[发明专利]一种水肥气热一体化滴灌智能控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种水肥气热一体化滴灌智能控制装置，其特征在于：包括连通在一起的制水单元、缓冲单元和与制水单元、缓冲单元均电联的控制单元，所述制水单元包括制水罐（12）、制水罐（12）左侧连通的制水罐入水管路和右侧连通的制水罐出水管路，制水罐入水管路上设有即热式水加热控制器（4），在即热式水加热控制器（4）后面的管路上并联有施肥器，制水罐（12）上还连通有曝气装置，所述即热式水加热控制器（4）、曝气装置和施肥器均与控制单元连接；

所述曝气装置是文丘里曝气装置（19），制水罐（12）左侧下部自下而上连通有进水逆止阀（11）和文丘里曝气装置（19），进水逆止阀（11）设置在制水罐入水管路上，制水罐（12）右侧下部自下而上连通有导水逆止阀（22）和溶氧控制器-温度变送器（15），导水逆止阀（22）设置在制水罐出水管路上，顶部设有制水罐压力变送器（16）、制水罐浮球液位计（17）和压力调节器（26），底部设有制水罐排污阀（14），所述进水逆止阀（11）、导水逆止阀（22）、溶氧控制器-温度变送器（15）、制水罐压力变送器（16）、制水罐浮球液位计（17）和压力调节器（26）均与控制单元连接；

文丘里曝气装置（19）自制水罐（12）接出后分成两支管路，其中一支通过自吸循环泵（20）、静态混合器（21）从制水罐（12）顶部进入并连通制水罐（12）内部上方的曝气气液释放器（13），另一支通过气液混合阀（18）连通至制水罐12）顶部的压力调节器（26），所述自吸循环泵（20）、静态混合器（21）、曝气气液释放器（13）、气液混合阀（18）和压力调节器（26）均与控制单元连接；

所述缓冲单元包括储水罐（28），储水罐（28）通过储水罐进水管路快速接头（27）连通制水罐（12），储水罐（28）顶部设有储水罐压力变送器（33）、储水罐浮球液位计（34），底部设有储水罐排污阀（29），储水罐（28）末端连通出水管路，出水管路上依次设有储水罐出水手动阀（30）、过滤器Ⅱ（31）、储水罐出水电磁阀（32），所述储水罐压力变送器（33）、储水罐浮球液位计（34）、储水罐出水手动阀（30）和储水罐出水电磁阀（32）均与控制单元连接。

2.如权利要求1所述的水肥气热一体化滴灌智能控制装置，其特征在于：所述制水罐出水管路上依次串联有导水逆止阀（22）、导水电磁阀（23）、出水阀门（24）、导水快速接头（25），所述导水电磁阀（23）和出水阀门（24）均与控制单元连接。

3.如权利要求2所述的水肥气热一体化滴灌智能控制装置，其特征在于：制水罐入水管路一端连通有进水快速接头（1），自进水快速接头（1）至进水逆止阀（11）之间依次串联有进水手动阀（2）、过滤器Ⅰ（3）、即热式水加热控制器（4）、制水罐进水电磁阀（5）、流量计（6）、吸肥手动阀Ⅰ（7），进水逆止阀（11）的前端分出一支并联管路，从前到后依次设有吸肥手动阀Ⅱ（8）、施肥器、吸肥手动阀Ⅲ（10），所述施肥器为文丘里施肥器（9），所述进水手动阀（2）、制水罐进水电磁阀（5）、流量计（6）、吸肥手动阀Ⅰ（7）、吸肥手动阀Ⅱ（8）、吸肥手动阀Ⅲ（10）均与控制单元连接。

4.如权利要求3所述的水肥气热一体化滴灌智能控制装置，其特征在于：所述制水罐浮球液位计（17）自下而上设置有低、中、高水位，制水罐（12）的入水管路口、出水管路口均位于制水罐浮球液位计（17）低水位的下方。

5.如权利要求4所述的水肥气热一体化滴灌智能控制装置，其特征在于：所述控制单元包括PLC控制器（35）、自动指示灯（36）、手动指示灯（37）、电源指示灯（38）、气泵指示灯（39）、急停开关（40）、蜂鸣器（41）、电源开关（42）、气泵开关（43）、压力调节器泄压开关（44）、压力调节器增压开关（45）。

6.如权利要求5所述的水肥气热一体化滴灌智能控制装置，其特征在于：储水罐浮球液位计（34）上设有低低水位、低水位、中水位、高水位、高高水位五个水位，储水罐（28）进、出水口均位于储水罐浮球液位计（34）低水位的下方。

7.如权利要求5或6任一项所述的水肥气热一体化滴灌智能控制装置的控制方法，其特征在于：控制单元设置有自动模式、预约模式或/和手动模式，具体包括如下步骤：

（1）将制水罐进水快速接头（1）与有压供水水源相连通，将储水罐出水管路与地下滴灌管道相连通；

（2）开启控制单元电源键，开启气泵开关（43），进入参数设置界面设置制水罐制水压力，施肥速率，储水罐储水压力，压力控制器调控上下限，溶解氧含量或循环曝气时间、制水总量，储水罐灌溉水位、水温；

（3）参数设置完成后点击自动模式，装置将自动进入进水-制水-导水-储水-灌溉过程；

（4）预约模式可在自动模式的基础上设置装置启动时间，到达预定时间装置将自行启动；

（5）若采用手动模式，需要手动调节阀门的启闭，主要进行如下操作：

a. 开启制水罐进水电磁阀、压力调节器泄压开关，使其处于进水状态；

b. 选择是否开启文丘里施肥器；

c. 进水完成后，关闭制水罐进水电磁阀（5）和压力调节器泄压开关（44），开启压力调节器增压开关（45），同时启动自吸循环泵（20），使得制水罐（12）中的水经由文丘里曝气装置（19）和静态混合器（21）进行掺气后再进入到制水罐（12）中；

d. 制水过程完成后开启压力调节器增压开关（45）向制水罐（12）内加压，开启制水罐出水管路上的导水电磁阀（23），通过制水罐（12）与储水罐（28）间的压力差向储水罐内（28）导水；

e. 手动模式下还可设置灌溉水温、灌溉水量、灌溉时间，设定曝气时间，或灌溉水溶解氧阈值，实现不同土壤、不同作物的灌溉。