CN106359000A - 一种自发电物联网喷灌应急*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盐碱地改良技术领域,尤其是一种自发电物联网喷灌应急***,包括太阳能发电装置和流体动能发电装置,太阳能发电装置能够使该装置自行随太阳的方位来转动,使该装置最大吸收太阳能量并转化为电能,然后储存到蓄电池,流体动能发电装置利用喷灌时的流体动能进行发电,提高能源利用率,通过太阳能发电装置和流体动能发电装置可以使蓄电池的电能得到保证,即便电网长期故障也能保证有足够的电能来驱动电机、温度传感器、红外线发射器、红外线接收器、监测装置和物联网终端管理控制器等设备。
Description
技术领域
本发明涉及盐碱地改良技术领域,尤其是一种自发电物联网喷灌应急***。
背景技术
在我国的一些西部城市的盐渍化土壤面积较大、盐分的组成类型较多,现有耕地中受不同程度的盐化危害的面积占总耕地面积的比重较大,需要对这些农业水土进行灌溉以解决水土不良现象,尤其是内蒙河套地区有灌无排的现状,目前,我国的排水***主要有明沟排水***、暗管排水***和竖井排水***,传统的排水***均是在裸地情况下对大田进行漫灌,使土壤水分达到饱和状态,然后土壤盐分溶解到水中形成饱和入渗排入排水沟,从而达到排盐的目的,此类排水可以有效排除土壤的盐碱,但是有诸多缺点:1、智能化程度低;2、盐碱地多处于偏远地区,当电网出现故障时会发生没有应急供电措施;3、现有技术中应用于盐碱地改良的太阳能发电装置无法根据太阳的方位自行转动,只能固定一个方位或需要人为转动设备才能达到光能最佳吸收效果,但这样不仅降低了设备光能吸收的效率,且还给使用人员带来极大的不便;4、喷灌过程中流体动能没有被利用,造成能源浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷,提供一种保证供电应急***稳定的自发电物联网喷灌应急***。
为了实现本发明的目的,所采用的技术方案是:
本发明的自发电物联网喷灌应急***包括:
用于盐碱地改良的灌溉装置;
用于监测盐碱地状况的监测装置,所述监测装置包括土壤盐分传感器、土壤PH值传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、地下水位传感器及水矿化度传感器,所述监测装置将采集的监测数据传送到物联网终端管理控制器;
用于采集监测装置的监测数据和对灌溉装置进行控制的物联网终端管理控制器,所述物联网终端管理控制器将监测数据发送给智能灌溉云数据中心;
和用于给灌溉装置、监测装置和物联网终端管理控制器应急供电的发电***,所述发电***包括太阳能发电装置和流体动能发电装置;
其中,所述太阳能发电装置包括底座、电机、转动杆、托板、太阳能电池板、支架、导热板、放大镜、温度传感器,所述电机位于底座内部中端,所述电机与底座螺纹相连,所述转动杆位于电机顶部,所述转动杆与电机螺纹相连,所述托板位于转动杆顶部,所述托板与转动杆螺纹相连,所述太阳能电池板位于托板顶部,所述太阳能电池板与托板活动相连,所述支架数量为若干件,所述支架位于底座顶部四周,所述支架与底座螺纹相连,所述导热板位于支架上端内部,所述导热板与支架螺纹相连,所述放大镜位于导热板顶部,所述放大镜与支架螺纹相连,所述温度传感器位于导热板右侧,所述温度传感器与支架螺纹相连;
其中,所述流体动能发电装置包括节管状机壳、固定在机壳内的发电机和位于发电机动力输入端的导流罩,所述节管状机壳两端具有连接法兰,所述发电机借助固定环固定在所述节管状机壳内,所述发电机的涡轮位于所述导流罩内,所述发电机利用灌溉装置的流体动能发电。
本发明所述灌溉装置包括集水箱、抽水泵、喷淋管道和喷淋头,所述抽水泵将集水箱内的水抽入所述喷淋管道内,所述喷淋管道架设在盐碱地上,所述喷淋管道上设有多个喷淋头。
本发明所述喷淋管道连通有旁支管道,所述节管状机壳可拆卸地安装在旁支管道上。
本发明所述支架顶部还设有红外线接收器,所述红外线接收器与支架螺纹相连,所述托板底部中端还设有红外线发射器,所述红外线发射器与托板螺纹相连,所述托板顶部两侧还设有夹子,所述夹子与托板转动相连。
本发明所述底座内部右侧还设有交直流转换器,所述交直流转换器与底座螺纹相连,所述底座内部左侧还设有蓄电池,所述蓄电池与底座螺纹相连,所述太阳能电池板的电力输出端与所述蓄电池电连接,所述发电机的电力输出端也与所述蓄电池电连接。
本发明所述底座顶部左侧还设有开关,所述开关与底座螺纹相连。
本发明的自发电物联网喷灌应急***的有益效果是:本发明的自发电物联网喷灌应急***包括太阳能发电装置和流体动能发电装置,太阳能发电装置能够使该装置自行随太阳的方位来转动,使该装置最大吸收太阳能量并转化为电能,然后储存到蓄电池,流体动能发电装置利用喷灌时的流体动能进行发电,提高能源利用率,通过太阳能发电装置和流体动能发电装置可以使蓄电池的电能得到保证,即便电网长时间处于故障状态也能保证有足够的电能来驱动电机、温度传感器、红外线发射器、红外线接收器、监测装置和物联网终端管理控制器等设备,从而提高应急***的稳定性。本发明不仅设置有与智能灌溉云数据中心相连接的物联网终端管理控制器,而且可以通过智能灌溉云服务平台为用户提供服务,有效的实现了盐碱地农情和土壤信息的采集、高速传输,并可将数据进行智能分析后,形成灌溉模型下载到物联网终端管理控制器,实现智能灌溉。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的自发电物联网喷灌应急***的原理框图;
图2是本发明的太阳能发电装置的结构示意图;
图3是本发明的导热板安装结构示意图;
图4是本发明的流体动能发电装置结构示意图。
其中:灌溉装置1,集水箱11,喷淋管道12;监测装置2;物联网终端管理控制器3;智能灌溉云数据中心4;电机51,转动杆52,托板53,太阳能电池板54,导热板55,放大镜56,温度传感器57;红外线发射器61,红外线接收器62;节管状机壳71,导流罩72,发电机73。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示,本实施例的自发电物联网喷灌应急***包括用于盐碱地改良的灌溉装置1、用于监测盐碱地状况的监测装置2、用于采集监测装置2的监测数据和对灌溉装置1进行控制的物联网终端管理控制器3和用于给灌溉装置1、监测装置2和物联网终端管理控制器3应急供电的发电***。
为了提高***的供电稳定性,发电***包括太阳能发电装置和流体动能发电装置,本实施例的发电***不仅可以充分利用能源,而且可以保证***供电充足,即便电网长时间断电,***仍可以正常运转,尤其适应于偏远地区的盐碱地改良。
其中,灌溉装置1包括集水箱11、抽水泵、喷淋管道12和喷淋头,所述抽水泵将集水箱11内的水抽入所述喷淋管道12内,所述喷淋管道12架设在盐碱地上,所述喷淋管道12上设有多个喷淋头。
其中,监测装置2包括土壤盐分传感器、土壤PH值传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、地下水位传感器及水矿化度传感器,监测装置2将采集的监测数据传送到物联网终端管理控制器3,物联网终端管理控制器3将监测数据发送给智能灌溉云数据中心4,用户通过网络登陆智能灌溉云数据中心4相连获取服务。
为了使太阳能电池板54能根据太阳的方位自行转动,达到光能最佳吸收效果,本实施例的太阳能发电装置包括底座、电机51、转动杆52、托板53、太阳能电池板54、支架、导热板55、放大镜56、温度传感器57,电机51位于底座内部中端,电机51与底座螺纹相连,转动杆52位于电机51顶部,转动杆52与电机51螺纹相连,托板53位于转动杆52顶部,托板53与转动杆52螺纹相连,太阳能电池板54位于托板53顶部,太阳能电池板54与托板53活动相连,支架数量为若干件,支架位于底座顶部四周,支架与底座螺纹相连,导热板55位于支架上端内部,导热板55与支架螺纹相连,放大镜56位于导热板55顶部,放大镜56与支架螺纹相连,温度传感器57位于导热板55右侧,温度传感器57与支架螺纹相连。
本实施例的支架顶部还设有红外线接收器62,红外线接收器62与支架螺纹相连,托板53底部中端还设有红外线发射器61,红外线发射器61与托板53螺纹相连,托板53顶部两侧还设有夹子,夹子与托板53转动相连,底座内部右侧还设有交直流转换器,交直流转换器与底座螺纹相连,底座内部左侧还设有蓄电池,蓄电池与底座螺纹相连。
本实施例底座顶部左侧还设有开关,开关与底座螺纹相连。
使用时,使用人员首先打开开关,将环绕于太阳能电池板54四周的温度传感器57启动,当温度传感器57启动后,便开始检测导热板55温度,同步,放大镜56开始吸收太阳光线,将太阳光线聚集投射到导热板55,通过放大镜56聚光的作用,使导热板55温度快速提升,此时,温度传感器57开始感应导热板55的温度,当第一方位的温度传感器57达到最高数值时,通过温度传感器57的作用,使第一方位的红外线接收器62与红外线发射器61启动,同步电机51被启动,通过电机51的作用,使转动杆52转动并带动托板53联动太阳能电池板54同步开始转动,当太阳能电池板54转动到第一方位时,红外线发射器61与红外线接收器62便会相互检测到,使得电机51停止,太阳能电池板54跟随停止即太阳能电池板54面朝第一方位吸收光能,当太阳位置产生移动到达第二方位时,第二方位的温度传感器数值便会超过第一方位温度传感器数值时,通过第二方位温度传感器的作用,使第一方位红外线接收器62关闭,同步,第二方位的红外线接收器62开启,且通过第二方位温度传感器的作用,将电机51启动,使转动杆52转动并带动托板53联动太阳能电池板54同步开始转动,当太阳能电池板54转动到第二方位时,红外线发射器61与红外线接收器62便会相互检测到,使得电机51停止工作,太阳能电池板54跟随停止即太阳能电池板54面朝第二方位吸收光能,最终实现该装置随太阳移动的方位自行转动,提高了太阳能电池板54最佳能量吸收的效果,当太阳能电池板54出现损坏情况时,使用人员可拔出夹子,将太阳能电池板54由下往上从托板53内取出,再更换新的太阳能电池板54,提高该装置的使用寿命,同时,交直流转换器可将蓄电池吸收的直流电转化为交流电供应给电机51、温度传感器57、红外线发射器61、红外线接收器62、监测装置2和物联网终端管理控制器3使用。通常这些电气设备可以通过电网供电,当电网出现故障时可以采用蓄电池应急供电,保障整体***稳定性。
本实施例中的流体动能发电装置包括节管状机壳71、固定在节管状机壳71内的发电机73和位于发电机73动力输入端的导流罩72,节管状机壳71两端具有连接法兰,发电机73借助固定环固定在节管状机壳71内,发电机73的涡轮位于导流罩72内,发电机73利用灌溉装置1的流体动能发电,发电机73的电力输出端与蓄电池电连接。具体地,喷淋管道12连通有旁支管道,所述节管状机壳71可拆卸地安装在旁支管道上,其中导流罩72为聚拢状筒体,其小端固定在靠近涡轮的位置,其大端固定在远离涡轮的位置。
使用时将节管状机壳71安装到旁支管道上,喷灌时流体在导流罩的作用下汇聚于涡轮处,驱动涡轮快速旋转,涡轮驱动发电机进行发电,发电机将获得的电能储存到蓄电池内以备应急使用。
应当理解,以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种自发电物联网喷灌应急***,其特征在于:包括:
用于盐碱地改良的灌溉装置(1);
用于监测盐碱地状况的监测装置(2),所述监测装置(2)包括土壤盐分传感器、土壤PH值传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、地下水位传感器及水矿化度传感器,所述监测装置(2)将采集的监测数据传送到物联网终端管理控制器(3);
用于采集监测装置(2)的监测数据和对灌溉装置(1)进行控制的物联网终端管理控制器(3),所述物联网终端管理控制器(3)将监测数据发送给智能灌溉云数据中心(4);
和用于给灌溉装置(1)、监测装置(2)和物联网终端管理控制器(3)应急供电的发电***,所述发电***包括太阳能发电装置和流体动能发电装置;
其中,所述太阳能发电装置包括底座、电机(51)、转动杆(52)、托板(53)、太阳能电池板(54)、支架、导热板(55)、放大镜(56)、温度传感器(57),所述电机(51)位于底座内部中端,所述电机(51)与底座螺纹相连,所述转动杆(52)位于电机(51)顶部,所述转动杆(52)与电机(51)螺纹相连,所述托板(53)位于转动杆(52)顶部,所述托板(53)与转动杆(52)螺纹相连,所述太阳能电池板(54)位于托板(53)顶部,所述太阳能电池板(54)与托板(53)活动相连,所述支架数量为若干件,所述支架位于底座顶部四周,所述支架与底座螺纹相连,所述导热板(55)位于支架上端内部,所述导热板(55)与支架螺纹相连,所述放大镜(56)位于导热板(55)顶部,所述放大镜(56)与支架螺纹相连,所述温度传感器(57)位于导热板(55)右侧,所述温度传感器(57)与支架螺纹相连;
其中,所述流体动能发电装置包括节管状机壳(71)、固定在所述节管状机壳(71)内的发电机(73)和位于发电机(73)动力输入端的导流罩(72),所述节管状机壳(71)两端具有连接法兰,所述发电机(73)借助固定环固定在所述节管状机壳(71)内,所述发电机(73)的涡轮位于所述导流罩(72)内,所述发电机(73)利用灌溉装置(1)的流体动能发电。
2.根据权利要求1所述自发电物联网喷灌应急***,其特征在于:所述灌溉装置(1)包括集水箱(11)、抽水泵、喷淋管道(12)和喷淋头,所述抽水泵将集水箱(11)内的水抽入所述喷淋管道(12)内,所述喷淋管道(12)架设在盐碱地上,所述喷淋管道(12)上设有多个喷淋头。
3.根据权利要求2所述自发电物联网喷灌应急***,其特征在于:所述喷淋管道(12)连通有旁支管道,所述节管状机壳(71)可拆卸地安装在旁支管道上。
4.根据权利要求3所述自发电物联网喷灌应急***,其特征在于:所述支架顶部还设有红外线接收器(62),所述红外线接收器(62)与支架螺纹相连,所述托板(53)底部中端还设有红外线发射器(61),所述红外线发射器(61)与托板(53)螺纹相连,所述托板(53)顶部两侧还设有夹子,所述夹子与托板(53)转动相连。
5.根据权利要求4所述自发电物联网喷灌应急***,其特征在于:所述底座内部右侧还设有交直流转换器,所述交直流转换器与底座螺纹相连,所述底座内部左侧还设有蓄电池,所述蓄电池与底座螺纹相连,所述太阳能电池板的电力输出端与所述蓄电池电连接,所述发电机(73)的电力输出端也与所述蓄电池电连接。
6.根据权利要求5所述自发电物联网喷灌应急***,其特征在于:所述底座顶部左侧还设有开关,所述开关与底座螺纹相连。
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