用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括分別設(shè)置于水肥滴灌系統(tǒng)的滴灌主管道兩端的第一流量傳感器和第二流量傳感器，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器經(jīng)一流量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與一流量測(cè)量模塊電連，所述流量測(cè)量模塊與一控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯示模塊、鍵盤輸入模塊和報(bào)警模塊。通過第一流量傳感器和第二流量傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)滴灌主管道兩端的流量差傳送至控制單元進(jìn)行分析判斷，進(jìn)行快速的報(bào)警，適用于農(nóng)田水肥滴灌網(wǎng)絡(luò)堵塞情況的識(shí)別、定位及處理，具有成本低廉、識(shí)別精度高、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及農(nóng)業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng) 檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 水肥滴灌是按照作物需水要求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛細(xì)管上的灌水器， 將水和作物需要的養(yǎng)分均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)±壤中的灌水方法。滴灌不破壞±壤 結(jié)構(gòu)，±壤內(nèi)部水、肥、氣、熱經(jīng)常保持適宜于作物生長(zhǎng)的良好狀況，蒸發(fā)損失小，不產(chǎn)生地 面徑流，幾乎沒有深層滲漏，是一種節(jié)水節(jié)能的灌概方式。滴灌的主要特點(diǎn)是用水量小，灌 水器每小時(shí)流量為2-12升，因此，一次灌水延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，灌水的周期短，可W做到小水勤 灌；需要的工作壓力低，能夠較準(zhǔn)確地控制灌水量，可減少無(wú)效的棵間蒸發(fā)，不會(huì)造成水的 浪費(fèi)；滴灌還能進(jìn)行自動(dòng)化管理，節(jié)約人力成本。因此，滴灌是目前農(nóng)業(yè)灌概領(lǐng)域最為節(jié)能 的灌概方式，尤其是對(duì)于干旱缺水及人力匿乏的地區(qū)，其優(yōu)勢(shì)更為明顯。
[0003] 但是，滴灌系統(tǒng)由于其本身的滴頭口徑較小，灌概所用水肥中含有的雜質(zhì)、泥沙W 及微生物都會(huì)使得滴頭堵塞。雖然灌概系統(tǒng)本身具有凈化過濾功能，但是由于過濾網(wǎng)絡(luò)的 口徑尺寸，只能過濾掉一定大小的雜質(zhì)，較小尺寸的雜質(zhì)并沒有被過濾掉，因而，在長(zhǎng)期的 工作過程中，運(yùn)些較小尺寸的雜質(zhì)會(huì)不斷積累聚集在滴頭處，從而導(dǎo)致滴頭的堵塞。
[0004] 目前，針對(duì)滴頭堵塞問題，科研人員已經(jīng)提出了較多的解決辦法。運(yùn)些研究成果主 要是從滴頭結(jié)構(gòu)、肥料和抗生物堵塞等角度出發(fā)，提出了多種滴頭防堵措施：中國(guó)專利 化200910076834.X中公開了一種防止地下滴灌系統(tǒng)負(fù)壓及根系堵塞的裝置，該裝置主要部 分即為安裝在滴頭出水口處的一個(gè)彈性元件，消除了由于滴頭負(fù)壓所造成的堵塞問題；中 國(guó)專利化200510104225.2的解決重點(diǎn)則是制備出一種無(wú)堵塞物質(zhì)存在的營(yíng)養(yǎng)液及固體肥 料，來解決肥料引起滴灌系統(tǒng)堵塞的問題；中國(guó)專利化201110217752.X中公開了一種滴灌 系統(tǒng)抗生物堵塞裝置，該裝置中含有一臭氧發(fā)生裝置，在滴灌系統(tǒng)開啟時(shí)啟動(dòng)臭氧發(fā)生器， 臭氧與灌概水混合形成氣液分布均勻的"臭氧水"進(jìn)入滴灌系統(tǒng)，殺死流道內(nèi)的微生物，同 時(shí)，在地下滴灌系統(tǒng)中，由于壓力差的存在，還會(huì)抑制作物根系向滴灌灌水器出水口方向生 長(zhǎng)，來達(dá)到滴灌系統(tǒng)抗生物堵塞的目的。雖然運(yùn)些方案在各自設(shè)計(jì)目標(biāo)上的優(yōu)勢(shì)都比較明 顯，但是也存在著共同的不足，即是由于在實(shí)際滴灌作業(yè)中，滴頭所處的環(huán)境、水源水質(zhì)、過 濾效果、肥料配方等差異性都比較大，導(dǎo)致運(yùn)些方案只能減少滴頭堵塞的概率或延長(zhǎng)滴頭 不堵塞的時(shí)間，并不能完全避免滴頭堵塞，也不能在出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象時(shí)及時(shí)報(bào)警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)W上不足之處，提供了一種用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞 的自動(dòng)檢測(cè)裝置，可W對(duì)堵塞情況進(jìn)行定點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，還可W在堵塞情況達(dá)到用戶設(shè)定值 時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，通知用戶及時(shí)采取相應(yīng)措施，減少堵塞問題帶來的危害。
[0006] 本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的方案是一種用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自 動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:包括分別設(shè)置于水肥滴灌系統(tǒng)的滴灌主管道兩端的第一流量傳 感器和第二流量傳感器，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器經(jīng)一流量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與 一流量測(cè)量模塊電連，所述流量測(cè)量模塊與一控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯 示模塊、鍵盤輸入模塊和報(bào)警模塊。
[0007] 進(jìn)一步的，所述水肥滴灌系統(tǒng)包括一水循環(huán)裝置、連通水循環(huán)裝置的滴灌主管道 和一組W上與滴灌主管道兩端相連通的滴灌支管道;每個(gè)滴灌支管道的兩端分別設(shè)有一電 磁閥，所述電磁閥經(jīng)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊與所述控制單元電連;每個(gè)滴灌支管道上還分別設(shè)有 一個(gè)W上的噴頭。
[0008] 進(jìn)一步的，所述流量測(cè)量模塊還電連有一用于補(bǔ)償溫度變化的溫度補(bǔ)償電路。
[0009] 進(jìn)一步的，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器均為浮子流量計(jì);所述浮子流 量計(jì)包括一上法蘭、下法蘭和連接上、下法蘭的圓筒狀外殼;所述圓筒狀外殼內(nèi)設(shè)置有一自 下向上擴(kuò)大的錐管，所述錐管內(nèi)設(shè)有一沿錐管中屯、軸上下移動(dòng)的浮子，所述圓筒狀外殼內(nèi) 上下還分別設(shè)有一與所述浮子配合連接的上止擋和下止擋。
[0010] 進(jìn)一步的，還包括預(yù)埋于±壤中的上部電纜和下部電纜，所述第一流量傳感器和 第二流量傳感器經(jīng)上部電纜和下部電纜與流量測(cè)量模塊電連。
[0011] 進(jìn)一步的，所述報(bào)警模塊包括若干個(gè)不同顏色的L邸燈和一語(yǔ)音模塊，所述語(yǔ)音模 塊與所述控制單元電連，所述L邸燈經(jīng)L邸燈驅(qū)動(dòng)電路與所述控制單元電連。
[0012] 進(jìn)一步的，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有W下有益效果：
[0014] 1)本實(shí)用新型的自動(dòng)檢測(cè)裝置成本低廉，組裝簡(jiǎn)單，直接在水肥滴灌系統(tǒng)中的滴 灌主管道兩端分別安裝第一流量傳感器和第二流量傳感器；
[0015] 2)本實(shí)用新型的自動(dòng)檢測(cè)裝置靈敏度高，檢驗(yàn)精度高，通過控制單元控制進(jìn)行實(shí) 時(shí)檢測(cè)，可W較快地發(fā)現(xiàn)堵塞問題并及時(shí)處理；
[0016] 3)本實(shí)用新型的自動(dòng)檢測(cè)裝置自動(dòng)化程度高，對(duì)操作者技術(shù)要求不高，方便操作。
【附圖說明】

[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)一步說明。
[0018] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的自動(dòng)檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0019] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的水肥滴灌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中：1-第一流量傳感器;2-第二流量傳感器;3-滴灌主管道;4-滴灌支管道;5-電 磁閥；6-水循環(huán)裝置;7-上法蘭；8-上止擋；9-圓筒狀外殼；10-浮子；11-錐管；12-下止擋； 13-下法蘭。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0023] 如圖1~3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢 測(cè)裝置，其特征在于:包括分別設(shè)置于水肥滴灌系統(tǒng)的滴灌主管道3兩端的第一流量傳感器 1和第二流量傳感器2,所述第一流量傳感器1和第二流量傳感器2經(jīng)一流量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與 一流量測(cè)量模塊電連，所述流量測(cè)量模塊與一控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯 示模塊、鍵盤輸入模塊和報(bào)警模塊。
[0024] 從上述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于:水肥滴灌系統(tǒng)工作時(shí)，通過第一流量傳 感器1和第二流量傳感器2分別設(shè)置于滴灌主管道3兩端;用于采集滴灌主管道3兩端處的流 量差。在噴頭未發(fā)生堵塞時(shí)，滴灌主管道3兩端的流量差較大，當(dāng)噴頭發(fā)生堵塞時(shí)，滴灌主管 道3兩端的流量差較小，完全堵塞的情況下，滴灌主管道3兩端的流量差為零。因此，根據(jù)滴 灌主管道3兩端的流量差可W判斷噴頭是否出現(xiàn)堵塞，并且關(guān)閉不同滴灌支管道4時(shí)的流量 差的變化可W判斷哪組滴灌支管道4發(fā)生堵塞。通過控制單元進(jìn)行判斷，實(shí)時(shí)采集滴灌主管 道3兩端的流量差，在顯示模塊中進(jìn)行顯示，出現(xiàn)堵塞時(shí)，通過報(bào)警模塊進(jìn)行聲光報(bào)警，控制 單元可W是單片機(jī)或者化C控制器。
[0025] 在本實(shí)施例中，所述水肥滴灌系統(tǒng)包括一水循環(huán)裝置6、連通水循環(huán)裝置6的滴灌 主管道3和一組W上與滴灌主管道3兩端相連通的滴灌支管道4;每個(gè)滴灌支管道4的兩端分 別設(shè)有一電磁閥5,所述電磁閥5經(jīng)電磁閥巧E動(dòng)模塊與所述控制單元電連;每個(gè)滴灌支管道 4上還分別設(shè)有一個(gè)W上的噴頭。如圖2所示，滴灌主管道化兩端分別與水循環(huán)裝置6相連 通，若干組滴灌支管道4、4、屯、私;、屯至t，其中n為大于1的正整數(shù)。每組滴灌支管道4的 兩端分別設(shè)有電磁閥5,其中滴灌支管道與、屯:、與、屯和屯兩端的電磁閥5分別為Bl和B2、C1 和 C2、D1 和D2、E1 和E2、Fl 和F2。
[0026] 在本實(shí)施例中，所述流量測(cè)量模塊還電連有一用于補(bǔ)償溫度變化的溫度補(bǔ)償電 路。通過溫度補(bǔ)充電路可W補(bǔ)償溫度不同對(duì)浮子高度變化值大小產(chǎn)生的影響，提高流量測(cè) 量模塊對(duì)浮子流量計(jì)的流量測(cè)量精度。
[0027] 在本實(shí)施例中，所述第一流量傳感器1和第二流量傳感器2均為浮子流量計(jì);所述 浮子流量計(jì)包括一上法蘭7、下法蘭13和連接上、下法蘭的圓筒狀外殼9;所述圓筒狀外殼9 內(nèi)設(shè)置有一自下向上擴(kuò)大的錐管11，所述錐管11內(nèi)設(shè)有一沿錐管11中屯、軸上下移動(dòng)的浮子 10,所述圓筒狀外殼9內(nèi)上下還分別設(shè)有一與所述浮子10配合連接的上止擋8和下止擋12。 浮子流量計(jì)工作原理如圖3所示，被測(cè)流體從下向上經(jīng)過錐管11和浮子10形成的環(huán)隙時(shí)，浮 子10上下端產(chǎn)生差壓形成浮子10上升的力，當(dāng)浮子10所受上升力大于浸在流體中浮子10重 量時(shí)，浮子10便上升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流速隨之下降，浮子10上下端差壓降 低，作用于浮子10的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子10重量時(shí)，浮子10 便穩(wěn)定在某一高度。浮子10在錐管11中高度和通過的流量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。浮子10流量計(jì)與滴 灌主管道3兩端相連，通過流量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將浮子10的高度變化轉(zhuǎn)換成電平變化從而輸 出相應(yīng)的信號(hào)波形，進(jìn)而通過流量測(cè)量模塊進(jìn)行流量的檢測(cè)。
[0028] 在本實(shí)施例中，還包括預(yù)埋于±壤中的上部電纜和下部電纜，所述第一流量傳感 器1和第二流量傳感器2經(jīng)上部電纜和下部電纜與流量測(cè)量模塊電連。
[0029] 在本實(shí)施例中，所述報(bào)警模塊包括若干個(gè)不同顏色的L邸燈和一語(yǔ)音模塊，所述語(yǔ) 音模塊與所述控制單元電連，所述L邸燈經(jīng)L邸燈驅(qū)動(dòng)電路與所述控制單元電連。
[0030] 在本實(shí)施例中，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0031 ]下面通過本實(shí)施例的具體實(shí)施過程對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的解釋說明。
[0032]具體實(shí)施過程:首先將第一流量傳感器1和第二流量傳感器2分別設(shè)置于滴灌主管 道3兩端；用于采集滴灌主管道3兩端處的流量Qai和Qa2 ;然后將第一流量傳感器I和第二流 量傳感器2采集得到滴灌主管道3兩端的流量值輸入至流量測(cè)量模塊，計(jì)算得到滴灌主管道 3兩端的流量差A(yù)Q，其中AQ = QAl-QA2,0《AQ《Qmax，Qmax為未發(fā)生堵塞時(shí)的最大流量差； 通過控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)滴灌主管道3兩端的流量差A(yù)Q，若0《AQ<Qmax，通過控制單元在顯 示模塊顯示"管道發(fā)生堵塞，請(qǐng)及時(shí)處理"，并且進(jìn)行聲光報(bào)警；同時(shí)進(jìn)行排查尋找堵塞的 滴灌支管道4;否則繼續(xù)進(jìn)行工作，顯示當(dāng)前的流量差A(yù)Q。本實(shí)施例通過下列方法進(jìn)行排查 尋找堵塞的滴灌支管道4:先依次關(guān)閉連通滴灌主管道3兩端的滴灌支管道4上的電磁閥5; 通過控制單元檢測(cè)每一組滴灌支管道4上的電磁閥5關(guān)閉時(shí)的流量差A(yù)Q;比較每一組滴灌 支管道4上的電磁閥5關(guān)閉時(shí)的流量差，得出堵塞的滴灌支管道4。
[0033] 綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，適用于農(nóng)田水肥滴灌網(wǎng)絡(luò)堵塞情況的識(shí)別、定位及處理，具有成本低廉、 識(shí)別精度高、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。
[0034] 本實(shí)用新型提供的上列較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行 了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，W上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用W 限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:包括分別設(shè)置于水 肥滴灌系統(tǒng)的滴灌主管道兩端的第一流量傳感器和第二流量傳感器，所述第一流量傳感器 和第二流量傳感器經(jīng)一流量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與一流量測(cè)量模塊電連，所述流量測(cè)量模塊與一 控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯示模塊、鍵盤輸入模塊和報(bào)警模塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所 述水肥滴灌系統(tǒng)包括一水循環(huán)裝置、連通水循環(huán)裝置的滴灌主管道和一組以上與滴灌主管 道兩端相連通的滴灌支管道;每個(gè)滴灌支管道的兩端分別設(shè)有一電磁閥，所述電磁閥經(jīng)電 磁閥驅(qū)動(dòng)模塊與所述控制單元電連;每個(gè)滴灌支管道上還分別設(shè)有一個(gè)以上的噴頭。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所 述流量測(cè)量模塊還電連有一用于補(bǔ)償溫度變化的溫度補(bǔ)償電路。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所 述第一流量傳感器和第二流量傳感器均為浮子流量計(jì);所述浮子流量計(jì)包括一上法蘭、下 法蘭和連接上、下法蘭的圓筒狀外殼;所述圓筒狀外殼內(nèi)設(shè)置有一自下向上擴(kuò)大的錐管，所 述錐管內(nèi)設(shè)有一沿錐管中心軸上下移動(dòng)的浮子，所述圓筒狀外殼內(nèi)上下還分別設(shè)有一與所 述浮子配合連接的上止擋和下止擋。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:還 包括預(yù)埋于土壤中的上部電纜和下部電纜，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器經(jīng)上部 電纜和下部電纜與流量測(cè)量模塊電連。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所 述報(bào)警模塊包括若干個(gè)不同顏色的LED燈和一語(yǔ)音模塊，所述語(yǔ)音模塊與所述控制單元電 連，所述LED燈經(jīng)LED燈驅(qū)動(dòng)電路與所述控制單元電連。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統(tǒng)堵塞的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所 述顯示模塊為液晶顯示屏。
【文檔編號(hào)】G01F1/52GK205691175SQ201620578238
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日 公開號(hào)201620578238.7, CN 201620578238, CN 205691175 U, CN 205691175U, CN-U-205691175, CN201620578238, CN201620578238.7, CN205691175 U, CN205691175U
【發(fā)明人】龍博, 徐永
【申請(qǐng)人】福建農(nóng)林大學(xué)