一种变量施肥系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及灌溉施肥技术领域，公开了一种变量施肥系统及其控制方法，包括灌溉管路、吸肥管路和操控装置，所述灌溉管路上沿水流方向依次设有流量调节阀和肥液浓度监测仪；所述吸肥管路上沿水流方向依次设有监测仪、增压泵、第一压力传感器、文丘里施肥器和第二压力传感器，所述文丘里施肥器通过吸肥旁路管与储肥罐连通；所述操控装置包括控制器。本发明专利技术提供的一种变量施肥系统及其控制方法，通过操控装置传递灌溉施肥信息并收集各装置反馈的监测信息，实时调整各装置，以实现文丘里施肥器施肥浓度的精准、连续可调，进而根据作物实际的需水需肥规律，进行水肥一体化精准变量施肥，节水节肥、提高肥料利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种变量施肥系统及其控制方法
本专利技术涉及灌溉施肥
，特别是涉及一种变量施肥系统及其控制方法。
技术介绍
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，具有省水、省肥、省工、水肥高效耦合、保护环境的优点，施肥装置是实现水肥一体化技术的重要部件之一。目前，国内外常用的灌溉施肥方式有机械注入式、水力驱动比例式施肥泵、压差式施肥罐和文丘里施肥器等。其中，文丘里施肥器以其结构简单、操作方便、节省劳力等优点而被广泛应用。但其缺点在于某一特定结构的文丘里施肥器，在给定的工作压力和流量条件下，其施肥吸肥量相对固定，施肥器本身不能根据作物实际需肥需求进行变量施肥。目前大多数文丘里施肥器是通过在其并联主管路上安装手动施肥节制阀，进行文丘里施肥器进口压力调节，进而改变吸肥量和灌溉水肥液的浓度，但该方式施肥浓度不易实现连续可调，难以应用于自动灌溉施肥控制系统中。为满足现代农业水肥精准供给的要求，迫切需要设计一种精准变量施肥系统，并提出其控制方法，以实现文丘里施肥器施肥浓度的连续可调，从而使文丘里施肥器能应用于自动灌溉施肥系统中，根据作物实际的需水需肥规律进行变量施肥。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种变量施肥系统及其控制方法，以解决现有施肥装置无法精准控制施肥浓度的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种变量施肥系统，包括灌溉管路、吸肥管路和操控装置，所述灌溉管路上沿水流方向依次设有流量调节阀和肥液浓度监测仪；所述吸肥管路的两端分别与所述流量调节阀两侧的所述灌溉管路连通，所述吸肥管路包括吸肥进液管和吸肥出液管，所述吸肥进液管和吸肥出液管之间连接有文丘里施肥器，所述吸肥进液管上分别设有监测仪、增压泵、第一压力传感器，所述吸肥出液管上设有第二压力传感器，所述文丘里施肥器通过吸肥旁路管与储肥罐连通；所述操控装置包括分别与所述流量调节阀、监测仪、增压泵、第一压力传感器和第二压力传感器连接的控制器。其中，所述吸肥进液管上设有第一电磁阀，所述吸肥出液管上设有第二电磁阀。其中，所述吸肥旁路管上设有吸肥调节阀和吸肥流量计。其中，所述储肥罐内设有液位计。其中，所述肥液浓度监测仪下游的所述灌溉管路上设有施肥流量计。其中，所述肥液流量计与所述控制器连接。其中，所述监测仪为用以监测灌溉水的电导率和酸碱度的EC/pH监测仪。其中，所述操控装置还包括与所述控制器连接的控制面板。其中，所述操控装置还包括与所述控制器无线连接的控制终端。本专利技术还提供一种如以上任一项所述的变量施肥系统的控制方法，包括如下步骤：控制器获取施肥灌溉信息，调整流量调节阀的开度，调节吸肥管路的流量和压力；增压泵根据反馈的施肥灌溉信息调节文丘里施肥器两侧的压差，控制文丘里施肥器从储肥罐内吸肥；控制器实时接收肥液浓度监测仪监测的肥液浓度和第一压力传感器与第二压力传感器检测的文丘里施肥器两侧的压力信息，实现精准控制变量施肥。(三)有益效果本专利技术提供的一种变量施肥系统及其控制方法，通过操控装置传递灌溉施肥信息并收集各装置反馈的监测信息，实时调整各装置，以实现文丘里施肥器施肥浓度的精准、连续可调，进而根据作物实际的需水需肥规律，进行水肥一体化精准变量施肥，节水节肥、提高肥料利用率。附图说明图1为本专利技术实施例变量施肥系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例操控装置的连接示意图。图中，1：灌溉管路；2：流量调节阀；3：肥液浓度监测仪；4：施肥流量计；5：监测仪；6：第一电磁阀；7：增压泵；8：第一压力传感器；9：文丘里施肥器；10：第二压力传感器；11：第二电磁阀；12：吸肥流量计；13：吸肥调节阀；14：吸肥旁路管；15：储肥罐；16：控制器；17：控制面板；18：远程终端；19：液位计。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。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1和图2所示，本专利技术实施例提供一种变量施肥系统，包括灌溉管路1、吸肥管路和操控装置，灌溉管路1上沿水流方向依次设有流量调节阀2和肥液浓度监测仪3；吸肥管路的两端分别与流量调节阀2两侧的灌溉管路1并联，吸肥管路包括吸肥进液管和吸肥出液管，吸肥进液管和吸肥出液管之间连接有文丘里施肥器9，吸肥进液管上分别设有监测仪5、增压泵7、第一压力传感器8，吸肥出液管上设有第二压力传感器10，文丘里施肥器9通过吸肥旁路管14与储肥罐15连通；操控装置包括分别与流量调节阀2、监测仪5、增压泵7、第一压力传感器8和第二压力传感器10连接的控制器16。其中，灌溉管路1上沿水流方向(如图1所示，水流方向为由左向右)依次设有流量调节阀2、肥液浓度监测仪3和施肥流量计4，流量调节阀2的打开程度可连续调节变化，肥液浓度监测仪3用以实时监测施肥浓度，施肥流量计4用以计量施肥量。进一步的，吸肥管路的两端分别与流量调节阀2两侧的灌溉管路1连通，实现流量调节阀2与吸肥装置并联设置在灌溉管路1上，吸肥管路包括吸肥进液管和吸肥出液管，吸肥进液管和吸肥出液管之间连接有文丘里施肥器9。其中，吸肥进液管上沿水流方向依次设有监测仪5、第一电磁阀6、增压泵7、第一压力传感器8，吸肥出液管上依次设有第二压力传感器10和第二电磁阀11，监测仪5具体为用以监测灌溉水的电导率和酸碱度的EC/pH监测仪。其中，第一电磁阀6和第二电磁阀11用于控制吸肥管路的工作状态，第一电磁阀6和第二电磁阀11都打开，吸肥管路进入工作状态，第一电磁阀6和第二电磁阀11关闭时，吸肥管路不工作，并可以避免灌溉管路1中的水流回流进入吸肥管路。其中，增压泵7可以变频运行，用于调整吸肥管路内的压力，进而改变文丘里施肥器9进口、出口的压差，以改变吸肥流量；第一压力传感器8和第二压力传感器10分别用于监测文丘里施肥器9进口和出口的压力。进一步的，文丘里施肥器9通过吸肥旁路管14与储肥罐15连通，吸肥旁路管14设有吸肥调节阀13和吸肥流量计12，通过调节吸肥调节阀13的开度，改变吸取肥液流量，吸肥流量计12用以计量肥液吸取量。其中，吸肥旁路管14的一端与文丘里施肥器9连通，另一端设置在储放有一定浓度的肥液的储肥罐15内，通过控制文丘里施肥器9两侧的压力差实现肥液抽吸，储肥罐15内设有液位计19，实时获取储肥罐15内肥液液面高度，方便及时添加肥液，保证施肥系统正常运行。进一步的，如图2所示，操控装置包括分别与流量调节阀2、肥液浓度监测仪3、施肥流量计4、监测仪5、第一电磁阀6、增压泵7、第一压力传感器8、第二压力传感器10、第二电磁阀11、吸肥流量计12、吸肥调节阀13和液位计19连接的控制器16，控制器16为智能控制器用以输出施肥信息同时采集与之连接的各部件监测的实时数据信息，进而根据反馈信息进行处理，调整各部件，实现精准变量施肥。其中，操控装置还包括与控制器16有线连接的控制面板17，用以输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变量施肥系统，其特征在于，包括灌溉管路、吸肥管路和操控装置，所述灌溉管路上沿水流方向依次设有流量调节阀和肥液浓度监测仪；所述吸肥管路的两端分别与所述流量调节阀两侧的所述灌溉管路连通，所述吸肥管路包括吸肥进液管和吸肥出液管，所述吸肥进液管和吸肥出液管之间连接有文丘里施肥器，所述吸肥进液管上分别设有监测仪、增压泵、第一压力传感器，所述吸肥出液管上设有第二压力传感器，所述文丘里施肥器通过吸肥旁路管与储肥罐连通；所述操控装置包括分别与所述流量调节阀、监测仪、增压泵、第一压力传感器和第二压力传感器连接的控制器。

【技术特征摘要】
1.一种变量施肥系统，其特征在于，包括灌溉管路、吸肥管路和操控装置，所述灌溉管路上沿水流方向依次设有流量调节阀和肥液浓度监测仪；所述吸肥管路的两端分别与所述流量调节阀两侧的所述灌溉管路连通，所述吸肥管路包括吸肥进液管和吸肥出液管，所述吸肥进液管和吸肥出液管之间连接有文丘里施肥器，所述吸肥进液管上分别设有监测仪、增压泵、第一压力传感器，所述吸肥出液管上设有第二压力传感器，所述文丘里施肥器通过吸肥旁路管与储肥罐连通；所述操控装置包括分别与所述流量调节阀、监测仪、增压泵、第一压力传感器和第二压力传感器连接的控制器。2.如权利要求1所述的变量施肥系统，其特征在于，所述吸肥进液管上设有第一电磁阀，所述吸肥出液管上设有第二电磁阀。3.如权利要求1所述的变量施肥系统，其特征在于，所述吸肥旁路管上设有吸肥调节阀和吸肥流量计。4.如权利要求1所述的变量施肥系统，其特征在于，所述储肥罐内设有液位计。5.如权利要求1所述的变量施肥系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎耀军，裴沙沙，严海军，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11