一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀制造技术

本发明专利技术涉及一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，包括流量控制阀和土壤墒情监测计，所述的流量控制阀包括阀片、阀杆、阀门体、阀盖、控制阀信息转换器、微压电源、小型电机、齿轮和GPRS无线接收模块，所述的控制阀信息处理转换模块可以把GPRS无线接收模块接收的土壤墒情数字信息转化为控制小型电机转动的信息，并且把该信息传递给控制阀电子控制芯片，所述的控制阀电子芯片控制所述的小型电机转动，实现流量控制阀的开启及其流量大小的控制；所述的土壤墒情监测计可以监控土壤墒情且把土壤墒情通过GPRS无线发射模块传输给GPRS无线接收模块。本发明专利技术具有远程自动控制、精准灌溉、高效节水、规模化应用等特点，有效地解决了常规灌溉中因灌水过量或不足而引起作物生长受到胁迫影响。

A Pipeline Flow Control Valve with Automatic Adaptation to Soil Moisture

【技术实现步骤摘要】
一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀
本专利技术涉及一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，属于农田灌溉领域。
技术介绍
我国是农业大国，维持农作物的正常生长需要一个适宜的土壤水分环境，但作物对土壤水分最敏感的不是土壤含水量的绝对含量，而是具有能量状态的土壤水势。土壤含水量和土壤水势虽然均是表征土壤干湿程度的技术指标，但二者仍有不同之处。土壤含水量仅是从数量上反映土壤水分对植物生长吸水的有效性，而土壤水势是从能量角度表征土壤水分，结合土壤类型、结构和性能等来揭示土壤的干湿状况和可供作物真正、有效的水分可利用程度。节水灌溉技术是农田灌溉工程中实现高效用水、精准灌溉的先进技术，包括喷灌、滴灌和低压管灌等多种类型，其灌溉水量是根据气象、降雨、作物的需水规律和田间地块的土壤水分环境等，通过理论计算而制定出合理的灌溉水肥制度，并向田间地块进行定额灌水。这种仅以土壤含水量为计算灌水定额和控制目标的方法，从理论上能够为作物提供所需的耗水量值，并以“计划被动”灌水模式，没有考虑不同土壤类型在同一土壤含水量条件下对作物生长的土壤水分有效性，这在一定程度上不能真正与作物实际真正需要的适宜水量相适应，且仍有数量的差异，由此会引起灌水量不足或过量而使作物生长受到胁迫或抑制的现象，并造成作物减产。因此，准确监测、采集土壤水势数值将是维持作物正常生长的必要条件，也是保证制定合理的灌溉制度、节水灌溉工程高效运行、实现精准灌溉和近远程双向自动化控制的前提。目前，有关土壤水势测量的相关设备均是通过测量土壤体积含水率，用研究拟合的各类型土壤水分特征曲线来间接推求得出相应的土壤水势，而不是直接测量得出实际土壤状态下的土壤水势，且数据只能近程查看，不能实现远程的监测、采集，进而导致现有的灌溉系统只是通过输水管网各级阀门的启、闭进行“人为计划被动”的输水灌溉模式，不能根据拟灌溉地块的实际旱情而“主动调节”输水管的供应流量，从而影响达到适量供水、高效用水、精准灌溉和节约运行能耗、提高自动化水平的节水灌溉效果的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，解决了现有流量控制阀不能直接根据土壤墒情自动调整灌溉，不能真正与作物实际真正需要的适宜水量相适应，且仍有数量的差异，由此会引起灌水量不足或过量而使作物生长受到胁迫或抑制的现象，并造成作物减产的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，包括流量控制阀和土壤墒情监测计，所述的流量控制阀包括阀片、阀杆、阀门体、阀盖、控制阀信息转换器、微压电源、小型电机、齿轮和GPRS无线接收模块，所述的阀杆与所述的阀片安装在一起，所述的阀杆通过齿轮与所述的小型电机连接，所述的微压电源为管路流量控制阀供电，所述的控制阀信息转换器包括控制阀电子芯片和控制阀信息处理转换模块，所述的控制阀信息处理转换模块可以把GPRS无线接收模块接收的土壤墒情数字信息转化为控制小型电机转动的信息，并且把该信息传递给控制阀电子控制芯片，所述的控制阀电子芯片控制所述的小型电机转动，进而带动阀杆上下移动，实现流量控制阀的开启及其流量大小的控制；所述的土壤墒情监测计可以监控土壤墒情且把土壤墒情通过GPRS无线发射模块传输给GPRS无线接收模块。优选地：所述的阀门体包括上阀体和下阀体，所述的上阀体包括机电腔体和阀体连接部，所述的控制阀信息转换器、微压电源、小型电机和齿轮设置在机电腔体内，所述的阀体连接部内设置有阀杆腔，所述的下阀体内设置有与阀片相对应的阀片密封机构，所述的阀片设置在下阀体内，所述的阀杆和阀片安装在一起，所述的上阀体和下阀体安装在一起，所述的阀体连接部设置有密封片，所述的阀杆穿过密封片，且与密封片安装在一起。优选地：所述的阀杆在阀杆腔内通过环状密封圈浮动密封。优选地：所述的阀片机构包括圆锥形阀片和阀片密封机构。优选地：所述的土壤墒情监测计包括土壤水势监测件、丝扣接头、丝扣盖、滑动电阻开关和墒情信息转换器，所述的土壤水势监测件包括陶土头、有机玻璃管和弹性橡胶膜片，所述的橡胶膜片平整放置在有机玻璃管断面，用丝扣接头与有机玻璃管端配合旋紧安装，所述的丝扣盖将丝扣接头密封，所述的滑动电阻开关内部装配有组合式铜片、弹簧导线和微电源，分别嵌固在丝扣接头的内腔壁上，与丝扣接头内壁安装紧固，其内部通过导线与滑动电阻开关、墒情信息转换器和微电源内部接线柱对应连接。优选地：所述的组合式铜片包括固定铜片和滑动铜片，所述的滑动铜片的一端通过拉线与弹性橡胶膜片连接在一起，另一端与弹簧导线连接，所述的弹簧导线通过设置在丝扣盖上的固定柱与微电源的一个接线柱连接，所述的固定铜片一端通过导线与微电源的接线柱连接在一起，另一端通过导线与墒情信息转换器的一个接线柱连接，所述的墒情信息转换器的另一个接线柱通过导线与滑动铜片连接。优选地：所述的墒情信息转换器包括墒情计电子芯片、墒情信息转换模块和GPRS发射模块，所述的墒情信息转换模块通过土壤水势变化引起弹性膜片变形，产生的往复位移使滑动电阻开关实现电路的通、断状态的相互切换以及通过滑动变阻开关的往复位移，使通过电路的电流信息不断发生变大或变小，从而转换为不同的电子信号，达到土壤水势信息有效地转换为电子信号，并把该电子信号传输给墒情计电子芯片，通过墒情计电子芯片将电子信号通过GPRS发射模块传输出去。本专利技术的有益效果：本专利技术的土壤墒情监测计把采集到的土壤墒情信息通过墒情计的信息转换器转化为电子信号，由GPRS无线发射模块发出信号，而流量控制阀通过GPRS无线信号接收模块得到土壤墒情信息，由控制器信息转换器根据不同的土壤墒情信息，自动控制小型电机运转和阀片的上下移动、改变过水断面，从而控制过水流量。土壤墒情监测计和流量控制阀的组合应用，能够根据土壤实际墒情来自动调节灌溉水量，具有远程自动控制、精准灌溉、高效节水、规模化应用等特点，有效地解决了常规灌溉中因灌水过量或不足而引起作物生长受到胁迫影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的管路流量控制阀的结构示意图；图2为本专利技术的土壤墒情监测计的结构示意图；图3为本专利技术的控制系统框图；图中，1为墒情信息转换器，2为滑动铜片，3为固定柱，4为丝扣盖，5为微电源，6为丝扣接头，7为固定铜片，8为弹性橡胶膜片，9为有机玻璃管，10为陶土头，11为GPRS无线接收模块，12为阀体连接部，13为下阀体，14为阀盖，15为阀片密封机构，16为控制阀信息转换器，17为齿条，18为阀片，19为小型电机，20为齿轮，21为微压电源，22为阀杆，23为阀杆腔，24为环状密封圈，25为密封片，26为机电腔体，27为弹性导线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，其特征在于：包括流量控制阀和土壤墒情监测计，所述的流量控制阀包括阀片、阀杆、阀门体、阀盖、控制阀信息转换器、微压电源、小型电机、齿轮和GPRS无线接收模块，所述的阀杆与所述的阀片安装在一起，所述的阀杆通过齿轮与所述的小型电机连接，所述的微压电源为管路流量控制阀供电，所述的控制阀信息转换器包括控制阀电子芯片和控制阀信息处理转换模块，所述的控制阀信息处理转换模块可以把GPRS无线接收模块接收的土壤墒情数字信息转化为控制小型电机转动的信息，并且把该信息传递给控制阀电子控制芯片，所述的控制阀电子芯片控制所述的小型电机转动，进而带动阀杆上下移动，实现流量控制阀的开启及其流量大小的控制；所述的土壤墒情监测计可以监控土壤墒情且把土壤墒情通过GPRS无线发射模块传输给GPRS无线接收模块。

【技术特征摘要】
1.一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，其特征在于：包括流量控制阀和土壤墒情监测计，所述的流量控制阀包括阀片、阀杆、阀门体、阀盖、控制阀信息转换器、微压电源、小型电机、齿轮和GPRS无线接收模块，所述的阀杆与所述的阀片安装在一起，所述的阀杆通过齿轮与所述的小型电机连接，所述的微压电源为管路流量控制阀供电，所述的控制阀信息转换器包括控制阀电子芯片和控制阀信息处理转换模块，所述的控制阀信息处理转换模块可以把GPRS无线接收模块接收的土壤墒情数字信息转化为控制小型电机转动的信息，并且把该信息传递给控制阀电子控制芯片，所述的控制阀电子芯片控制所述的小型电机转动，进而带动阀杆上下移动，实现流量控制阀的开启及其流量大小的控制；所述的土壤墒情监测计可以监控土壤墒情且把土壤墒情通过GPRS无线发射模块传输给GPRS无线接收模块。2.根据权利要求1所述的一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，其特征在于：所述的阀门体包括上阀体和下阀体，所述的上阀体包括机电腔体和阀体连接部，所述的控制阀信息转换器、微压电源、小型电机和齿轮设置在机电腔体内，所述的阀体连接部内设置有阀杆腔，所述的下阀体内设置有与阀片相对应的阀片密封机构，所述的阀片设置在下阀体内，所述的阀杆和阀片安装在一起，所述的上阀体和下阀体安装在一起，所述的阀体连接部设置有密封片，所述的阀杆穿过密封片，且与密封片安装在一起。3.根据权利要求2所述的一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，其特征在于：所述的阀杆在阀杆腔内通过环状密封圈浮动密封。4.根据权利要求1所述的一种自动适应土壤墒情的管路流量控制阀，其特征在于：所述的阀片机构包括圆锥形阀片和阀片密封机构。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊杰，贾艳辉，娄和，孙浩，程千，刘平，郭大应，王明，
申请(专利权)人：中国农业科学院农田灌溉研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41