JPH0353824A - 養液制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、植物栽培に用いられる養液（無機肥料を水に
溶かしたもの）の成分を制６１１７１る養液制御装置に
関する。

（従来の技術） 養液による植物栽培は、温室内の温度やＣＯ２ＩＩ１度
等の環境制御，養液の導電率，溶存酸素濃度，及びｐ　
Ｈ制御などの各制御項目を総括的に制御することによっ
て行なわれている。

このうち、養液の導電率制御は、養液中に含有するイオ
ンｍ度を所定の濃度域に保持する目的で行なわれ、養液
中に液肥、或いは希釈水を補給することによって導電率
を制御している。

また、養液のｐ１−１制御は、養液中に硫酸、又は水酸
化カリウムを補給することによって、植物が養液或分を
吸収し易いｐＨ値となるように、制御している。

ところが、前記導電率制神では、養液中に會イＪする全
休のイオン濃度を制御しているので、各イオン或分の存
在する割合を調節づることはできない。このため、従来
より、例えば特開昭６２−２２６号に開丞されているよ
うに、主要なイオン成分の濃度を個別に測定し、不足し
ているものを補給して主要なイオン或分の割り合いを紹
持リる方法が知られている。

しかしながら、このような従来の制御方法では、主要な
イオン成分の調節は可能であるが、その他の微量成分に
ついては、イオン濃度を簡易に検出できるセンザが開発
されていない等の理由により、調節することがでぎない
という不貝合が発生していた。

また、前述したｐＨ制御では、碕酸、又は水酸化カリウ
ムを補給する際、量的な制限がないので、＋ｌＨ伯を調
節するためにこれらの薬品が過剰に供給さることがあり
、このため桶物の栄養吸収が困難となり、極端な場合に
は植物を枯らせでしまうという不具合が発生していた。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の養液制御方法では、導電率制御にお
いては各イオン成分のｉ度を個別に調節することが困翔
であり、また、ｐ１−１制御において（よ酸、またはア
ルカリの供給量を抑制できないので、養液成分の制御性
が悪いという課題があった。

この発明はこのような従来の課題をｗＩ決１るためにな
ざれたｂので、この目的とするところは、高Ｍｒ１ｉに
養液成分を制御することのでさる養液制御装置を提供づ
ることにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は桶物栽』８に用いる
養液の成分を制御づる養液制胛装訂において、養液の導
電率を検出づる）か電甲検出手段と、前記導電率検出手
段の出力に皐づいて液肥、または希釈水を補給し、該導
電率を所定範囲内に制御する導電率制御手段と、前記養
液の必須成分のイオンｍｒｘを検出するイオン濃度検出
手段と、前記導電率を所定範囲内に制御した後に前記必
須成分のうら不足したイオン成分を補給するイオン濃度
制御手段と、を有することが特徴である。

また、他の発明では、植物栽椙に用いる養液の戊分を制
御する養液制御装置において、養液のｐＨを検出するｐ
Ｈ検出手段と、前記ｐＨ検出手段の出力に基づいて酸ま
たはアルカリを前記養液に補給するｐＨ制御手段と、前
記酸またはアルカリの補給吊が所定量を越えたとき警報
信号を出力する警報手段と、を右りることが特徴である
。

（作用〉 十−述の如く構成すれば、養液の導電率が所定範囲内に
制御ざれる。その後、養液内に含右する各イオン或分の
淵度が個別に検出され、不定しているイオン成分のみが
補給ざれる。したがって、養液中のイオン濃度比率を一
定に保ノ：．′Ｊづることがでぎる。

また、蓄液１）　Ｈ値を制御する目的で酸、及びアルカ
リがイノ（給されると、これら各薬品のイハ給吊が検出
される。ぞして、この供給量が所定量を越えると、警報
信号を出ノノしてオペレータに報知する。

これによってオペレータはｐＨ値の変化に対して事前に
対処することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳説づる。

第２図は本発明による養液制ＩｆＩＩ′＠置が適用され
た狛物の栽培シスデムを示す構成図である。

同図に示すように、植物を栽培する栽培パネル１は管路
で調製！￥Ｊ２と連通しており、養液供給ボンプ３によ
って、調製槽２に蓄積された養液が循環ずるようになっ
ている。

調製槽２は、各イオンタンク４〜４から供給される各秤
イオン成分と希釈水供給口２０からバルブ３５を介して
供給される希釈水とを調合し、所定のイオン濃度の養液
を生成して蓄積するものである。

イオンタンク／Ｉ〜４（よ、植物の栄養素として必要な
各種イオン成分を蓄槓づるものであり、これらのイオン
成分は各イオンポンプ５〜５によって調製槽２に供給さ
れる。

また、調製槽２ば、硫酸が蓄わえられる酸タンク２１，
及び水酸化カリウムが蓄わえられるアルカリタンク２２
と管路で接続されており、この管路途中に設置された酸
供給ボンプ２３、及びアルカリ供給ボンブ２４によって
、Ｗｌｔ酸、及び水酸化カリウムが調製槽２にイハ給さ
れ、養液のｐ１−１が調節ざれるようになっている。

また、各ポンプ２３．２４吐出側には流ｆｆｌ　ｆｆ＋
３７ａ，３７ｂが取イ１けられ−（おり、調製槽２に供
給される各薬品の流量が検出され、この検出信号はコン
トローラ３４に出力ざれている。

また、調製槽２には、蓄積された養液温度を制御づ゛る
目的で養液ヒータ１２，及び養液クーラ１３が取付けら
れており、更に、養液の溶存酸素濃度を制御する目的で
エアボンプ１４が設置ざれ養液中に空気が送り込まれる
ようになっている。

更に、調製槽２には導電率センサ６．ｌ］Ｈセンザ７，
溶存酸素センザ８，液温センザ９，レベルヒンザ１０．
各種イオンセンザ１１〜１１が取ｆ４けられでおり、こ
れらの検出信号はコントローラ３４に供給されている。

方、温室内には、ＣＯ２発生装置１５，湿度調整装膚１
６，室内クーラ１７，室内ヒータ１８，及び窓開閉装置
１つが設置されており、これらの各調節器によって温室
内の雰囲気が制御されるようになっている。

また、温室内には、日ｔＡ邑センサ２５，室内渇度セン
ザ２６，室内湿度センザ２７，ＣＯ２　ｍ度センサ２８
が設直され、更に、温室外には風向センサ２９，風速セ
ンザ３０．室外温度センサ３１，室外湿度センサ３２，
感雨センサ３３が設置されており、これら各ヒンザの検
出信号はコントローラ３４に供給されている。また、淘
室内には栽培時間を検知するタイマ３６が取付けられて
おり、この信号はコントローラ３４に供給ざれている。

コントローラ３４は、各センザの検出信号に基づいて養
液成分、及び温室内の環境を総括的に制御するものであ
り、第３図に示すように環境制御部１０１と、養液制御
部１０２とに大別ざれている。

環境制御部１０１は、温室内外に設置されたＣＯ２淵度
センザ２８や室外温度ヒンザ３１等各センザの検出信号
に基づいて、Ｃ○２発生装置１５や室内クーラ１７等の
各調節器を操作して温室内の環境が好適となるように制
御するものである。

また、第１図は本発明の主要部である養液制御部１０２
の内部構成を示すブＦコック図である。

同図に示すように、養液制御部１０２は、調製槽２に′
＆積される養液の量を制仰づるレベル制御部１０３と、
養液の導電率を制御する導電率制御部１０／Ｉと、養液
中に含右する各イオン成分の濃度を制御するイオン濃度
ｆｆｉｌ＋御部１０５と、養液の温度を制御する温度制
御部１０６と、養液中の溶存酸素濶度を制御ずる溶存酸
素制御部１０７と、養液のｌ）　Ｈ値を制御づるｋｌ　
１−１制御部１０８と、碕酸又は水酸化カリウムの供給
ｉ｝が所定串を越えたときに外部へ警報信号を出力する
警報出力部１０９から構成されている。

次に、動作について説明する。

植物栽培簡には、栽培する植物の品種に応じて温室内の
湿度，湿度．ＣＯ２淵度が所定値となるように、コント
ローラ３４の環境制御部１０１によって制御ざれる。

また、調製槽２に蓄積された養液は、養液供給ポンプ３
によって栽培パネル１に導びかれ、植物に栄養分を吸収
された養液は再び調製槽２に戻される。こうすることに
よって、常時、適切な栄養分を有する養液が植物に供給
されている。

方、導電率センサ６ば、調製１２に蓄積ざれた養液のＩ
Ｘ電率を検出しており、この検出信号を第１図に示す導
電率制御部１０４に供給する。導電率制御部１０７１に
は、第４図（Ａ＞に示すように導電率の最適域、上限値
、及び下限値が予め設定されており、導電率が下限値よ
りも低くなるど各イオン供給ポンプ５〜５を調節し、上
限値よりも高くなると希釈水供給バルブ３５を調節して
イオン濃度が最適域となるように制御する。このとき、
各イオン或分の供給比率は栽培する植物毎に決定された
所定の比率となるように各イオン供給ポンプ５〜５が一
斉制御ざれる。つまり、導電率を制御指標として養液全
体のイオンｍ度を制御しているのである。

次いで、各イオンセンザ１１〜１１では、養液中に含有
するイオン成分を個別に検出しており、この検出信号は
イオンｌ１度制御部１０５に供給される。なお、イオン
８１度をオ−ンラインで検出できる成分は、測定技術上
限られており、ここではカリウムイオンＫ＋，カノレシ
ウムイオンＣａ２＋硝酸イオンＮｏ’′３，リン酸イＡ
ンＰＯ４　．及びアンモニウムイオンＮ口４を測定して
いる。

また、イオン濃度制御部１０５には第４図（Ｂ）に示す
ように各イオン濃度の最適的，上限値，下限値が栽培す
る植物毎に設定されており、あるイオン戒分の濃度が下
限値よりも低くなると、このイＡン或分が蓄積されたイ
オンタンク４のイＡン供給ボンプ５を調節して、このイ
オン濃度が最適域となるように制御する。

これによって、養液中に含有する各イオンｒＩＡ度を適
切な比率に制御ずることがでぎる。

一方、ｐロセンυ７では、養液のｐＨ値を検出しており
、この検出信号をｐＨ制御部１０８に供給している。そ
して、ｐ目制御部１０８には、第４図（Ｃ）に示すよう
に、ｐ　Ｈ値の最適域，上限値，及び下限値が設定され
ており、ｐｌ−１伯が下限値よりも小さくなるとアルカ
リ供給ボンプ２４が調節され、アルカリタンク２２に蓄
積された水酸化カリウムが供給される。また、ｐＨ値が
上限値よりも大きい場合には、酸供給ポンプ２３が調節
ざれ酸タンク２１に蓄積ざれた硫酸が供給ざれる。

このとき、流昂計３７ａ．３７ｂでは調製槽２に供給ざ
れる硫酸、及び水酸化カリウムの積算流量を検出してお
り、この検出信号を警報出ノ〕部１０９に供給する。そ
して、検出された積算流量が所定量（例えば１１〉を越
えると警報出ノノ部１０９から警報信号が出力され、硫
酸、又は水酸化カリウムが過剰に供給されたことをオペ
レータに報知する。

これによって、オペレータはρ１１値が変化し、過剰に
薬品が供給ざれた原因を即時に究明することができるの
で、植物に被害を及ぼす前に対処することができるよう
になる。

このようにして、本実施例では、導電率が最適域となる
ように各イオン成分の供給量を一斉制御した後に、各イ
オン成分の１１度を個別に制御している。従って、必須
イオン成分が不足することはなくなり、養液の各イオン
濃度を常時均一に保持することができる。

また、養液のｐＨ値を制御する目的で硫酸、又は水酸化
カリウムを過剰に供給した場合には、これが直ちにオペ
レータに報知されるので、植物に悪影響を及ばず前に、
養液をすべて取換える等の事荊の対応が可能となる。

［発明の効果］ 以−１二説明したように、本発明では、養液中に含有す
る特定の必須イオン成分が不足した場合でも、このイオ
ン成分のみが供給されるので、各イオン成分の濃度比率
が一定に保たれるようになる。これによって、栽培され
る植物には常時過不足のない栄養分が供給されるので、
品質の良い植物を栽培することが可能となる。　′ また、養液中に供給する酸、及びアルカリの供給量が所
定量を越えた場合には、警報信号が出力されて直ちにオ
ペレータに報知される。従って、酸、又はアルカリを過
剰に供給することはなくなり、植物の生育に悪影響を及
ぼすという不具合は解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要部である養液制御部の内部構成を
示すブロック図、第２図は本発明による養液制御装置が
適用された植物栽培システムを示す構成図、第３図はコ
ントローラの内部機能を示す構成図、第４図（Ａ）．（
Ｂ）．（Ｃ）はそれぞれ導電率，各イオン濃度，及びｐ
Ｈ値の最適域，上限値，下限値を示す図である。 １・・・栽培バネル　２・・・調製槽 ４〜４・・・イオンタンク　５〜５・・・イオンポンプ
６・・・導電率センサ　７・・・ｐＨセンサ１１〜１１
・・・イオンセンザ ２０・・・希釈水供給１」　２１・・・酸タンク２２・
・・アルカリタンク　２３・・・酸供給ボンブ２４・・
・アルカリ供給ポンプ ３４・・・コントローラ ３５・・・希釈水供給バルブ ３７ａ．３７ｂ−・・流ｍＫ１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）植物栽培に用いる養液の成分を制御する養液制御
   装置において、 養液の導電率を検出する導電率検出手段と、前記導電率
   検出手段の出力に基づいて液肥、または希釈水を補給し
   、該導電率を所定範囲内に制御する導電率制御手段と、 前記養液の必須成分のイオン濃度を検出するイオン濃度
   検出手段と、 前記導電率を所定範囲内に制御した後に前記必須成分の
   うち不足したイオン成分を補給するイオン濃度制御手段
   と、 を有することを特徴とする養液制御装置。
2. （２）植物栽培に用いる養液の成分を制御する養液制御
   装置において、 養液のｐＨを検出するｐＨ検出手段と、 前記ｐＨ検出手段の出力に基づいて酸またはアルカリを
   前記養液に補給するｐＨ制御手段と、前記酸またはアル
   カリの補給量が所定量を越えたとき警報信号を出力する
   警報手段と、 を有することを特徴とする養液制御装置。