CN113455340A - 土地综合整治农田灌溉预警装置及应用 - Google Patents

土地综合整治农田灌溉预警装置及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了土地综合整治农田灌溉预警装置及应用，包括蓄水池、灌溉管、喷头、吸水管、回水池及控制部；所述灌溉管分布架设在农田上；所述喷头分布布置在灌溉管上；所述灌溉管连接蓄水池；农田内埋设有土壤湿度感应器；每组所述灌溉管上均设有一组水泵Ⅰ；所述吸水管分布在所述农田内；所述吸水管内连出若干毛细管；所述吸水管内还设有堵杆；所述堵杆的末端连接有电机；所述吸水管连接回水池；所述回水池连接蓄水池；所述控制部内设有控制***、无线信号收发模块及数据处理模块；所述无线信号收发模块连接气象站的天气预报***。本发明装置可以自动监测土壤湿度，并根据检测信息进行喷灌，同时还可回收过多的水分，可以发出土壤干旱情况报警。

Description

土地综合整治农田灌溉预警装置及应用
技术领域
本发明属于农业辅助设备技术领域，涉及一种土地综合整治农田灌溉预警装置及应用。
背景技术
农田、耕地的灌溉长期以来都是农业种植所要解决的关键问题，为了确保田地保有足够水分，长期以来人们都是通过兴修引水渠，引水入田的形式进行灌溉。然而修建水渠并不适合所有农田，如缺水的山地，并不能通过水渠来帮助灌溉。田里各部位水分的多少也有所偏差，如大面积灌溉，则可能出现部分位置水量过多，造成淹苗的问题，而某些位置水分过少，影响农作物生长。同时大范围灌溉需要的水量较多，出现浪费水资源的情况。而如果刚给农田灌溉后就下雨，也会导致田里积水过多，存在淹苗的隐患。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种土地综合整治农田灌溉预警装置及应用，该装置可以自动监测土壤湿度，并根据检测信息进行喷灌，同时还可回收过多的水分，可以发出土壤干旱情况报警。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
土地综合整治农田灌溉预警装置，包括蓄水池、灌溉管、喷头、吸水管、回水池及控制部；所述灌溉管分布架设在农田上；所述喷头分布布置在灌溉管上；所述灌溉管连接蓄水池；在每组所述喷头的喷灌覆盖面积边沿，以及每组所述喷头的旁边均采用下埋的方式在农田内设有土壤湿度感应器；每组所述灌溉管上均设有一组水泵Ⅰ；所述吸水管采用下埋的方式，分布布置在所述农田内；在所述吸水管内连出若干毛细管；所述吸水管内还设有堵杆；所述堵杆的末端连接有电机；所述堵杆的表面分布设有凹槽；所述堵杆上相对于凹槽凸起的部分设为堵头；所述堵头的旋转轨迹圆经过毛细管位于吸水管内的开口位置；所述吸水管连接回水池；所述回水池连接蓄水池；所述控制部内设有控制***、无线信号收发模块及数据处理模块；所述土壤湿度感应器、堵杆上的电机及灌溉管上的水泵Ⅰ均连接控制***；所述无线信号收发模块通过无线网络连接气象站的天气预报***。
每组所述喷头之间的距离视单组喷头喷洒面积决定，需确保喷头喷灌面积尽可能多的覆盖土地；所述喷头可为旋转式喷头，每组所述喷头均带有电动阀；所述水泵Ⅰ用于将蓄水池内的水泵入灌溉管；所述土壤湿度感应器用于感应土壤内的湿度；所述毛细管能够通过毛细现象将土壤内多余的水分吸收，并通过所述吸水管送入回水池；所述堵杆在电机的带动下可以转动；当所述凹槽转到毛细管位于吸水管内部的开口位置时，所述毛细管导通；当所述堵头转到毛细管位于吸水管内部的开口位置时，所述毛细管被堵住；所述数据处理模块可通过天气预报信息判断接下来下雨与否，从而控制喷灌。
作为进一步的技术改进，还设有回水管；每一组所述吸水管均与回水管连接；所述回水管通入回水池；所述回水管上设有水泵Ⅱ。所述水泵Ⅱ可将回水管及吸水管内的水泵入回水池；所述水泵Ⅱ也可以开启反冲洗，即在土壤缺水时将所述回水池内的水泵入吸水管，使所述毛细管向土壤流水，冲洗所述毛细管。
作为进一步的技术改进，所述回水池的出口设有过滤装置。所述过滤装置可以为过滤棉及过滤网，并可配以滤材，主要过滤泥沙，防止管道堵塞。
作为进一步的技术改进，所述毛细管为细小的塑料管；所述堵杆包括硬杆及软套；所述软套为软质橡胶制成；所述软套套在硬杆外；所述硬杆连接电机。
作为进一步的技术改进，所述控制部内还设有报警模块；所述报警模块通过无线信号收发模块连接农田管理人员的手机。
以上所述的土地综合整治农田灌溉预警装置的使用方法：
干旱监测：土壤湿度感应器监测土壤的湿度，并将土壤湿度信息传递给控制***；数据处理模块根据土壤湿度信息控制喷头进行喷灌；
喷灌：水泵Ⅰ定期开启，将水从蓄水池通过灌溉管抽到喷头上进行喷灌；如某一土壤湿度感应器检测到该位置土壤湿度低于设定的报警值，则控制***控制该土壤湿度感应器附近喷头所连接的灌溉管上的水泵Ⅰ开启，水从相应喷头喷出进行灌溉；同时报警模块通过无线信号收发模块将报警信号发送给管理人员的手机；
吸水：如某一土壤湿度感应器检测到该位置土壤湿度高于设定的报警值，则控制***控制电机转动，使堵杆的凹槽对准毛细管位于吸水管内的开口位置，此时毛细管可将土壤里的水分吸进吸水管，最后在水泵Ⅱ的作用下，通过吸水管将吸回来的水送入回水池；经过回水池出口的过滤装置后，吸回来的水进入蓄水池；完成吸水后，堵杆在电机带动下旋转，堵头堵住毛细管，使毛细管不再能向吸水管内吸水；
天气预报联动：控制部内的无线信号收发模块获取天气预报信息，如即将下雨，则开启喷灌的时间将缩短，即喷灌的水量减少；如天气预报显示即将干旱，则每次开启喷灌的时间变长，频率增加，水量变多。
与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：
1.本发明通过土壤湿度感应器感应土壤的湿度，并通过喷头精准喷灌土壤湿度低的区域，实现精准喷灌，灌溉效果好，且节约用水。
2.本发明装置通过毛细管可以将土壤内过多的水分吸回，并送入蓄水池，便于再次喷灌，可以避免土壤水分过多，而导致淹苗的问题出现。
3.本发明装置可以连接气象站的天气预报***，根据是否有雨判断喷灌的水量，实现节约用水，精准喷灌的目的，也避免土壤过湿导致淹苗出现。
4.本发明装置可以实现土壤过干或过湿的自动报警，并通过无线信号传输的形式将报警信息发送给管理人员的手机，便于管理人员监控和管理农田。
附图说明
图1为本发明装置在田间布局的示意图。
图2为吸水管的结构示意图。
图3为堵杆的三维示意图。
图4为堵杆的侧视图。
图5位本发明装置的工作流程图。
附图标记：1-蓄水池，2-灌溉管，3-喷头，4-吸水管，5-回水池，6-回水管，7-土壤湿度感应器，8-毛细管，9-堵杆，10-电机，11-凹槽，12-堵头，13-控制部，14-农田，15-水泵Ⅰ，16-水泵Ⅱ，17-硬杆，18-软套。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1-2所示，土地综合整治农田灌溉预警装置，包括蓄水池1、灌溉管2、喷头3、吸水管4、回水池5及控制部13；所述灌溉管2分布架设在农田14上；所述喷头3分布布置在灌溉管2上；所述灌溉管2连接蓄水池1；在每组所述喷头3的喷灌覆盖面积边沿，以及每组所述喷头3的旁边均采用下埋的方式在农田14内设有土壤湿度感应器7；每组所述灌溉管2上均设有一组水泵Ⅰ15；所述吸水管4采用下埋的方式，分布布置在所述农田14内；在所述吸水管4内连出若干毛细管8；所述吸水管内还设有堵杆9；所述堵杆9的末端连接有电机10；所述堵杆9的表面分布设有凹槽11；所述堵杆9上相对于凹槽11凸起的部分设为堵头12；所述堵头12的旋转轨迹圆经过毛细管8位于吸水管4内的开口位置；所述吸水管4连接回水池5；所述回水池5连接蓄水池1；所述控制部13内设有控制***、无线信号收发模块及数据处理模块；所述土壤湿度感应器7、堵杆9上的电机10及灌溉管2上的水泵Ⅰ15均连接控制***；所述无线信号收发模块通过无线网络连接气象站的天气预报***。
还设有回水管6；每一组所述吸水管4均与回水管6连接；所述回水管6通入回水池5；所述回水管6上设有水泵Ⅱ16。
所述控制部13内还设有报警模块；所述报警模块通过无线信号收发模块连接农田14管理人员的手机。
本发明的使用方法如下：
干旱监测：土壤湿度感应器7监测土壤的湿度，并将土壤湿度信息传递给控制***；数据处理模块根据土壤湿度信息控制喷头3进行喷灌；
喷灌：水泵Ⅰ15定期开启，将水从蓄水池1通过灌溉管2抽到喷头3上进行喷灌；如某一土壤湿度感应器7检测到该位置土壤湿度低于设定的报警值，则控制***控制该土壤湿度感应器7附近喷头3所连接的灌溉管2上的水泵Ⅰ15开启，水从相应喷头3喷出进行灌溉；同时报警模块通过无线信号收发模块将报警信号发送给管理人员的手机；
吸水：如某一土壤湿度感应器7检测到该位置土壤湿度高于设定的报警值，则控制***控制电机10转动，使堵杆9的凹槽11对准毛细管8位于吸水管4内的开口位置，此时毛细管8可将土壤里的水分吸进吸水管4，最后在水泵Ⅱ16的作用下，通过吸水管4将吸回来的水送入回水池5；经过回水池5出口的过滤装置后，吸回来的水进入蓄水池1；完成吸水后，堵杆9在电机10带动下旋转，堵头12堵住毛细管8，使毛细管8不再能向吸水管4内吸水；
天气预报联动：控制部13内的无线信号收发模块获取天气预报信息，如即将下雨，则开启喷灌的时间将缩短，即喷灌的水量减少；如天气预报显示即将干旱，则每次开启喷灌的时间变长，频率增加，水量变多。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：所述回水池5的出口设有过滤装置。
本实施例的使用方法与实施例1相同。
实施例3：
本实施例与实施例2的区别在于：所述毛细管8为细小的塑料管；所述堵杆9包括硬杆17及软套18；所述软套18为软质橡胶制成；所述软套18套在硬杆17外；所述硬杆17连接电机10。
本实施例的使用方法与实施例1相同。
实施例4：
本实施例与实施例3的区别在于：所述回水池5的出口设有过滤装置。所述毛细管8为细小的塑料管；所述堵杆9包括硬杆17及软套18；所述软套18为软质橡胶制成；所述软套18套在硬杆17外；所述硬杆17连接电机10。
本实施例的使用方法与实施例1相同。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.土地综合整治农田灌溉预警装置，其特征在于：包括蓄水池（1）、灌溉管（2）、喷头（3）、吸水管（4）、回水池（5）及控制部（13）；所述灌溉管（2）分布架设在农田（14）上；所述喷头（3）分布布置在灌溉管（2）上；所述灌溉管（2）连接蓄水池（1）；在每组所述喷头（3）的喷灌覆盖面积边沿，以及每组所述喷头（3）的旁边均采用下埋的方式在农田（14）内设有土壤湿度感应器（7）；每组所述灌溉管（2）上均设有一组水泵Ⅰ（15）；
所述吸水管（4）采用下埋的方式，分布布置在所述农田（14）内；在所述吸水管（4）内连出若干毛细管（8）；所述吸水管内还设有堵杆（9）；所述堵杆（9）的末端连接有电机（10）；所述堵杆（9）的表面分布设有凹槽（11）；所述堵杆（9）上相对于凹槽（11）凸起的部分设为堵头（12）；所述堵头（12）的旋转轨迹圆经过毛细管（8）位于吸水管（4）内的开口位置；所述吸水管（4）连接回水池（5）；所述回水池（5）连接蓄水池（1）；
所述控制部（13）内设有控制***、无线信号收发模块及数据处理模块；所述土壤湿度感应器（7）、堵杆（9）上的电机（10）及灌溉管（2）上的水泵Ⅰ（15）均连接控制***；所述无线信号收发模块通过无线网络连接气象站的天气预报***。
2.根据权利要求1所述的土地综合整治农田灌溉预警装置，其特征在于：还设有回水管（6）；每一组所述吸水管（4）均与回水管（6）连接；所述回水管（6）通入回水池（5）；所述回水管（6）上设有水泵Ⅱ（16）。
3.根据权利要求1所述的土地综合整治农田灌溉预警装置，其特征在于：所述回水池（5）的出口设有过滤装置。
4.根据权利要求1所述的土地综合整治农田灌溉预警装置，其特征在于：所述毛细管（8）为细小的塑料管；所述堵杆（9）包括硬杆（17）及软套（18）；所述软套（18）为软质橡胶制成；所述软套（18）套在硬杆（17）外；所述硬杆（17）连接电机（10）。
5.根据权利要求1所述的土地综合整治农田灌溉预警装置，其特征在于：所述控制部（13）内还设有报警模块；所述报警模块通过无线信号收发模块连接农田（14）管理人员的手机。
6.如权利要求1-5任一项所述的土地综合整治农田灌溉预警装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）干旱监测：土壤湿度感应器（7）监测土壤的湿度，并将土壤湿度信息传递给控制***；数据处理模块根据土壤湿度信息控制喷头（3）进行喷灌；
2）喷灌：水泵Ⅰ（15）定期开启，将水从蓄水池（1）通过灌溉管（2）抽到喷头（3）上进行喷灌；如某一土壤湿度感应器（7）检测到该位置土壤湿度低于设定的报警值，则控制***控制该土壤湿度感应器（7）附近喷头（3）所连接的灌溉管（2）上的水泵Ⅰ（15）开启，水从相应喷头（3）喷出进行灌溉；同时报警模块通过无线信号收发模块将报警信号发送给管理人员的手机；
3）吸水：如某一土壤湿度感应器（7）检测到该位置土壤湿度高于设定的报警值，则控制***控制电机（10）转动，使堵杆（9）的凹槽（11）对准毛细管（8）位于吸水管（4）内的开口位置，此时毛细管（8）可将土壤里的水分吸进吸水管（4），最后在水泵Ⅱ（16）的作用下，通过吸水管（4）将吸回来的水送入回水池（5）；经过回水池（5）出口的过滤装置后，吸回来的水进入蓄水池（1）；完成吸水后，堵杆（9）在电机（10）带动下旋转，堵头（12）堵住毛细管（8），使毛细管（8）不再能向吸水管（4）内吸水；
4）天气预报联动：控制部（13）内的无线信号收发模块获取天气预报信息，如即将下雨，则开启喷灌的时间将缩短，即喷灌的水量减少；如天气预报显示即将干旱，则每次开启喷灌的时间变长，频率增加，水量变多。
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