CN105875361A - 根灌节水温控数字信号装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以同时结合温度与湿度对植物进行灌溉的根灌节水温控数字信号装置。它包括远程控制中心(1)、湿度传感器(2)和温度传感器(3)；湿度传感器(2)和温度传感器(3)均与远程控制中心(1)电连接；湿度传感器(2)和温度传感器(3)配套安装于专用的采集装置上；采集装置包括主电机(4)、横梁(5)、副电机(6)和探测杆(7)；主电机(4)与横梁(5)相连，用于驱动横梁(5)横向转动；副电机(6)安装于横梁(5)的末端；副电机(6)的动边输出轴上连接有探测杆(7)；探测杆(7)与横梁(5)垂直；探测杆(7)上设有螺纹(8)；湿度传感器(2)和温度传感器(3)安装在探测杆(7)的下部。

Description

根灌节水温控数字信号装置

技术领域

本发明涉及一种根灌节水温控数字信号装置。

背景技术

灌溉，即用水浇地。灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定，要适时、适量，合理灌溉。其种类主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。

现有技术中主要的灌溉方式有如下几种：

1、漫灌；漫灌要挖沟渠，以前用人工，后来用牲畜、拖拉机，后来最先进的用激光测距的先进机械，取决于经济和地理条件，例如需要灌溉的地域面积大小，有什么可用的技术，人工费用等。植物在畦和陇沟中排成行或在苗床上生长，水沿着渠道进入农田，顺着陇沟或苗床边沿流入。也可以在田中用硬塑料管或铝管引水，在管上间隔距离开孔灌溉，用虹吸管连接渠道。应用管道可以控制水流量，由于温度、风速、土壤、渗透能力等不同，漫灌容易造成有的地方水多，有的地方水不足的现象，管道可以移动，因此可以控制不产生这种不均的现象。尤其是如果采用自动阀门更可以增加效率。但由于漫灌比较浪费水资源，需要较多的劳动力，并且容易造成地下水位抬高，因此使土壤盐碱化，在发达国家已经逐渐被淘汰。但由于只需要少量的资金和技术，在多数发展中国家中仍然被广泛使用。

2、喷灌；喷灌是由管道将水送到位于田地中的喷头中喷出，有高压和低压的区别，也可以分为固定式和移动式。固定式喷头安装在固定的地方，有的喷头安装在地表面高度，主要用于需要美观的地方，如高尔夫球场、跑马场草地灌溉、公园、墓地等。喷头的压力一般不能超过200巴，过高会产生水雾，影响灌溉效益，喷头有可以转动的，转动可以是360度回转也可以是转动一定角度。也有喷枪式。可以在275-900巴的压力下工作，喷射较远，流量达到3-76升/秒。喷枪还可以用于工业防尘。如果将喷头和水源用管子连接，使得喷头可以移动，为移动式喷灌，将塑料管卷到一个卷筒上，可以随着喷头移动放出，也可以人工移动喷头。喷灌的缺点是由于蒸发也会损失许多水，尤其在有风的天气时，而且不容易均匀地灌溉整个灌溉面积，水存流在叶面上容易造成霉菌的繁殖，如果灌溉水中有化肥的话，在炎热阳光强烈的天气会造成叶面灼伤。

3、微喷灌；微喷灌是利用折射、旋转、或辐射式微型喷头将水均匀地喷洒到作物枝叶等区域的灌水形式，隶属于微灌范畴。微喷灌的工作压力低，流量小，既可以定时定量的增加土壤水分，又能提高空气湿度，调节局部小气候，广泛应用于蔬菜、花卉、果园、药材种植场所，以及扦插育苗、饲养场所等区域的加湿降温。

4、滴灌；滴灌是将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入植物根系附近土壤中的灌溉形式，滴水流量小，水滴缓慢入土，可以最大限度地减少蒸发损失，如果再加上地膜覆盖，可以进一步减少蒸发，滴灌条件下除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其它部位的土壤水分均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散。但如果滴灌时间太长，根系下面可能发生浸透现象，因此目前滴灌都是由高技术的计算机操纵完成，也有由人工操作的。滴灌水压低，节水，可以用于对生长不同植物的地区，对每棵植物分别灌溉，但对坡地需要有压力补偿，用计算机可以依靠调节不同地段的阀门来控制，关键是控制调节压力和从水中去除颗粒物，以防堵塞滴灌孔。水的输送一般用塑料管，应该是黑色的，或覆盖在地膜下面，防止生长藻类，也防止管道由于紫外线的照射而老化。滴灌也可以用埋在地下的多孔陶瓷管完成，但费用较高，只有时用于草皮和高尔夫球场。

4、渗灌；渗灌技术已经在地下水位较高的地方应用许多年了，是人工将地下水位抬高，直接从底下为植物根系供水的方法。渗灌常用于商业温室产品，如对盆花进行灌溉，还可以施肥，用含有肥料的水溶液从底部浸泡花盆10到20分钟，然后水可以回收，这种运作需要高技术自动操作，设备费用贵，但节省人力、水和化肥，同时维护和操作费用也很低，原理和地下滴灌一样。

5、调亏灌溉；调亏灌溉时在作物的非临界期减少灌水(亏缺)，处于干旱胁迫状态，减少蒸腾耗水和延缓营养生长，而把有限的水量集中供给给作物的需水临界期，满足生殖器官形成和生长的要求。该技术可显著提高水分利用效率而不降低甚至可增加产量

6、控制性分根交替灌溉；该技术原来提出时，一方面是使部分根系处于土壤干燥的区域(干燥区)中，作物受到水分胁迫，根部形成大量脱落酸，传送到叶片，气孔开度减少，降低蒸腾耗水量；另一方面，使部分根系处于灌水的区域(湿润区)中，作物从土壤中吸收水分，满足正常的生理活动的需要。干燥区和湿润区交替灌溉。交替胁迫后次生根大量增加，根系吸水吸肥能力增加，水分利用效率明显提高。

与上述灌溉方式相对应的在现有技术中所采用的灌溉设备主要有：

1、时针式喷灌机；时针式喷灌机是一种移动式喷灌机，喷灌头安装在有轮子支撑的电镀钢管或铝管上，围绕一个中心旋转，从中心枢轴输送水，整个喷灌机喷灌面积形成一个圆。这种喷灌机械在美国使用的很普遍。这种机械喷头可以吊在钢管上，只在植物上面喷撒，有的可以几乎吊到地面上，直接在植物之间的地面上喷洒，因此可以节约由于蒸发损失的水。时针式喷灌机的旋转可以由水力推动，也可以由电机推动，目前大多数都使用电机。这种机械灌溉面积是一个圆形，因此在每个圆形之间的空档不能被灌溉利用，只适合在耕地面积充分的地区使用。

2、平移式喷灌机；也叫连续直线移动式喷灌机，是一个长管道，每隔一定间隔有一个支架，支架上有轮子，喷头在管子上，整个管道平行移动喷洒，水由管道一头输入，所以喷灌面积可以大到几千公顷。

3、绞盘式喷灌机；绞盘式喷灌机也叫卷盘式喷灌机，采用水涡轮式动力驱动***。采用大断面小压力的设计，在很小的流量下，可以达到较高的回收速度，水涡轮转速从水涡轮轴引出一个两速段的皮带驱动装置传入到减速器中，降速后链条传动产生较大的扭矩力驱动绞盘转动，从而实现PE管的自动回收。同时经水涡轮流出的高压水流经PE管直送到喷头处，喷头均匀的将高压水流喷洒到作物上空，散成细小的水滴均匀降落，并随着PE管的移动而不间歇地进行喷洒作业。

上述的各种灌溉方法和灌溉设备在实际使用时都存在如下不足之处：即灌溉时往往只关注被灌溉植物所生长的土壤的湿润度，而忽略了土壤的温度，在盛夏等高温环境下，即使湿度够了，由于温度太高，还是需要进行灌溉降温，不然植物还是很容易在高温下死亡。

综上所述，现有技术中急需要一种可以同时结合温度与湿度对植物进行自动灌溉的设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可以同时结合温度与湿度对植物进行灌溉的根灌节水温控数字信号装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种根灌节水温控数字信号装置，它包括远程控制中心、湿度传感器和温度传感器；所述的湿度传感器和温度传感器均与远程控制中心电连接；所述的湿度传感器和温度传感器配套安装于专用的采集装置上；所述的采集装置包括主电机、横梁、副电机和探测杆；所述的主电机与横梁相连，用于驱动横梁横向转动；所述的副电机安装于横梁的末端；所述的副电机的动边输出轴上连接有探测杆；所述的探测杆与横梁垂直；所述的探测杆上设有螺纹；所述的湿度传感器和温度传感器安装在探测杆的下部。

作为改进，所述的湿度传感器和温度传感器嵌装在探测杆的螺纹间隙中。

作为改进，所述的探测杆的最下端设有尖刺部。

作为改进，所述的探测杆的中心为空心结构，湿度传感器和温度传感器的数据线从所述的空心结构穿出到探测杆之外。

作为改进，所述的湿度传感器和温度传感器的数据通过电力网络传输给远程控制中心。

采用上述结构后，本发明具有如下优点：它包括远程控制中心、湿度传感器和温度传感器；所述的湿度传感器和温度传感器均与远程控制中心电连接；所述的湿度传感器和温度传感器配套安装于专用的采集装置上；所述的采集装置包括主电机、横梁、副电机和探测杆；所述的主电机与横梁相连，用于驱动横梁横向转动；所述的副电机安装于横梁的末端；所述的副电机的动边输出轴上连接有探测杆；所述的探测杆与横梁垂直；所述的探测杆上设有螺纹；所述的湿度传感器和温度传感器安装在探测杆的下部。巧妙的采用钻探式探测，同时通过横梁与主电机可以进行圆环式多点采样探测，能最为准确的探测到植物根部的温度和湿度数据，然后发送给远程控制中心处理成控制水泵与电磁阀的数字信号。快捷、精准、有效自然也更加节水。

作为改进，所述的湿度传感器和温度传感器嵌装在探测杆的螺纹间隙中。该设计能最大限度的保护好湿度传感器和温度传感器。防止它们在下探过程中被损毁。

作为改进，所述的探测杆的最下端设有尖刺部。该设计可以减小探测杆下探的阻力。

作为改进，所述的探测杆的中心为空心结构，湿度传感器和温度传感器的数据线从所述的空心结构穿出到探测杆之外。该设计可以进一步保护两个传感器的数据传输电线。

作为改进，所述的湿度传感器和温度传感器的数据通过电力网络传输给远程控制中心。该设计可以节省数据传输成本。

附图说明

图1是本发明中根灌节水温控数字信号装置的结构方框示意图。

图2是本发明根灌节水温控数字信号装置的温度与湿度采集装置的结构示意图。

如图所示：1、远程控制中心，2、湿度传感器，3、温度传感器，4、主电机，5、横梁，6、副电机，7、探测杆，8、螺纹。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图1和附图2，一种根灌节水温控数字信号装置，它包括远程控制中心1、湿度传感器2和温度传感器3；所述的湿度传感器2和温度传感器3均与远程控制中心1电连接；所述的湿度传感器2和温度传感器3配套安装于专用的采集装置上；所述的采集装置包括主电机4、横梁5、副电机6和探测杆7；所述的主电机4与横梁5相连，用于驱动横梁5横向转动；所述的副电机6安装于横梁5的末端；所述的副电机6的动边输出轴上连接有探测杆7；所述的探测杆7与横梁5垂直；所述的探测杆7上设有螺纹8；所述的湿度传感器2和温度传感器3安装在探测杆7的下部。

作为改进，所述的湿度传感器2和温度传感器3嵌装在探测杆7的螺纹间隙中。

作为改进，所述的探测杆7的最下端设有尖刺部。

作为改进，所述的探测杆7的中心为空心结构，湿度传感器2和温度传感器3的数据线从所述的空心结构穿出到探测杆7之外。

作为改进，所述的湿度传感器2和温度传感器3的数据通过电力网络传输给远程控制中心1。

所述的数据通过电力网络传输现有技术有成熟的信号调制解调器，直接采购便可实现。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种根灌节水温控数字信号装置，其特征在于：它包括远程控制中心(1)、湿度传感器(2)和温度传感器(3)；所述的湿度传感器(2)和温度传感器(3)均与远程控制中心(1)电连接；所述的湿度传感器(2)和温度传感器(3)配套安装于专用的采集装置上；所述的采集装置包括主电机(4)、横梁(5)、副电机(6)和探测杆(7)；所述的主电机(4)与横梁(5)相连，用于驱动横梁(5)横向转动；所述的副电机(6)安装于横梁(5)的末端；所述的副电机(6)的动边输出轴上连接有探测杆(7)；所述的探测杆(7)与横梁(5)垂直；所述的探测杆(7)上设有螺纹(8)；所述的湿度传感器(2)和温度传感器(3)安装在探测杆(7)的下部。

2.根据权利要求1所述的根灌节水温控数字信号装置，其特征在于：所述的湿度传感器(2)和温度传感器(3)嵌装在探测杆(7)的螺纹间隙中。

3.根据权利要求2所述的根灌节水温控数字信号装置，其特征在于：所述的探测杆(7)的最下端设有尖刺部。

4.根据权利要求2所述的根灌节水温控数字信号装置，其特征在于：所述的探测杆(7)的中心为空心结构，湿度传感器(2)和温度传感器(3)的数据线从所述的空心结构穿出到探测杆(7)之外。

5.根据权利要求1所述的根灌节水温控数字信号装置，其特征在于：所述的湿度传感器(2)和温度传感器(3)的数据通过电力网络传输给远程控制中心(1)。