一种自动出水地埋式农田灌溉系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种自动出水的地埋式农田灌溉系统。本系统通过构建基于PLC控制器的自动化地埋式大田灌溉系统，形成了高效用水、过程节水的灌溉体系。本系统通过传感器与控制器保证了无人操控的灌溉精准性与高效性。地埋式的灌溉系统与新型微型灌水器的使用保证了系统的连续、稳压出水，同时新型灌水器上所带的防堵塞装置，更是可以降低系统的维护成本，提高系统的经济实用性。

An automatic water burying irrigation system

The utility model discloses an automatic drainage system for farmland irrigation. This system has constructed an automatic buried field irrigation system based on PLC controller, and has formed an efficient and water saving irrigation system. The system ensures the accuracy and efficiency of irrigation without sensors by sensors and controllers. The use of the buried irrigation system and the new miniature irrigation device ensures the continuous and stable pressure of the water, and the anti blocking device on the new type of irrigation water can reduce the maintenance cost of the system and improve the economic practicality of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种自动出水地埋式农田灌溉系统
本技术专利一种自动出水地埋式农田灌溉系统，涉及农业灌溉

技术介绍
我国是一个农业大国，农村户籍人口高达9.4亿。但我国粮食自给率却逐年下跌，至目前，我国大概有百分之三十的农产品是需要通过国际市场来调节的，现代化农业的建设迫在眉睫。水利是农业发展的先决条件，特别是农田水利的建设对农业发展起着至关重要的作用。目前我国水利设施荒废，大部分灌溉设施长年失修且需要大量人力劳动，还面临着“草比作物高”这类尴尬的情况。新兴灌溉业成为国家发展战略，找到一种合理灌溉方式使得草和作物享受不同的供水量，在灌溉植物的同时抑制杂草生长变成一种必然需求。通过自动化操作并采用合理地灌溉方式，做到精确灌溉，合理灌溉，针对性灌溉是灌溉业的最高目标。但现有的灌溉装置自动化程度还不高，对水的利用率也偏低，对于针对性灌溉甚至还处于萌芽阶段，基于此类情况，中国农田水利的建设及发展水平相对落后，有很大的提升和改进空间。要想农产品丰富，品质优良，对水资源的合理配置提出了更高要求。我们有必要发展现代的高科技及现代新工艺于一体的创新类农田水利建设，实现农田的有效灌溉，提高水资源利用率以及耕地产出率。
技术实现思路
实现农田的有效灌溉与针对性灌溉，以及提高水资源的利用效率，实现农田水灌溉的高效以及自动化灌溉，本技术提供了一种自动出水地埋式农田灌溉系统。本技术包括：感应模块、控制模块、灌溉模块、微型灌水器四个部分；感应模块由温湿度传感器（11）、压力传感器（12）、光照传感器（13）构成；控制模块由PLC控制器（21）、人机交互显示屏（22）、电控阀A（23）、电控阀B（24）、电控阀C（25）、电控阀D（26）、电控阀E（27）组成；灌溉模块由水源（31）、水泵（32）、增压泵（33）、水肥搅拌机（34）、协流管（35）、地下灌水管道组成（36）、连续出水孔（37）；微型灌水器由螺纹连接部分（41）、防堵塞装置（42）、微型出水口（43）组成。进一步地，感应模块，将作物的实时环境状况，通过传感器将其变为PLC控制器所能识别的电路信号传输到控制系统中。进一步地，水泵与PLC控制器相连，并且通过PLC控制器对水泵进行开关量控制，根据PLC控制器的程序运行结果进行水泵的开关控制。进一步地，PLC控制器对增压泵进行模拟量输出，控制增压泵的输出压力进行连续变化，保证对农田灌溉的压力补充与减压。进一步地，PLC控制器对水肥搅拌机进行开关量控制，根据程序运行结果控制水肥搅拌机的开关。进一步地，协流管协助水肥搅拌机进行水流的传输，当作物处于需要肥料的生长周期时，PLC控制器控制电控阀A（23）、电控阀B（24）打开，电控阀C（25）关闭，为作物添加肥料，当作物不需营养供给的时候，水流通过协流管（35）进行传送。进一步地，地下灌水管道上有连续出水孔如图2所示，同一横截面上置有正上、正左、正右三个出水孔，并且在孔上与微型灌水器的连接部分采用螺纹可拆卸连接方式。进一步地，微型灌水器由三部分组成，（41）是螺纹连接部分用于与灌水管道连接，（42）是防止土壤等可能阻塞管道的物质进入的装置，（43）是微型灌水器的出水部分，顶头封死侧壁上留有许多细小的出水口。进一步地，PLC控制器通过接受来自感应模块的电信号，将电信号转化为实际数据与预先存储的数据进行比较，将比较结果输出至电磁阀与灌溉模块，实现农田灌溉的闭环控制。人机交互显示屏与PLC控制器通过传输线连接，人机交互显示屏将各元件的实时工作情况反映出来。本技术实现了农田的闭环灌溉，并且将灌溉管埋于地下，实现了针对性灌溉，有效减少了杂草对水分的吸收，达到了去除杂草的目的，并且通过传感器元件与PLC控制器达到了对灌溉的高效化，还通过水肥一体机与协流管实现了水肥一体化而且还利用协流管对作物对营养成分需求量少时的区别灌溉，减少了土壤富营养化的可能，本技术还针对地下管道的出水方式进行了改进，实现灌溉的连续性，有效提高了灌溉的效率，并且利用螺纹连接的方式与微型灌水器连接，有效的降低了管道系统的工艺难度，降低了成本，本技术针对出水装置设计了微型灌水器，用以防止土壤的物质对管道的阻塞，降低了管道的维护成本。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术地埋式管道结构示意图；图3为本技术微型灌水器示意图；图4为本技术微型出水器防堵结构剖面示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1是本系统的原理图，本系统包括感应模块、控制模块与灌溉模块。应模块中包含温度传感器、湿度传感器、光传感器与压力传感器，感应模块将作物生长环境中的温度、湿度、光照，与出水口处的压力等信息换递给PLC控制器，PLC控制器会根据用户存入的作物正常生长所需的各种量的值来输出开关量或是模拟量。若作物根部湿度低于预存值，PLC控制器会将水泵置位，水泵开始吸水，并且（23）、（25）电磁阀会打开，同时根据现在的时间与内存的作物所需养料的时间进行比对，若处于需要养料的时间，则电磁阀（25）关闭，电磁阀（24）打开，并且再根据实际的灌溉区域决定电磁阀组（27）的开关。若在灌溉过程中出水口处的压力低于预置值，则PLC会对增压泵进行模拟量输出，连续增大水压力，直至达到预置值，反之，PLC则会控制增压泵的输出水压力连续降低，直到出水口处的压力值低于最高预设值，处于正常范围之间，PLC便会停止对增压泵的变化性输出，保持现在状态不变。当开始播种作物时，只需将作物在不同阶段所需的含水量，以及作物在不同温度、光照的情况下作物水分的流失情况，作物在不同阶段所需要提供的营养物质的量，通过人机交互显示屏输入到系统中，系统就会根据预设值进行自动化处理，并且用户也可通过人机交互显示屏进行实时操作，控制各部分的运行。当灌溉水流至灌溉区时，会在水压的作用下通过微型灌水器进行灌溉，并且灌溉管上的出水孔可以根据不同作物的需水以及根系特点进行定制，因为微型灌水器与灌溉管是通过螺纹连接的，因此定制成本也仅限于灌溉管的制作成本，这样一来就可以根据不同植物的特性实现精准化、高效化、低成本化灌溉。当水流经过微型灌水器出水时，水流通过自身水压将（42）处的防堵装置打开，流入到（43）中，（43）顶头封闭以防止水流动能过大造成土壤的侵蚀，并且通灌水器的侧壁的密集圆孔将水流灌溉至作物根部地区。当水流在作物根部进行灌溉时，可有效的减少杂草等对作物生长造成影响的植物对水分的吸收，以减少除草剂的使用，实现作物的无污染，并且在根部直接进行灌溉，也避免了水分在土壤表面的蒸发作用，进一步的节省了水分，实现了高效的灌溉。在作物不需要营养物质供给的情况下，电磁阀（23）、（25）打开、电磁阀（24）关闭，协流管发挥作用，使水流绕过水肥一体机直接输入到灌溉区域当中，以防止营养物质过多而造成的土壤富营养化，并且也节省了肥料成本。当同一片灌溉区上进行不同作物的种植时，可以通过调节电磁阀组（27），来实现对不同区域的不同灌溉，这样可以实现在仅使用一套装备的情况下，实现多作物灌溉，大大增加了系统的使用效率，节省了成本。以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动出水地埋式农田灌溉系统，其特征在于，包括感应模块、控制模块、灌溉模块、微型灌水器四个部分；感应模块由温湿度传感器（11）、压力传感器（12）、光照传感器（13）构成；控制模块由PLC控制器（21）、人机交互显示屏（22）、电控阀A（23）、电控阀B（24）、电控阀C（25）、电控阀D（26）、电控阀E（27）组成；灌溉模块由水源（31）、水泵（32）、增压泵（33）、水肥搅拌机（34）、协流管（35）、地下灌水管道（36）、连续出水孔（37）组成；微型灌水器由螺纹连接部分（41）、防堵塞装置（42）、微型出水口（43）组成。

【技术特征摘要】
1.一种自动出水地埋式农田灌溉系统，其特征在于，包括感应模块、控制模块、灌溉模块、微型灌水器四个部分；感应模块由温湿度传感器（11）、压力传感器（12）、光照传感器（13）构成；控制模块由PLC控制器（21）、人机交互显示屏（22）、电控阀A（23）、电控阀B（24）、电控阀C（25）、电控阀D（26）、电控阀E（27）组成；灌溉模块由水源（31）、水泵（32）、增压泵（33）、水肥搅拌机（34）、协流管（35）、地下灌水管道（36）、连续出水孔（37）组成；微型灌水器由螺纹连接部分（41）、防堵塞装置（42）、微型出水口（43）组成。2.根据权利要求1所述的一种自动出水地埋式农田灌溉系统，其特征在于：所述感应模块，将作物的实时环境状况，通过传感器将其变为PLC控制器所能识别的电路信号传输到控制系统中；PLC控制器与水泵相连，并且通过PLC控制器对水泵进行开关量控制，根据PLC控制器的程序运行结果进行水泵的开关控制。3.根据权利要求1所述的一种自动出水地埋式农田灌溉系统，其特征在于，PLC控制器对增压泵进行模拟量输出，控制增压泵的输出压力进行连续变化，保证对农田灌溉的压力补充与减压；PLC控制器对水肥搅拌机进行开关量控制，根据程序运行结果控制水肥搅拌机的开关。4.根据权利要求1所述的一种自动出水地埋式农田灌溉系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张唯一，张志亮，郑彩霞，余巍，孙凡成，谢若楠，李思，刘泉杉，邹清垚，贺鹏光，邓琳，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：新型
国别省市：四川,51