KR100864475B1 - 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템 및 그수경재배방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지지대에 고정되며, 전방이 관통된 수평홀이 형성된 베드와 상기 베드의 상부에 놓이는 친수성 흡수매트와 상기 친수성 흡수매트의 상부에 놓이며 식물체가 뿌리를 지탱하고 자랄 수 있는 배지를 포함하는 배양 공급부를 포함하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템에 있어서, 상기 수평홀에 연결된 파이프가 구비되며 배액량의 변화를 감지하는 수위 조절관을 포함하는 감지부; 및 상기 감지부에 구비된 전선에 연결된 제어 모듈부로 구성된다.

본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템은 배액 전극법 관수시스템을 적용함으로써, 일사량이나 생육단계에 관계없이 식물의 수분 요구도에 맞게 관수를 일정한 범위 내에서 안정적으로 유지하여 식물체의 수분 스트레스를 줄일 수 있는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템 및 그 수경재배방법을 제공하는 것이다.

배양 공급부, 감지부, 제어 모듈부

Description

순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템 및 그 수경재배방법{Circulating water supply system for hydroponics using drainage electrode method there of hydroponing method}

도 1은 본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템을 도시한 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템을 개략적으로 나타낸 사진.

도 3은 본 발명에 따른 감지부를 도시한 도면.

도 4는 도 1의 A부 확대도.

도 5는 본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템의 구성인 제어 모듈부를 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 제어 모듈부를 나타낸 사진.

도 7은 본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템을 이용한 수경재배방법을 도시한 블록도.

도 8은 본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템을 도시한 모식도.

도 9는 도 8의 배액 전극법 관수시스템을 도시한 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

10 : 배양 공급부

100 : 베드

101 : 수평홀 , 102 : 파이프

103 : 지지부 , 103a : 브이 홈

104 : 집액구 , 105 : 배액구 , 106 : 투명판

110 : 친수성 흡수매트

111 : 배출 홈

120 : 배지

130 : 지지대

20 : 감지부

200 : 수위 조절관

210 : 제1수위센서 , 220 : 제2수위센서

30 : 제어 모듈부

310 : 제1제어부

311 : 차단기 , 312 : 관수 인식 스위치

313 : 분 타이머 , 314 : 24시간 타이머

320 : 제2제어부

321 : 릴레이 , 322 : T2 타이머

323 : T1 타이머 , 324 : 관수 접촉기

40 : 식물체

본 발명은 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배액 전극법 관수시스템을 적용함으로써, 일사량이나 생육단계에 관계없이 식물의 수분 요구도에 맞게 관수를 일정한 범위 내에서 안정적으로 유지하여 식물체의 수분 스트레스를 줄일 수 있는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템 및 그 수경재배방법을 제공하는 것이다.

이러한 배액 전극법 관수시스템을 이용할 경우에는 친환경적이고, 양액 소모량 및 배지 재료비를 절감할 수 있을 뿐 아니라 질병 발생을 방지하여 식물의 품질을 향상시키면서 수량도 유지할 수 있다.

일반적으로 토양 상에서 작물을 재배할 때 발생되는 토양의 오염이나 균 등에 의한 작물의 고사를 방지하도록 인위적인 수경재배나 양액재배법이 사용되고 있으며, 상기 재배법 중 양액재배법은, 판넬을 벤취나 콘크리트 구조물 위에 연결 설치하고, 별도의 양액 공급시스템을 설치하여 재배 식물에 액상의 양액을 분사 및 분무 공급하는 재배법이다.

또한, 수경재배는 온실의 지면 바닥을 평평하게 다듬어서 그 바닥 면에 재배용 판넬을 연결 설치하거나, 또는 지면으로부터 일정한 높이를 유지할 수 있도록 다수의 판넬을 연결 설치한 다음 지하수가 순환 유통되도록 하는 재배법이며, 식물의 성장에 필요한 양분이 모두 함유된 배양액을 적당한 양액공급 방법에 의하여 공 급시켜 각종 작물을 재배하도록 하는 과학적인 영농기술로서, 토양 재배에서 발생하는 여러 가지 문제점을 극복할 수 있는 재배방식이고, 이는 배지를 사용하는 고형배지 재배와 배지를 사용하지 않는 순수 수경재배 방식으로 구분되어 진다.

상기와 같은 수경재배 또는 양액재배는, 작물 재배 시 단기간 내에 많은 양의 작물을 수확할 수 있고, 토양재배와 비교하여 자연환경의 지배를 훨씬 덜 받기 때문에 농경이 불가능한 곳에서도 재배가 가능하며, 해당 작물로는 오이, 토마토,방울 토마토, 고추 등의 과채류, 상추, 미나리, 앤다이브, 잎파, 들깨 등의 엽채류 , 장미, 거베라, 국화, 카네이션, 백합 등과 같은 화훼류를 비롯한 모든 원예작물이 포함된다.

통상적으로 알려진 수경재배는 높은 생산성을 유지할 수 있어 그 재배면적이 지속적으로 증가되고 있으며, 이러한 수경재배에서는 양액자동공급 시스템은 국산화가 많이 진행되어 보급되었으나 이러한 비순환식 수경재배에는 배액이 지속적으로 배출되어 환경오염의 문제점을 안고 있다. 고형 배지 재배에서는 배지내 EC 및 양분 이온 균형의 안정성을 확보하기 위하여 공급량의 약 20%의 배액량을 유지하여야 한다. 이러한 배액에는 질소와 인이 다량 함유되어 있으며 이온간의 균형이 깨어져 있어 배액의 이온 균형을 재 조성하려면 실시간적으로 배액의 무기 이온을 분석하여야 하나 농가에서는 불가능하며, 기존의 비 순환 수경재배용 양액 자동공급 시스템으로는 배액 재사용을 정확하게 할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 기존의 수경재배 농가에서는 순환식 재배방식을 꺼려하여 대부분 비순환식으로 재배하고 있다. 그에 따라 세계적 추세에도 알맞고 국내외 재배조건에 보다 적합하며 조작이 간편 및 안정적인 순환식 수경재배용 양액 자동공급 시스템의 필요성이 부각되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 배액 전극법 관수시스템을 적용함으로써 일사량이나 생육단계에 관계없이 식물체에 관수를 일정한 범위 내에서 안정적으로 유지되어 식물체의 수분 스트레스를 줄일 수 있는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 배액 전극법을 사용하여 식물체를 재배함에 따라 식물의 생장상태와 일사량, 상대습도 등의 증산관련 인자를 반영하고 있어 안정적인 급액을 할 수 있는 목적도 있다.

또, 타이머에 의한 급액 조절방식과 일사량법, 배액량 제어법을 비교하여 작물 재배에 적합한 급액법을 확립하여 경제성과 환경문제를 고려할 수 있는 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템은 지지대에 고정되며, 전방이 관통된 수평홀이 형성된 베드와 상기 베드의 상부에 놓이는 친수성 흡수매트와 상기 친수성 흡수매트의 상부에 놓이며 식물체가 뿌리를 지탱하고 자랄 수 있는 배지를 포함하는 배양 공급부를 포함하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템에 있어서, 상기 수평홀에 연결된 파이프가 구비되며 배액량의 변화를 감지하는 수위 조절관을 포함하는 감지부; 및 상기 감지부에 구비된 전선에 연결된 제어 모듈부로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템을 이용한 수경재배방법은, 친수성 흡수매트의 상부에 형성된 배지에서 식물체가 관수되는 단계를 포함하는 수경재배방법에 있어서, 상기 식물체에서 관수한 후 배액되는 배액량의 변화를 감지하는 수위 조절관으로 관수 시점을 인식하는 감지 단계; 및 상기 인식된 감지 신호에 의해 제어 모듈부의 프로그램을 통해 식물체에 급액을 재공급할 수 있는 재관수 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 예시 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템을 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템을 개략적으로 나타낸 사진이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템은 지지대(130)에 고정되며, 전방이 관통된 수평홀(101)이 형성된 베드(100)와 상기 베드(100)의 상부에 놓이는 친수성 흡수매트(110)와 상기 친수성 흡수매트(110)의 상부에 놓이며 식물체(40)가 뿌리를 지탱하고 자랄 수 있는 배지(120)를 포함하는 배양 공급부(10)를 포함한다.

그리고, 상기 수평홀(101)에 연결된 파이프(102)가 구비되며 배액량의 변화를 감지하는 수위 조절관(200)을 포함하는 감지부(20); 및 상기 감지부(20)에 구비된 전선에 연결된 제어 모듈부(30)로 구성된다.

상기 배양 공급부(10)의 베드(100)의 중앙 부분에는, 지지부(103)가 상부로 돌출되게 구비되며, 상기 지지부(103)의 양측으로 식물체(40)의 배액이 유동 가능한 집액구(104)가 형성된다. 상기 베드(100)의 크기는 가로 2.5m × 세로 48cm × 높이 18cm 로 제작된다.

이렇게 제작된 베드(100)의 집액구(104) 부분은 지지부(103) 보다 6cm 낮아지게 만들어지며 식물체(40)에서 배출되는 배액이 유동할 수 있는 통로를 제공하는 것이다.

그리고, 상기 집액구(104) 보다 높게 제작되어 있는 지지부(103)는 친수성 흡수매트(110)가 놓일 수 있게 구비된다.

또한, 상기 지지부(103)의 상부에는, 식물체(40)의 배액이 흐를 수 있도록 하나 이상으로 형성된 브이 홈(103a)이 더 구비된다.

즉, 지지부(103)에 브이 홈(103a)이 형성됨으로써 배지(120)에서 흡착되거나 식물체(40)에서 흡수되고 남은 물의 중력에 의해 베지 밖으로 배출되어 있는 배액이 브이 홈(103a)을 따라 유동되어 베드(100)의 집액구(104)로 이동하는 통로 역할을 하는 것이다.

아울러, 상기 베드(100)의 전방에 형성된 수평홀(101)은 식물체(40)의 배액이 배출 가능하도록 통관되게 형성되어 있고, 상기 수평홀(101)에 수위 조절관(200)이 연결되어 있는 파이프(102)를 삽입하여 고정할 수 있다.

더불어, 상기 베드(100)의 전방에는 사각 형상으로 형성된 배액구(105)와, 상기 배액구(105)에 고정되고 식물체(40)에서 배출되는 배액량을 확인할 수 있는 투명판(106)이 더 구비된다.

즉, 상기 베드(100)의 전방 일측에 사각 형상으로 관통되게 형성된 배액구(105)에 상기 투명판(106)을 고정한 후 배액구(105)와 투명판(106)에 밀착된 양 측면 부분에 본드 혹은 실리콘 등을 사용하여 접착함에 따라 식물체(40)에서 배출되는 배액량의 높이를 확인할 수 있다.

이러한 베드(100)의 종류로는 플라스틱, 철판, 스트로폼, FRP 등을 사용하여 만들어 사용할 수 있으나 스티로폼 등을 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 스티로폼은 제작 비용절감 및 장기간 사용할 수 있어 농사를 짓는 작업자가 경제적인 부담을 덜 수 있다.

그리고, 상기 배양 공급부(10)의 친수성 흡수매트(110)는 지지부(103)의 상부를 덮는 형상으로 놓인 것으로서, 상기 친수성 흡수매트(110)는 폭 48cm × 길이 110cm로 제작되고, 친수성 흡수매트(110)의 상부에 놓여지는 배지(120)에 식물체(40)가 자라면서, 이 식물체(40)에서 배출되는 배액이 배지(120)에 일정량이 흡수되고 남은 배액은 친수성 흡수매트(110)에 유입된다.

또한, 상기 친수성 흡수매트(110)는, 배지(120)에서 배출되는 배액의 흐름을 원활하기 위해 전·후 및 좌·우로 홈이 형성되어 있는 배출 홈(111)이 더 구비된다.

즉, 친수성 흡수매트(110)를 편평한 형태로 만들어진 것을 사용하여 식물체(40)를 재배함에 따라 식물체(40)의 뿌리 부분에 배액이 외부로 배출되지 않아 식물생육상의 여러 가지 문제점이 발생하였다. 따라서, 친수성 흡수매트(110)의 상 부에 다수개의 배출 홈(111)이 형성됨으로써 식물체(40)에서 배출되는 배액이 외부로 이동할 수 있어 식물생육상의 여러 가지 문제점을 해결할 수 있으며, 특히 환경오염을 방지할 수 있다.

아울러, 상기 배지(120)는 친수성 흡수매트(110)의 상부에 놓이며, 식물체(40)의 뿌리가 지탱할 수 있는 장소를 제공하는 것이다. 상기 배지(120)의 크기로는 폭 340 × 길이 1,200 × 높이 150mm, 용량 40L의 펄라이트 자루를 사용한다. 그러나 상기 배지(120)의 크기와 용량은 재배작물 및 환경요건에 따라 조절가능하다.

이러한 배지(120)를 사용하기 위한 적합한 재료는 인공토양(펄라이트, 암면, 코코피트, 하이드로볼, 스폰지, 스티로폼, 종이 등)을 사용할 수 있으며, 또한 흙, 자갈, 모래 등을 사용하여 식물체(40)를 재배하는 것이 바람직하다. 다양한 배지(120)를 사용함으로 식물체(40)의 뿌리 부분이 마르지 않고 항상 촉촉한 상태를 제공하여 병충해 없이 식물체(40)를 튼튼하게 재배할 수 있는 이점이 있다.

도 3은 본 발명에 따른 감지부를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감지부(20)의 수위 조절관(200)은 식물체(40)의 초기 배액을 감지하는 제1수위센서(210)와, 초기 배액을 감지하고 시간의 흐름에 의해 배액 높이차를 감지할 수 있는 제2수위센서(220)가 더 구비된다.

즉, 수위 조절관(200) 내부 공간에 구비된 제1수위센서(210)와 제2수위센서(220)는 높이차가 있게 구비됨으로써, 식물체(40)가 식재된 배지(120)에서 흘러 나온 초기 배액이 수위 조절관(200)에 지속적으로 유입되면서 제1수위센서(210)가 감지하여 관수 인식 스위치(312)에 신호를 보내면, 상기 관수 인식 스위치(312)에서 설정된 값이 아니기 때문에 제1수위센서(210)에 신호를 보내고, 배액이 수위 조절관(200) 내부 공간에 지속적으로 유입되어 제2수위센서(220)가 감지하여 관수 인식 스위치(312)에 신호를 전달하면 관수 인식 스위치(312)가 작동하여 배양액을 배지(120)에 공급함으로써 식물체(40)가 수분에 대한 스트레스를 줄일 수 있어 식물체(40)가 영양 결핍이 발생되지 않는다.

또한, 제1·2수위센서(210,220)의 감지에 의해 관수 시점을 결정하며 배액이 배지(120)에 재흡수될 때에 설정된 제1·2수위센서(210,220)에 의해 관수를 시작하거나 중단하는 센서 역할을 수행한다.

도 4는 도 1의 A부 확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템의 구성인 제어 모듈부를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 제어 모듈부를 나타낸 사진이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈부(30)는 전원을 공급하거나 차단할 수 있는 차단기(311)와, 상기 차단기(311)와 수위 조절관에 연결되며 수위 조절관의 관수를 인식할 수 있는 관수 인식 스위치(312)와, 상기 관수 인식 스위치(312)에 연결되고 배지(120)의 관수시점과 급액완료 시점까지의 시간차 발생에 따른 에러(Error)값을 보정하는 분 타이머(313)와, 상기 차단기(311)에 연결되어 임의로 관수 시간을 설정할 수 있는 24시간 타이머(314)를 포함하는 제1제어부(310)로 구성된다.

상기 차단기(311)는 전원을 공급하거나 차단할 수 있는 역할을 수행하는 것으로서, 제어 모듈부(30)의 내부에 구비된 각각의 장치에 전원을 인거하거나 차단할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 관수 인식 스위치(312)는 차단기(311)에서 인출된 전선에 연결되고, 베드(100)에 연결된 파이프(102)에 구비되어 있는 수위 조절관(200)의 내부 공간에 구비된 제1수위센서(210)와 제2수위센서(220)에 연결되어 있다.

이러한 관수 인식 스위치(312)는 식물체(40)가 식재된 배지(120)에서 배출되는 초기 배액이 파이프(102)를 유동하여 수위 조절관(200)의 내부 공간에 배액이 지속적으로 공급되면 제1수위센서(210)가 감지되고, 시간이 흐르면서 수위 조절관(200)에 배액이 차면서 제2수위센서(220)가 감지하여 관수 인식 스위치(312)에 신호를 보내어 재관수하여 배지(120)에 공급하는 역할을 하는 것이다.

또한, 상기 분 타이머(313)는 관수 인식 스위치(312)에 연결되며, 배지(120)에서 관수(식물체(40)에 필요한 수분이나 물, 배양을 공급하는 것)시 관수 시점과 배액 완료 시점까지의 시간차가 발생함에 의해 에러(Error)값을 보정하는 역할을 함으로써, 식물체(40)에서 최초로 배출하는 배액과 감지부(20)에 구비되어 있는 제1·2수위센서(210,220)의 감지에 의하여 식물체(40)에 공급되는 배액 완료 시점까지의 지속적인 시간차의 발생을 방지하기 위한 것이다.

아울러, 24시간 타이머(314)는 상기 차단기(311)에서 인출된 전선에 연결되고, 농사를 짓는 재배자가 식물체(40)에 관수하고자 하는 시간을 임의로 지정할 수 있으며, 관수시스템의 가동 시간을 설정할 수 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈부(30)는, 상기 분 타이머(313)에 연결되는 릴레이(321)와, 상기 릴레이(321)에 연결되며 센서의 오작동에 의해 급액을 방지하는 T2 타이머(322)와, 상기 24시간 타이머(314)에 연결되며 초 , 분 , 시간을 설정할 수 있는 T1 타이머(323) 및 상기 T1 타이머(323)와 상기 T2 타이머(322)에 연결되어 전기 신호를 개폐하거나 차단할 수 있는 관수 접촉기(324)를 포함하는 제2제어부(320)로 구성된다.

상기 릴레이(321)는 분 타이머(313)에서 인출된 전선에 연결되고, 릴레이(321)는 전기회로를 개폐하는 조작을 다른 전기회로의 전기적인 세력의 변화에 의하여 행하는 역할을 하는 것이다.

그리고, 상기 T2 타이머(322)는 상기 릴레이(321)에 연결되며, 24시간 타이머(314)의 설정에 의한 일중 최초 전원 투입 시에 감지부(20)에 형성된 제1·2수위센서(210,220)의 오작동에 의한 급액을 방지하는 것으로서, 식물체(40)에 급액을 공급하는 것을 예방하기 위한 것이다.

또한, 상기 T1 타이머(323)는 24시간 타이머(314)에 연결되고, 식물체(40)에 공급되는 수분이나 물, 배양액을 포함하여 관수 시간을 제어할 수 있으며, T1 타이머(323)를 초 , 분 , 시간 단위로 재배자가 임의로 셋팅을 할 수 있다. 따라서, 식물체(40)에 필요한 양만큼 관수함으로써 식물체(40)에서 생산되는 제품의 품질과 수량을 높일 수 있어 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 것이다.

아울러, 상기 관수 접촉기(324)는 T1 타이머(323)와 T2 타이머(322)에 연결되어 전기 신호를 개폐하거나 차단할 수 있는 역할을 하는 것이다. 이에 통상적으 로 알려진 관수 접촉기(324)의 기능 및 성능은 이미 공지된 상황이기 때문에 생략하기로 한다.

이하, 상기와 같이 구성된 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템의 블록도 및 모식도를 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템을 이용한 수경재배방법을 도시한 블록도이고, 도 8은 본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템을 도시한 모식도이며, 도 9는 도 8의 배액 전극법 관수시스템을 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 배액 전극법 관수시스템을 이용한 수경재배방법은, 친수성 흡수매트(110)의 상부에 형성된 배지(120)에서 식물체(40)가 관수되는 단계(S100)와, 상기 식물체(40)에서 관수한 후 배액되는 배액량의 변화를 감지하는 수위 조절관(200)으로 관수 시점을 인식하는 감지 단계(S200)와, 상기 인식된 감지 신호에 의해 제어 모듈부(30)의 프로그램을 통해 식물체에 급액을 재공급할 수 있는 재관수 단계(S300)로 구성된다.

그리고, 상기 관수 시점을 인식하는 감지 방법은, 상기 수위 조절관(200)에서 식물체의 초기 배액을 제1수위센서(210)가 감지하는 단계와, 초기 배액을 감지하고 시간의 흐름에 의해 배액의 변화량에 따라 제2수위센서(220)가 관수 시점을 인식하는 단계로 구성된다.

즉, 식물체(40)가 식재된 배지(120)에서 흘러나온 초기 배액이 수위 조절관(200)에 지속적으로 유입되면서 제1수위센서(210)가 감지하여 관수 인식 스위치(312)에 신호를 보내면, 상기 관수 인식 스위치(312)에서 설정된 값이 아니기 때 문에 제1수위센서(210)에 신호를 보내고, 배액이 수위 조절관(200) 내부 공간에 지속적으로 유입되어 제2수위센서(220)가 감지하여 관수 인식 스위치(312)에 신호를 전달되면 관수 인식 스위치(312)가 작동하여 수위 조절관(200)의 내부 공간에 저장된 배액을 배지(120)에 공급하여 식물체(40)가 수분에 대한 스트레스를 줄일 수 있어 식물체(40)가 영양 결핍이 발생되지 않는다.

한편, 상기 재관수 하는 방법은, 차단기(311)에 전원을 공급하는 단계와, 상기 수위 조절관(200)이 관수를 인식하여 관수 인식 스위치(312)에 신호를 전달하는 단계와, 상기 관수 인식 스위치(312)에서 전달된 신호가 관수시점과 급액완료 시점까지의 시간차 발생에 따른 에러(Error)값을 보정하는 분 타이머(313)에 신호를 전달하는 단계와, 상기 차단기(311)에 연결된 24시간 타이머(314)에 의해 임의로 관수 시간을 설정하는 단계로 구성된다.

즉, 차단기(311)에 전원을 인가하고, 상기 수위 조절관(200)에 배액이 지속적으로 유입되면 제1수위센서(210)가 감지하여 관수 인식 스위치(312)에 신호를 전달하면, 상기 관수 인식 스위치(312)에 설정된 값에 미치지 못하면 다시 제1수위센서(210)에 신호를 보내고, 계속 배액이 수위 조절관(200)에 구비된 제2수위센서(220)에 감지되면 다시 관수 인식 스위치(312)에서 신호를 전달하여 관수를 하게 되고, 관수가 완료된 시점에서 관수시점과 재관수 완료 시점까지의 오류를 보정하기 위해 분 타이머에 연결되어 있고, 또 24시간 타이머(314)에 연결되어 사용자가 임의로 시간을 설정하면 관수 인식 스위치의 작동에 의해 관수를 시작할 수 있는 것이다.

상기 식물체(40)는 과채류 , 엽채류 , 화훼류 중 어느 하나를 선택하여 재배하게 되는 것을 특징으로 한다.

즉, 다양한 원예작물 등을 선택하여 작물함에 따라 설치비용을 절감할 수 있으며, 또 작업 시간에 의한 인건비 등을 줄일 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 배액 전극법 관수시스템을 이용한 수경재배용 방법을 설명하면, 먼저, 농사를 짓는 재배자가 식물체(40)에 관수하고자 할 경우 제어 모듈부(30)에 구비되어 있는 24시간 타이머(314)에 의해 정해진 시간에 따라 관수 시스템이 작동한다.

그리고, 식물체(40)의 뿌리에서 배지(120) 부분으로 배액이 흡수되고, 배지(120)의 하부에 형성된 친수성 흡수매트(110)에 배액이 배출된 후 친수성 흡수매트(110)에 공급된 배액이 베드(100)로 배출된 후, 이 베드(100)에 연결된 파이프(102)를 통해 배액이 수위 조절관(200)의 내부 공간으로 유입된다.

그런 다음, 수위 조절관(200)에 구비된 제1수위센서(210)가 셋팅 된 수위까지 남아 있는 배액량을 감지하여 제어 모듈부(30)에 구비된 관수 인식 스위치(312)에 신호를 보내면, 상기 관수 인식 스위치(312)에 설정된 값에 미치지 못하기 때문에 제1수위센서(210)에 신호를 돌려보내면 관수가 되지 않는다.

그리고, 배액까지 시간이 걸림으로 T1 타이머(323)에 의해 제1수위센서(210)의 작동이 셋팅 값만큼 지연되고, 배액이 지속적으로 수위 조절관(200)의 내부 공간에 유입되면서 제2수위센서(220)가 배액을 감지하게 되면 다시 관수 인식 스위치(312)에 신호를 전달한다.

그러면, 상기 관수 인식 스위치(312)가 신호를 감지한 후, 상기 관수 인식 스위치(312)가 관수 접촉기(324)에 신호를 전송하고 이 관수 접촉기(324)에 전원을 인가한 후 관수 접촉기(324)에 연결되어 있는 관수용 구동모터펌프(미도시)의 작동에 의해 외부에 저장된 배양액이 배지(120)에 지속적으로 관수를 한다.

그리고, 지연 시간이 완료되어 제2수위센서(220)에 의해 배액량이 충분하다고 측정되면 관수가 종료된 후 식물체(40)가 증산작용에 의해 배액된 배양액 통에 담겨진 심지를 통해 뿌리가 흡수하게 되면 배양액이 적어져 제1수위센서(210)가 감지하게 되어 셋팅 된 관수시간에 의한 관수를 3~6번 과정을 반복한다.

그러므로, 관수시스템을 통하여 식물체(40)는 필요로 하는 때에 식물체(40)가 소모하는 만큼의 관수를 해줌으로써 식물체(40)가 최적의 관수 환경에 의해 자라게 됨으로 수분 스트레스를 받지 않고 배양액의 낭비도 막을 수 있는 친환경적이며 합리적으로 작물을 재배할 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템을 적용함으로써 일사량이나 생육단계에 관계없이 식물체에 관수를 일정 한 범위 내에서 안정적으로 유지되어 식물체의 수분 스트레스를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 배액 전극법을 사용하여 식물체를 재배함에 따라 식물의 생장상태와 일사량, 상대습도 등의 증산관련 인자를 반영하고 있어 안정적인 급액을 할 수 있는 효과도 있다.

또, 타이머에 의한 급액 조절방식과 일사량법, 배액량 제어법을 비교하여 작물 재배에 적합한 급액법을 확립하여 경제성과 환경문제를 고려할 수 있는 효과도 있다.

Claims (12)

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3. 지지대에 고정되며, 전방이 관통된 수평홀이 형성된 베드와 상기 베드의 상부에 놓이는 친수성 흡수매트와 상기 친수성 흡수매트의 상부에 놓이며 식물체가 뿌리를 지탱하고 자랄 수 있는 배지를 구비하는 배양 공급부를 포함하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템에 있어서,

   상기 수평홀에 연결된 파이프가 구비되며, 식물체의 초기 배액을 감지하는 제1수위센서와 초기 배액을 감지하고 시간의 흐름에 의해 배액 높이차를 감지할 수 있는 제2수위센서가 구비된 수위 조절관을 포함하는 감지부; 및 상기 감지부에 구비된 전선에 연결된 제어 모듈부로 구성되며,

   상기 제어 모듈부는,

   전원을 공급하거나 차단할 수 있는 차단기;

   상기 차단기와 수위 조절관에 연결되며 수위 조절관의 관수를 인식할 수 있는 관수 인식 스위치;

   상기 관수 인식 스위치에 연결되고 배지의 관수시점과 급액완료 시점까지의 시간차 발생에 따른 에러(Error)값을 보정하는 분 타이머; 및

   상기 차단기에 연결되어 임의로 관수 시간을 설정할 수 있는 24시간 타이머를 포함하는 제1제어부로 구성됨을 특징으로 하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어 모듈부는,

   상기 분 타이머에 연결되는 릴레이;

   상기 릴레이에 연결되며 센서의 오작동에 의해 급액을 방지하는 T2 타이머;

   상기 24시간 타이머에 연결되며 초 , 분 , 시간을 설정할 수 있는 T1 타이머;

   및 상기 T1 타이머와 상기 T2 타이머에 연결되어 전기 신호를 개폐하거나 차단할 수 있는 관수 접촉기를 포함하는 제2제어부로 구성됨을 특징으로 하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 베드의 중앙 부분에는, 지지부가 상부로 돌출되게 구비되며, 상기 지지부의 양측으로 식물체의 배액이 유동 가능한 집액구가 형성됨을 특징으로 하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 베드의 전방에는,

   사각 형상으로 형성된 배액구;

   및 상기 배액구에 고정되고 식물체에서 배출되는 배액량을 확인하는 투명판이 더 구비됨을 특징으로 하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 지지부의 상부에는, 식물체의 배액이 흐를 수 있도록 하나 이상으로 형성된 브이 홈이 더 구비됨을 특징으로 하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템.
8. 제 3항에 있어서,

   상기 친수성 흡수매트는, 배지에서 배출되는 배액의 흐름을 원활하게 하기 위해 전·후 및 좌·우로 홈이 형성되어 있는 배출 홈이 더 구비됨을 특징으로 하는 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템.
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11. 친수성 흡수매트의 상부에 형성된 배지에서 식물체가 관수되는 단계를 포함하는 수경재배방법에 있어서,

    상기 식물체에서 관수한 후 식물체의 초기 배액을 제1수위센서가 감지하고 초기 배액을 감지하고 시간의 흐름에 의해 배액의 변화량에 따라 제2수위센서가 관수시점을 인식하여 배액되는 배액량의 변화를 감지하는 수위 조절관에서 관수 시점을 인식하는 감지 단계; 및 상기 인식된 감지 신호에 의해 제어 모듈부의 프로그램을 통해 식물체에 급액을 재공급할 수 있는 재관수 단계;로 구성되며,

    상기 재관수 단계는,

    차단기에 전원을 공급하는 단계;

    상기 수위 조절관이 관수를 인식하여 관수 인식 스위치에 신호를 전달하는 단계;

    상기 관수 인식 스위치에서 전달된 신호가 관수시점과 급액완료 시점까지의 시간차 발생에 따른 에러(Error)값을 보정하는 분 타이머에 신호를 전달하는 단계;

    및 상기 차단기에 연결된 24시간 타이머에 의해 임의로 관수 시간을 설정하는 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 배액 전극법 관수시스템을 이용한 수경재배방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 식물체는 과채류, 엽채류, 화훼류 중 어느 하나를 선택하여 재배하게 되는 것을 특징으로 하는 배액전극법 관수시스템을 이용한 수경재배용 방법.

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