[发明专利]一种轻简化温室水肥灌施装置

摘要

本发明公开了一种轻简化温室水肥灌施装置，包括施肥机构、信息采集系统和控制系统。施肥机构采用变频调速技术，利用变频器控制施肥泵转速来调节液肥管路流量的大小，从而实现液肥浓度配比和灌溉量的实时动态精确控制。信息采集系统利用作物生境的多信息的融合，可以实现作物多维水肥胁迫信息和温室环境综合信息的精确获取和反馈，进而基于作物生境信息反馈的变频控制技术，实现了温室水肥的自动配比和变量灌施作业。施肥机构基于pH差值反馈实现混肥搅拌的自适应启动控制，大幅降低了固体颗粒的沉积率，降低了人工搅拌的劳动强度，同时大幅减少设备故障。本发明有效减少施肥用量，提高施肥机作业效率，降低肥料和人工成本，提高温室的经济效益。

主权项

1.一种轻简化温室水肥灌施装置，其特征在于，包括施肥机构、信息采集系统和控制系统；所述施肥机构包括进水主管道(1)、进水泵(3)、进水电磁阀(4)、出肥管道(5)、施肥电磁阀(6)、搅拌电机(22)、混肥灌(23)、施肥泵(24)和施肥管道(26)；所述进水主管道(1)与进水泵(3)连接，进水泵(3)的出口管路和混肥管路之间连接有进水电磁阀(4)；施肥泵(24)通过管路与混肥罐(23)上部相连、且施肥泵(24)与混肥罐(23)之间的管道上有施肥电磁阀(6)；施肥罐(23)顶部安装有搅拌电机(22)，搅拌电机(22)输出轴伸入施肥罐(23)内、且设有搅拌叶片；所述信息采集系统包括环境温度变送器(12)、环境湿度变送器(13)、环境光照变送器(14)、基质含水率变送器(15)、EC传感器(7)、pH传感器(19)、液位传感器(21)、压力变送器(25)、作物信息检测系统，以及A/D转换模拟量模块(16)；所述模拟量模块(16)分别与环境温度变送器(12)、环境湿度变送器(13)、环境光照变送器(14)、基质含水率变送器(15)、EC传感器(7)、pH传感器(19)、液位传感器(20)和压力变送器(25)电连接；所述环境温度变送器(12)、环境湿度变送器(13)、环境光照变送器(14)分别用于检测温室内部的温度、湿度和光照；所述基质含水率变送器(15)用于检测作物基质的含水率；所述EC传感器(7)连接在施肥管路(26)的输出端；所述pH传感器(19)用于检测肥料的PH值；所述液位传感器(20)放置在混肥罐(23)的底部；所述压力变送器(25)连接在施肥管道(26)中部，用于检测施肥管道(26)的压力；作物信息检测系统包括micro-CT扫描系统、偏振-高光谱成像系统和三维激光扫描系统，用于对作物营养和水肥胁迫信息的检测；所述控制系统包括控制器(18)、触摸屏(21)、变频器(9)和执行机构；所述模拟量模块(16)与控制器(18)相连接，并将采集的温室环境和施肥机构反馈信息传递到控制器(18)；所述作物信息检测系统与控制器(18)连接，并将采集的作物生长信息传送到控制器(18)；所述触摸屏(21)与控制器(18)相连接，用于进行人机交互，输入控制模式和作物生长信息；所述控制器(18)还分别与执行机构进水泵(3)、进水电磁阀(4)、施肥电磁阀(6)、搅拌电机(22)和变频器(9)连接，所述变频器(9)的输出端与施肥泵(24)相连接；控制器(18)根据作物的水肥需求结合环境信息对变频器(9)的频率控制，进而控制施肥泵(24)的转速，调节施肥管道的流量，控制主管道施肥灌溉量。