[发明专利]一种自动调控循环利用植物营养液系统

权利要求书

1.一种自动调控循环利用植物营养液系统，其特征在于包括营养液自动循环利用系统(24)和营养液离子成分在线监测调控系统(25)；营养液自动循环利用系统(24)，由营养液池(1)、搅拌器(4)、营养液净化箱(7)、消毒罐(8)、植物栽培床(17)、防堵塞装置(18)、待处理营养液缓冲箱(21)、处理后营养液缓冲箱(22)、离子监测仪(23)、母液系统(38)、供液管道(39)及回流管(40)组成；植物栽培床(17)中的营养液经营养液离子成分在线监测调控系统(25)监测不达标时，实时监测控制系统(9)自动打开导流阀门(27)将植物栽培床(17)中的营养液导出，流经防堵塞装置(18)，如无堵塞，实时监测控制系统(9)自动打开阀门V2，将植物使用过的营养液输送入待处理营养液缓冲箱(21)临时储存，在泵P2的提升下，再将其导入配置有生物活性炭和微滤膜装置的营养液净化箱(7)中，去除营养液中漂浮的小颗粒杂质和植物根系所分泌的有机物质，再进入安装有紫外灯的消毒罐(8)进行彻底地灭菌，流出至处理后营养液缓冲箱(22)，导入一小部分营养液到离子监测仪(23)，检测水质是否达到要求并将结果传送到实时监测控制系统(9)，如果达标，则自动打开阀门V3和电机M4，此时在泵P3的带动下，将处理之后的营养液通过回流管(40)输送至营养液池(1)中；如果离子监测仪(23)对处理后营养液缓冲箱(22)中的营养液检测未达标，实时监测控制系统(9)则自动打开阀门V5，再次将营养液输送回到待处理营养液缓冲箱(21)，进行循环处理直至水质监测合格；防堵塞装置(18)由透明螺纹状漏斗(13)、透明不带螺纹的漏斗(14)、漏网盘(15)、透明防水外罩(19)和感光芯片(20)组成，营养液中有较大的悬浮物会被拦截在漏网盘(15)上，当悬浮物堆积较多堵塞水流时，漏网盘(15)下方光照会减弱，受透明防水外罩(19)保护的感光芯片(20)会向实时监测控制系统(9)传送信号，关闭导流阀门(27)；营养液回收后，第一液位计(2)显示数据并实时传输至实时监测控制系统(9)，自动控制打开电磁阀F1放出冷凝水箱F中的冷凝水至所需配制营养液的总量值后，自动关闭电磁阀F1后打开搅拌器(4)，使营养液池中的各组分均匀分布，方便后续操作；此时实时监测控制系统(9)自动打开阀门V4和电机M5，通过泵P4将已经搅拌均匀的营养液池中的营养液输送到采样池(12)中，离子选择电极组(11)检测各个离子浓度，经过实时监测控制系统(9)计算，获得营养液池(1)中需要补加的各营养液组分的量，反馈自动调控相应的电磁阀和流量计加入一定量的母液硝酸钙A、母液硝酸钾B、母液磷酸二氢铵C、母液硫酸镁D、酸液F或碱液H到营养液池(1)中，满足植物生长所需的营养要求；其中采样池(12)中各参数检测调控优先级顺序是：硝酸根离子、磷酸根离子、钾离子、硫酸根离子、pH值、电导率、溶氧量、温度。

2.根据权利要求1所述的一种自动调控循环利用植物营养液系统，其特征是营养液离子成分在线监测调控系统(25)，主要由实时监测控制系统(9)、信号调控模块(10)和营养液在线监测硬件系统(26)组成；在实时监测控制系统(9)的调控下，营养液离子成分在线监测调控系统(25)会间隔若干时间后对植物栽培床(17)中的营养液进行监测，实时监测控制系统(9)自动打开阀门V6和电机M6，在泵P5的带动下植物栽培床(17)中的营养液被定时取样后输送至采样池(12)中，取样量通过第二液位计(37)读取控制，离子选择电极组(11)同时工作，分别检测营养液中各离子浓度，同时，电导电极(33)、pH电极(34)、温度传感器(35)、溶氧量电极(36)分别测定溶液中电导率、pH值、温度以及溶氧量，各电极可将浓度信号转化成电信号，信号转换接头(6)将其输送到信号调控模块(10)，经过处理后信号传输到实时监测控制系统(9)，根据实时监测控制系统(9)设定的限制判定目前植物栽培床(17)中的营养液是否需要重新调配，以保证植物生长所需的最佳离子浓度、pH值和温度；如果各个参数均在限制范围内，打开阀门V7，将采样池(12)中的营养液经回流管输送回植物栽培床(17)中，从而实现实时监控营养液中各种离子浓度、pH值、电导率、温度以及溶氧量；如果营养液中某种离子浓度低于所需值，实时监测控制系统(9)则自动调控运行营养液自动循环利用系统(24)，重新配制营养液。

3.根据权利要求2所述的一种自动调控循环利用植物营养液系统，其特征是营养液在线监测硬件系统(26)，由离子选择电极组(11)、电导电极(33)、pH电极(34)、溶氧量电极(36)、温度传感器(35)组成；其中离子选择电极组(11)由硝酸根离子选择电极(28)、磷酸根离子选择电极(29)、钾离子选择电极(30)、硫酸根离子选择电极(31)和饱和甘汞参比电极(32)组成；营养液在线监测的离子选择电极组(11)、电导电极(33)、pH电极(34)、溶氧量电极(36)、温度传感器(35)将实时采集到的信号通过信号转换接头(6)和信号调控模块(10)传输至实时监测控制系统(9)。