用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，包括分別設置于水肥滴灌系統的滴灌主管道兩端的第一流量傳感器和第二流量傳感器，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器經一流量信號轉換模塊與一流量測量模塊電連，所述流量測量模塊與一控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯示模塊、鍵盤輸入模塊和報警模塊。通過第一流量傳感器和第二流量傳感器實時檢測滴灌主管道兩端的流量差傳送至控制單元進行分析判斷，進行快速的報警，適用于農田水肥滴灌網絡堵塞情況的識別、定位及處理，具有成本低廉、識別精度高、易于操作等優點。
【專利說明】
用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及農業設備領域，尤其設及一種用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動 檢測裝置。
【背景技術】
[0002] 水肥滴灌是按照作物需水要求，通過低壓管道系統與安裝在毛細管上的灌水器， 將水和作物需要的養分均勻而又緩慢地滴入作物根區±壤中的灌水方法。滴灌不破壞±壤 結構，±壤內部水、肥、氣、熱經常保持適宜于作物生長的良好狀況，蒸發損失小，不產生地 面徑流，幾乎沒有深層滲漏，是一種節水節能的灌概方式。滴灌的主要特點是用水量小，灌 水器每小時流量為2-12升，因此，一次灌水延續時間較長，灌水的周期短，可W做到小水勤 灌；需要的工作壓力低，能夠較準確地控制灌水量，可減少無效的棵間蒸發，不會造成水的 浪費；滴灌還能進行自動化管理，節約人力成本。因此，滴灌是目前農業灌概領域最為節能 的灌概方式，尤其是對于干旱缺水及人力匿乏的地區，其優勢更為明顯。
[0003] 但是，滴灌系統由于其本身的滴頭口徑較小，灌概所用水肥中含有的雜質、泥沙W 及微生物都會使得滴頭堵塞。雖然灌概系統本身具有凈化過濾功能，但是由于過濾網絡的 口徑尺寸，只能過濾掉一定大小的雜質，較小尺寸的雜質并沒有被過濾掉，因而，在長期的 工作過程中，運些較小尺寸的雜質會不斷積累聚集在滴頭處，從而導致滴頭的堵塞。
[0004] 目前，針對滴頭堵塞問題，科研人員已經提出了較多的解決辦法。運些研究成果主 要是從滴頭結構、肥料和抗生物堵塞等角度出發，提出了多種滴頭防堵措施：中國專利 化200910076834.X中公開了一種防止地下滴灌系統負壓及根系堵塞的裝置，該裝置主要部 分即為安裝在滴頭出水口處的一個彈性元件，消除了由于滴頭負壓所造成的堵塞問題；中 國專利化200510104225.2的解決重點則是制備出一種無堵塞物質存在的營養液及固體肥 料，來解決肥料引起滴灌系統堵塞的問題；中國專利化201110217752.X中公開了一種滴灌 系統抗生物堵塞裝置，該裝置中含有一臭氧發生裝置，在滴灌系統開啟時啟動臭氧發生器， 臭氧與灌概水混合形成氣液分布均勻的"臭氧水"進入滴灌系統，殺死流道內的微生物，同 時，在地下滴灌系統中，由于壓力差的存在，還會抑制作物根系向滴灌灌水器出水口方向生 長，來達到滴灌系統抗生物堵塞的目的。雖然運些方案在各自設計目標上的優勢都比較明 顯，但是也存在著共同的不足，即是由于在實際滴灌作業中，滴頭所處的環境、水源水質、過 濾效果、肥料配方等差異性都比較大，導致運些方案只能減少滴頭堵塞的概率或延長滴頭 不堵塞的時間，并不能完全避免滴頭堵塞，也不能在出現堵塞現象時及時報警。

【發明內容】

[0005] 本實用新型的目的是針對W上不足之處，提供了一種用于防止水肥滴灌系統堵塞 的自動檢測裝置，可W對堵塞情況進行定點實時檢測，還可W在堵塞情況達到用戶設定值 時進行自動報警，通知用戶及時采取相應措施，減少堵塞問題帶來的危害。
[0006] 本實用新型解決技術問題所采用的方案是一種用于防止水肥滴灌系統堵塞的自 動檢測裝置，其特征在于:包括分別設置于水肥滴灌系統的滴灌主管道兩端的第一流量傳 感器和第二流量傳感器，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器經一流量信號轉換模塊與 一流量測量模塊電連，所述流量測量模塊與一控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯 示模塊、鍵盤輸入模塊和報警模塊。
[0007] 進一步的，所述水肥滴灌系統包括一水循環裝置、連通水循環裝置的滴灌主管道 和一組W上與滴灌主管道兩端相連通的滴灌支管道;每個滴灌支管道的兩端分別設有一電 磁閥，所述電磁閥經電磁閥驅動模塊與所述控制單元電連;每個滴灌支管道上還分別設有 一個W上的噴頭。
[0008] 進一步的，所述流量測量模塊還電連有一用于補償溫度變化的溫度補償電路。
[0009] 進一步的，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器均為浮子流量計;所述浮子流 量計包括一上法蘭、下法蘭和連接上、下法蘭的圓筒狀外殼;所述圓筒狀外殼內設置有一自 下向上擴大的錐管，所述錐管內設有一沿錐管中屯、軸上下移動的浮子，所述圓筒狀外殼內 上下還分別設有一與所述浮子配合連接的上止擋和下止擋。
[0010] 進一步的，還包括預埋于±壤中的上部電纜和下部電纜，所述第一流量傳感器和 第二流量傳感器經上部電纜和下部電纜與流量測量模塊電連。
[0011] 進一步的，所述報警模塊包括若干個不同顏色的L邸燈和一語音模塊，所述語音模 塊與所述控制單元電連，所述L邸燈經L邸燈驅動電路與所述控制單元電連。
[0012] 進一步的，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0013] 與現有技術相比，本實用新型有W下有益效果：
[0014] 1)本實用新型的自動檢測裝置成本低廉，組裝簡單，直接在水肥滴灌系統中的滴 灌主管道兩端分別安裝第一流量傳感器和第二流量傳感器；
[0015] 2)本實用新型的自動檢測裝置靈敏度高，檢驗精度高，通過控制單元控制進行實 時檢測，可W較快地發現堵塞問題并及時處理；
[0016] 3)本實用新型的自動檢測裝置自動化程度高，對操作者技術要求不高，方便操作。
【附圖說明】

[0017] 下面結合附圖對本實用新型專利進一步說明。
[0018] 圖1為本實用新型實施例的自動檢測裝置的電路結構框圖。
[0019] 圖2為本實用新型實施例的水肥滴灌系統的結構示意圖。
[0020] 圖3為本實用新型實施例的浮子流量計的結構示意圖。
[0021 ]圖中：1-第一流量傳感器;2-第二流量傳感器;3-滴灌主管道;4-滴灌支管道;5-電 磁閥；6-水循環裝置;7-上法蘭；8-上止擋；9-圓筒狀外殼；10-浮子；11-錐管；12-下止擋； 13-下法蘭。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0023] 如圖1~3所示，本實用新型實施例提供一種用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢 測裝置，其特征在于:包括分別設置于水肥滴灌系統的滴灌主管道3兩端的第一流量傳感器 1和第二流量傳感器2,所述第一流量傳感器1和第二流量傳感器2經一流量信號轉換模塊與 一流量測量模塊電連，所述流量測量模塊與一控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯 示模塊、鍵盤輸入模塊和報警模塊。
[0024] 從上述可知，本實用新型的有益效果在于:水肥滴灌系統工作時，通過第一流量傳 感器1和第二流量傳感器2分別設置于滴灌主管道3兩端;用于采集滴灌主管道3兩端處的流 量差。在噴頭未發生堵塞時，滴灌主管道3兩端的流量差較大，當噴頭發生堵塞時，滴灌主管 道3兩端的流量差較小，完全堵塞的情況下，滴灌主管道3兩端的流量差為零。因此，根據滴 灌主管道3兩端的流量差可W判斷噴頭是否出現堵塞，并且關閉不同滴灌支管道4時的流量 差的變化可W判斷哪組滴灌支管道4發生堵塞。通過控制單元進行判斷，實時采集滴灌主管 道3兩端的流量差，在顯示模塊中進行顯示，出現堵塞時，通過報警模塊進行聲光報警，控制 單元可W是單片機或者化C控制器。
[0025] 在本實施例中，所述水肥滴灌系統包括一水循環裝置6、連通水循環裝置6的滴灌 主管道3和一組W上與滴灌主管道3兩端相連通的滴灌支管道4;每個滴灌支管道4的兩端分 別設有一電磁閥5,所述電磁閥5經電磁閥巧E動模塊與所述控制單元電連;每個滴灌支管道 4上還分別設有一個W上的噴頭。如圖2所示，滴灌主管道化兩端分別與水循環裝置6相連 通，若干組滴灌支管道4、4、屯、私;、屯至t，其中n為大于1的正整數。每組滴灌支管道4的 兩端分別設有電磁閥5,其中滴灌支管道與、屯:、與、屯和屯兩端的電磁閥5分別為Bl和B2、C1 和 C2、D1 和D2、E1 和E2、Fl 和F2。
[0026] 在本實施例中，所述流量測量模塊還電連有一用于補償溫度變化的溫度補償電 路。通過溫度補充電路可W補償溫度不同對浮子高度變化值大小產生的影響，提高流量測 量模塊對浮子流量計的流量測量精度。
[0027] 在本實施例中，所述第一流量傳感器1和第二流量傳感器2均為浮子流量計;所述 浮子流量計包括一上法蘭7、下法蘭13和連接上、下法蘭的圓筒狀外殼9;所述圓筒狀外殼9 內設置有一自下向上擴大的錐管11，所述錐管11內設有一沿錐管11中屯、軸上下移動的浮子 10,所述圓筒狀外殼9內上下還分別設有一與所述浮子10配合連接的上止擋8和下止擋12。 浮子流量計工作原理如圖3所示，被測流體從下向上經過錐管11和浮子10形成的環隙時，浮 子10上下端產生差壓形成浮子10上升的力，當浮子10所受上升力大于浸在流體中浮子10重 量時，浮子10便上升，環隙面積隨之增大，環隙處流體流速隨之下降，浮子10上下端差壓降 低，作用于浮子10的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子10重量時，浮子10 便穩定在某一高度。浮子10在錐管11中高度和通過的流量有對應關系。浮子10流量計與滴 灌主管道3兩端相連，通過流量信號轉換模塊將浮子10的高度變化轉換成電平變化從而輸 出相應的信號波形，進而通過流量測量模塊進行流量的檢測。
[0028] 在本實施例中，還包括預埋于±壤中的上部電纜和下部電纜，所述第一流量傳感 器1和第二流量傳感器2經上部電纜和下部電纜與流量測量模塊電連。
[0029] 在本實施例中，所述報警模塊包括若干個不同顏色的L邸燈和一語音模塊，所述語 音模塊與所述控制單元電連，所述L邸燈經L邸燈驅動電路與所述控制單元電連。
[0030] 在本實施例中，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0031 ]下面通過本實施例的具體實施過程對本實用新型做進一步的解釋說明。
[0032]具體實施過程:首先將第一流量傳感器1和第二流量傳感器2分別設置于滴灌主管 道3兩端；用于采集滴灌主管道3兩端處的流量Qai和Qa2 ;然后將第一流量傳感器I和第二流 量傳感器2采集得到滴灌主管道3兩端的流量值輸入至流量測量模塊，計算得到滴灌主管道 3兩端的流量差AQ，其中AQ = QAl-QA2,0《AQ《Qmax，Qmax為未發生堵塞時的最大流量差； 通過控制單元實時檢測滴灌主管道3兩端的流量差AQ，若0《AQ<Qmax，通過控制單元在顯 示模塊顯示"管道發生堵塞，請及時處理"，并且進行聲光報警；同時進行排查尋找堵塞的 滴灌支管道4;否則繼續進行工作，顯示當前的流量差AQ。本實施例通過下列方法進行排查 尋找堵塞的滴灌支管道4:先依次關閉連通滴灌主管道3兩端的滴灌支管道4上的電磁閥5; 通過控制單元檢測每一組滴灌支管道4上的電磁閥5關閉時的流量差AQ;比較每一組滴灌 支管道4上的電磁閥5關閉時的流量差，得出堵塞的滴灌支管道4。
[0033] 綜上所述，本實用新型提供的一種用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置結 構簡單，易于操作，適用于農田水肥滴灌網絡堵塞情況的識別、定位及處理，具有成本低廉、 識別精度高、易于操作等優點。
[0034] 本實用新型提供的上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優點進行 了進一步詳細說明，所應理解的是，W上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用W 限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，其特征在于:包括分別設置于水 肥滴灌系統的滴灌主管道兩端的第一流量傳感器和第二流量傳感器，所述第一流量傳感器 和第二流量傳感器經一流量信號轉換模塊與一流量測量模塊電連，所述流量測量模塊與一 控制單元電連，所述控制單元還電連有一顯示模塊、鍵盤輸入模塊和報警模塊。2. 根據權利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，其特征在于:所 述水肥滴灌系統包括一水循環裝置、連通水循環裝置的滴灌主管道和一組以上與滴灌主管 道兩端相連通的滴灌支管道;每個滴灌支管道的兩端分別設有一電磁閥，所述電磁閥經電 磁閥驅動模塊與所述控制單元電連;每個滴灌支管道上還分別設有一個以上的噴頭。3. 根據權利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，其特征在于:所 述流量測量模塊還電連有一用于補償溫度變化的溫度補償電路。4. 根據權利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，其特征在于:所 述第一流量傳感器和第二流量傳感器均為浮子流量計;所述浮子流量計包括一上法蘭、下 法蘭和連接上、下法蘭的圓筒狀外殼;所述圓筒狀外殼內設置有一自下向上擴大的錐管，所 述錐管內設有一沿錐管中心軸上下移動的浮子，所述圓筒狀外殼內上下還分別設有一與所 述浮子配合連接的上止擋和下止擋。5. 根據權利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，其特征在于:還 包括預埋于土壤中的上部電纜和下部電纜，所述第一流量傳感器和第二流量傳感器經上部 電纜和下部電纜與流量測量模塊電連。6. 根據權利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，其特征在于:所 述報警模塊包括若干個不同顏色的LED燈和一語音模塊，所述語音模塊與所述控制單元電 連，所述LED燈經LED燈驅動電路與所述控制單元電連。7. 根據權利要求1所述的用于防止水肥滴灌系統堵塞的自動檢測裝置，其特征在于:所 述顯示模塊為液晶顯示屏。
【文檔編號】G01F1/52GK205691175SQ201620578238
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月16日 公開號201620578238.7, CN 201620578238, CN 205691175 U, CN 205691175U, CN-U-205691175, CN201620578238, CN201620578238.7, CN205691175 U, CN205691175U
【發明人】龍博, 徐永
【申請人】福建農林大學