片T、土壤、可调电阻RP1及电阻R限流降压后进入NPN三极管Q1基极会高于0.7V，NPN三极管Q1会导通集电极输出低电平进入NPN三极管Q2基极，NPN三极管Q2基极无合适正向偏压截止，那么,继电器K1不会得电吸合，电磁阀DC不会得电其阀芯关闭，土壤保持适宜的湿度。当相应区域的土壤湿度较小、处于干燥时(通过调节可调电阻RP1的不同电阻值能设定不同的湿度报警阈值，后文介绍具体原理)，两只铜片T之间电阻值相对大，这样，12V电源经两只金属铜片T、土壤、可调电阻RP1及电阻R限流降压后进入NPN三极管基极会低于0.7V，NPN三极管Q1会截止集电极不再输出低电平进入NPN三极管Q2基极，NPN三极管Q2基极经由电阻R1降压限流从12V电源正极获得合适正向偏压导通、其集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而电磁阀DC会得电其阀芯打开，这样，灌溉水管5内的水会从滴灌管1滴漏出，对相关区域的草莓进行滴灌，同时，12V电源正极会经电阻R3为电容C充电。实际情况下，当滴灌管1滴出水对相关区域土壤进行滴灌灌溉，一段时间后(比如20分钟)，相关区域的土壤湿度再次达到合适后，两只金属铜片T之间电阻值又会再次变得相对小，这样，12V电源经两只金属铜片T、土壤、可调电阻RP1及电阻R限流降压后进入NPN三极管基极会再次高于0.7V，NPN三极管Q1会再次导通集电极输出低电平进入NPN三极管Q2基极，NPN三极管Q2再次截止，继电器K1再次失电不再吸合，电磁阀DC于是失电其阀芯关闭，防止土壤过多灌溉造成水源浪费，并对草莓等作物的生长带来不利影响；与此同时，12V电源也不再为电容C充电。

图1、2所示，当土壤干燥继电器K1得电吸合，电容C充电时，12V电源正极经电阻R3限流降压为电容C充电、刚开始的一段时间内(比如21分钟时间，可根据选择的电阻R3的电阻值设定，时间＝1.1*电容C的容量*电阻R2的电阻值)，12V电源经电阻R3、R4降压限流后进入NPN三极管Q3基极电压低于0.7V，NPN三极管Q3截止，继电器K2及电磁阀DC1不会得电工作(该时间段是滴灌管出水为相关区域进行有效湿度滴灌的时间)。充电21分钟后、电容C3充满电后，12V电源经电阻R3、R4降压限流后进入NPN三极管Q3基极电压高于0.7V，NPN三极管Q3导通集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而，时控开关A3得电工作，其3及4脚输出2分钟电源到电磁阀DC1的电源输入端(2分钟时间，是防止滴灌管堵塞严重无法冲洗通，空压机不必要连续输出压缩空气带来的空压机耗电状况)，电磁阀DC1得电工作的2分钟时间内、其内部阀芯打开，这样，空压机输出的高压空气会进入滴灌管1内对其高压冲洗，将堵塞在滴灌管若干微孔上的泥土等冲掉，保证滴灌管1内畅通，这样水又会从滴灌管微孔流出，对相关区域进行滴灌，当后续相关区域土壤湿度够后，继电器K1、K2相继失电，滴灌管1(下端及侧端具有多个渗水微孔)也不再为相关区域进行滴灌。

图1、2所示，当实际情况下，当滴灌管堵塞，电磁阀DC1打开、空压机输出压缩空气冲洗滴漏管时，12V电源正极经电阻R5限流降压为电容C1充电、刚开始的一段时间内(比如25分钟，时间可根据选择的电阻R5的电阻值设定，时间＝1.1*电容C1的容量*电阻R5的电阻值)，12V电源经电阻R5、R6降压限流后进入NPN三极管Q4基极电压低于0.7V，NPN三极管Q4截止，短信模块A2的3脚不输入低电平信号，那么其不发送短信(该时间段是滴灌管冲洗通后，滴灌管出水为相关区域进行有效湿度滴灌的时间)。充电25分钟、电容C1充满电后(该时间段充满电代表滴灌管堵塞严重无法冲通，没有足够的水使相关区域的土壤湿度达到要求)，12V电源经电阻R5、R6降压限流后进入NPN三极管Q4基极电压高于0.7V，NPN三极管Q4导通集电极输出低电平进入短信模块A2的3脚，于是，短信模块A2会将内部储存的一条短信“滴漏管堵塞”发送出去，远端和短信模块A2(具有SIM卡)建立连接的相关人员手机接收到短信后，就能第一时间了解到现场滴漏管发生了堵塞，就可及时到现场查明原因，保证草莓等农作物得到合适的水源灌溉。

图1、2所示，通过上述，本新型在土壤湿度大于经可调电阻RP1设定的值时能自动关闭滴灌的水源，湿度低于设定值时能自动打开滴灌水源，不但实现了自动化控制、还保证了作物健康生长用水量需要，并节省了水源；本在滴灌管堵塞时，能自动控制空压机输出较高流速的压缩空气对滴灌管进行冲洗，保证了草莓等的滴灌需要；极端情况下，在堵塞严重、无法将滴灌管冲通时，短信模块能自动短信提示相关人员进行人为检修，有效保证了作物的灌溉效果，且给相关人员带来了便利(平时不需要工作人员到现场人为查看管理等)。本新型中，可调电阻RP1的手柄位于元件盒前端开孔外，环手柄侧端可调电阻RP1标记有连续的数字，每个数字代表土壤湿度值，技术人员根据多次试验及实际控制需要，把可调电阻RP1的电阻值调节得相对小时，那么后续土壤湿度相对小进入NPN三极管Q1基极的电压就会高于0.7V，继电器K1失电，也就是说本新型湿度探测阈值变小；可调电阻RP1的电阻值调节得相对大时，那么后续土壤湿度相对大进入NPN三极管Q1基极的电压才会高于0.7V，继电器K1失电，也就是说本新型湿度探测阈值变大；具体技术人员预先在土壤允许的最大干燥度时，反复调节可调电阻RP1的电阻值，刚好调节到电磁阀DC得电打开时、然后反向把电阻值稍微调大，电磁阀DC失电，后续实际应用中，土壤干燥度刚超过设定值时，电磁阀DC就会得电打开。图2中，电阻R、R1、R3、R4、R5、R6阻值分别是20K、100K、11.45M、470K、13.6M、47K；NPN三极管Q1、Q2、Q3、Q4型号是9013；继电器K1及K2是DC12V继电器；电容C及C1是型号10UF/25V的电解电容；时控开关A3是型号KG316T的全自动微电脑时控开关成品，微电脑时控开关自身有取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟七个按键，两个电源输入端1、2脚，两个电源输出端3、4脚，使用者分别按动操作七只按键，可设定两个电源输出端输出电源的间隔时间和每次输出电源的时间；短信模块A2是型号GSM 800的短信报警模块，短信报警模块成品具有两个电源输入端1及2脚，信号输入端口3-8脚，每个信号输入端口输入低电平信号后，短信报警模块成品会经无线移动网络发送一条短信，短信报警模块内储存有短信，本实施例储存有一条短信“滴灌管堵塞，短信报警模块的信号输入端口3脚输入低电平信号后，短信报警模块能分别发送一条短信。

以上为本申请的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以的权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于草莓栽培的滴灌装置，包括电源模块、滴灌管、电磁阀、短信模块、空压机，其特征在于，还具有湿度探测机构、第一探测电路和第二探测电路、延时电路；所述电磁阀有两只，第一只电磁阀一端和灌溉水管其中一只出水管连接，第一只电磁阀另一端和第二只电磁阀一端、滴灌管一端并联连接，第二只电磁阀另一端和空压机的排气管连接；所述湿度探测机构安装在灌区域的土壤内；所述短信模块、第一探测电路和第二探测电路、延时电路安装在元件盒内；所述第二探测电路的电源输出端和延时电路及第二只电磁阀的电源输入端电性连接，延时电路的信号输出端和短信模块的信号输入端电性连接；所述第一探测电路的电源输出端和第一只电磁阀的电源输入端及第二探测电路的信号输入端分别电性连接；所述探测机构电性连接在第一探测电路的两个信号输入端之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于草莓栽培的滴灌装置，其特征在于，电磁阀是常闭阀芯电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于草莓栽培的滴灌装置，其特征在于，探测机构包括绝缘基板和两只金属片，两只金属片间隔距离安装在基板外侧端，基板插入土壤内。

4.根据权利要求1所述的一种用于草莓栽培的滴灌装置，其特征在于，第一探测电路包括电性连接的电阻、可调电阻、NPN三极管和继电器，继电器正极电源输入端及控制电源输入端和第一只电阻一端、第二只电阻一端连接，第一只电阻另一端和可调电阻一端连接，第一只NPN三极管集电极和第二只电阻另一端、NPN三极管基极连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，两只NPN三极管发射极连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于草莓栽培的滴灌装置，其特征在于，第二探测电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、电容和继电器、时控开关，第一只电阻一端和第二只电阻一端、电容正极连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极电源输入端和控制电源输入端连接，电容负极和NPN三极管发射极、时控开关的负极电源输入端连接，时控开关的正极电源输入端和继电器常开触点端连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于草莓栽培的滴灌装置，其特征在于，延时电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、电容，第一只电阻一端和第二只电阻一端、电容正极连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，电容负极和NPN三极管发射极连接。

Images