[发明专利]一种土壤有效成分在线检测的装置和方法

说明书

本发明公开了一种土壤有效成分在线检测的装置和方法，包括水通路和营养液通路，营养液通路与水通路混合后接入水肥混合通路的入口，营养液通路通过肥泵接入水肥混合通路，水肥混合通路连接采样检测系统，水通路、营养液通路和水肥混合通路上均设置有流量控制计，营养液通路、水肥混合通路和采样检测系统上均设置有电磁阀，所有流量控制计和电磁阀均连接上位机控制系统，本发明设计合理、结构简单、使用操作简便、设备稳定性和可靠性好且智能化程度高，能有效解决现有水肥配比灌溉系统中所存在的智能化程度低、人为粗犷化操作、水肥用量过多等多种缺陷和不足。

【技术领域】

本发明属于农业灌溉与机电控制领域，具体涉及一种土壤有效成分在线检测的装置和方法。

【背景技术】

干旱缺水、技术水平落后、科技创新能力严重不足是制约我国农业可持续发展的重要障碍性因素，传统的灌溉模式用水管理粗放、肥料配比精准度较差，这不仅严重浪费水资源和肥料原料，还不利于作物的成长，并对环境造成一定程度的污染，同时现有技术对于作物生长环境中土壤成分精度检测方法比较繁琐，且环境要求较高，这阻碍了作物所需的有效水肥浓度比的精准灌溉控制技术。

作物精量控制灌溉技术兴起于20世纪80年代后期，采用自动控制技术，按照作物正常生长过程的需求，采用最精确的灌溉设施对农作物进行严格有效的施肥灌水，以确保作物正常生长的需要，同时实现高产、优质、高效、节水和肥料精准配比的灌溉技术。在线检测技术提高了肥料检测效率与检测精度，与控制系统的信息传输实现了精量灌溉高度智能化程度。农业高效用水施肥精量控制技术紧扣国际现代精量灌溉农业高新技术的发展前沿，以提高农业水和肥料综合利用率和效率，引领我国现代精量灌溉农业技术发展为目标，以作物生命健康按需精量灌溉过程为依据，开发农业精量灌溉前沿关键技术与重大产品，实现农业整个体系高效精量控制。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种土壤有效成分在线检测的装置和方法，不受人为因素影响，准确地保证作物生长环境中各种营养成分的精确比例与稳定性，实现自动配比、检测、传输与控制。

为了达到上述目的，一种土壤有效成分在线检测的装置，包括水通路和营养液通路，营养液通路与水通路混合后接入水肥混合通路的入口，营养液通路通过肥泵接入水肥混合通路，水肥混合通路连接采样检测系统，水通路、营养液通路和水肥混合通路上均设置有流量控制计，营养液通路、水肥混合通路和采样检测系统上均设置有电磁阀，所有流量控制计和电磁阀均连接上位机控制系统；

所述上位机控制系统包括通过上位机驱动的控制器，控制器连接有参数设置单元、流量监测单元、肥路控制单元和在线检测单元，肥路控制单元通过控制器控制驱动泵，驱动泵连接肥泵，所有流量控制计和电磁阀均连接控制器，流量控制计还连接上位机。

所述采样检测系统包括与水肥混合通路连接的检测电极和移动机构，检测电极和移动机构连接有采样池。

所述水肥混合通路通过采样管路接入检测电极和移动机构，采样管路上设置有采样检测电磁阀和采样检测流量计，采样检测电磁阀连接控制器，采样检测流量计连接控制器和上位机。

所述水通路上设置有过滤器和法兰连接式流量计，法兰连接式流量计连接控制器和上位机。

所述水肥混合通路上设置有混合通路电磁阀和压力表，混合通路电磁阀和压力表均设置在采样检测系统的后端，混合通路电磁阀连接控制器。

所述营养液通路上设置有单肥路控制电磁阀、肥液过滤器和肥路流量计，单肥路控制电磁阀连接控制器，肥路流量计连接控制器和上位机。

所述营养液通路包括四个肥液入口。

一种土壤有效成分在线检测的装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤一，上位机控制系统采集肥路流量计和法兰连接式流量计的数据，并生成初始值；