一种农业节水灌溉自动控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种农业节水灌溉自动控制系统及其控制方法，包括进水管、进气管、肥料管、水流控制组件、曝气组件、震荡混合组件和滴灌渗水管，所述进水管的一端连接水源，且另一端依次连接设置有曝气组件、震荡混合组件和滴灌渗水管，所述滴灌渗水管的圆周壁上沿径向开设有若干渗水口，且所述滴灌渗水管对应于植株根系区域埋设在地面以下，所述水流控制组件自控制进水管内的水流速度，所述进气管的一端连通于曝气组件，所述肥料管的一端连通于震荡混合组件，且所述肥料管的另一端连接肥料仓；所述进水管中的水流依次经曝气和增肥后通过滴灌渗水管渗入植物根系区域，能够节水灌溉，且有效的减少地表蒸发，提高水的利用率，增加土壤中含氧量。

【技术实现步骤摘要】
一种农业节水灌溉自动控制系统及其控制方法
本专利技术属于农业灌溉领域，特别涉及一种农业节水灌溉自动控制系统及其控制方法。
技术介绍
水资源是生物与环境的基本组成要素。随着经济社会的迅猛发展，水资源已成为经济与社会发展的重要制约因素。由此节水灌溉成为了在水资源匮乏的大背景下植被灌溉浇水的主要方式与工程手段。节水灌溉，即采用先进的农业节水技术，提高灌溉水的利用率。但是灌溉后的水溶液在土壤表层，容易蒸发损失，土壤水分吸收量不足，且灌溉后的水溶液覆盖在土壤上层，若水溶液不能被及时吸收，植株根系区域溶液造成缺氧，影响农产品产量。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种农业节水灌溉自动控制系统及其控制方法，能够节水灌溉，且有效的减少地表蒸发，提高水的利用率，增加土壤中含氧量。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种农业节水灌溉自动控制系统，包括进水管、进气管、肥料管、水流控制组件、曝气组件、震荡混合组件和滴灌渗水管，所述进水管的一端连接水源，且另一端依次连接设置有曝气组件、震荡混合组件和滴灌渗水管，所述滴灌渗水管的圆周壁上沿径向开设有若干渗水口，且所述滴灌渗水管对应于植株根系区域埋设在地面以下，所述水流控制组件设置在进水管的内腔中，所述水流控制组件自控制进水管内的水流速度，所述进气管的一端连通于曝气组件，且另一端向上延伸伸出至地面以上并连接气源，所述肥料管的一端连通于震荡混合组件，且所述肥料管的另一端向上延伸伸出至地面以上并连接肥料仓；所述进水管中的水流依次经曝气和增肥后通过滴灌渗水管渗入植物根系区域。进一步的，所述水流控制组件包括沿水流流动方向依次间距设置的前置控流组件和后置控流组件，所述前置控流组件、后置控流组件通过水流速度变化分别增大或减小所述进水管内腔的水流通道截面大小。进一步的，所述前置控流组件和后置控流组件的结构相同，且所述前置/后置控流组件包括两组摆动调节件，两组所述摆动调节件沿进水管的轴线对称设置在进水管的内侧壁上，且所述摆动调节件沿进水管的轴向方向摆动；所述摆动调节件包括隔板和复位弹簧，所述隔板为半圆形板体结构，两个相对应的所述摆动调节件中的两个隔板的直径棱边相对设置，且所述隔板的圆弧侧壁上远离直径棱边的一处与进水管的内壁铰接设置，所述隔板的铰接轴垂直于进水水流方向，所述隔板远离铰接处的直径棱边通过复位弹簧连接于进水管的内壁上，且所述复位弹簧的轴线倾斜朝向进水管的进水端设置；在所述进水管内无水流或慢水流状态下，所述前置控流组件中的两个隔板朝向进水管的进水端倾斜设置，且两隔板之间形成低速水流通道，所述后置控流组件中的两个隔板紧邻设置并拦截进水管内的水流通道；在所述进水管内高速水流状态下，所述前置控流组件中的两个隔板紧邻设置并拦截进水管内的水流通道，且所述后置控流组件中的两个隔板朝向进水管的出水端倾斜设置。进一步的，所述前置控流组件还包括第一限位挡板，所述第一限位挡板沿进水管的径向设置在进水管的内壁上，且所述第一限位挡板相邻隔板设置在远离进水管进水口的一侧，所述前置控流组件的隔板抵接在第一限位挡板的状态下，两隔板拦截进水管道水流；所述后置控流组件还包括第二限位挡板，所述第二限位挡板沿进水管的径向设置在进水管的内壁上，且所述第二限位挡板相邻隔板设置在远离进水管出水口的一侧，所述后置控流组件的隔板抵接在第一限位挡板的状态下，两隔板拦截进水管道水流。进一步的，所述曝气组件包括曝气壳体、曝气管和桨叶转子驱动件，所述曝气壳体为内空腔的壳体结构，且所述曝气壳体间距套设在进水管的出水端上，所述曝气壳体与进水管之间形成曝气腔，所述进气管连通于曝气腔，所述曝气腔上开设有连通于震荡混合组件的曝气溶液出口，所述曝气溶液出口内设置有缓流阀；所述进水管的出水端成缩口状设置，且形成射流出口，所述桨叶转子驱动件通过支架设置在所述射流出口上，所述桨叶转子驱动件通过射流出口的流动水流驱动并以进水管的轴线为中心圆周转动；所述桨叶转子驱动件上以转动轴线为中心圆周阵列设置有若干曝气管，所述曝气管为空心杆体结构，所述曝气管的一端连接于桨叶转子驱动件上，且另一端为开口端，并朝向进气管设置，所述曝气管的管体上开设有若干曝气微孔，所述曝气管沿水流方向设置在曝气腔内；所述桨叶转子驱动件转动以驱动若干曝气管扰动曝气腔内的水溶液和气体混合，并通过若干曝气微孔切割细分曝气气泡。进一步的，所述震荡混合组件包括混合壳体、偏心转子和扰动翅片，所述混合壳体分别连通于曝气组件、肥料管和滴灌渗水管，所述偏心转子通过转轴偏心转动设置在混合壳体的内腔中，且所述偏心转子与曝气组件的曝气溶液出口偏距设置，所述偏心转子的转动轴线垂直于滴灌渗水管的水流方向，所述偏心转子的外周壁上设置有若干扰动翅片，所述曝气溶液出口流出的水溶液冲击在扰动翅片上并驱动偏心转子凸轮式偏心转动。一种农业节水灌溉自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：S1：将滴灌渗水管埋设在对应于植株根系区域的土壤层以下，对应植株生长状态添加对应的肥料溶液，水溶液从进水管依次通过水流控制组件、曝气组件和震荡混合组件后进入到滴灌渗水管中，水流控制组件控制水流流动速度，曝气组件增加灌溉水溶液中的含氧量，震荡混合组件混合肥料溶液与水溶液，且滴灌渗水管中的水溶液通过渗水口流向各植株根系区域；S2：在水溶液通过水流控制组件时，所述前置控流组件、后置控流组件通过水流速度变化分别增大或减小所述进水管内腔的水流通道截面大小，保证通过进水管后的水流在一定的速度区间范围内，且通过水流通道截面大小的改变适应性的改变水流的速度；S3：在所述进水管内无水流或慢水流状态下，水流对前置控流组件的隔板的冲击力小于复位弹簧对隔板的拉伸力，所述前置控流组件中的两个隔板通过复位弹簧朝向进水管的进水端倾斜，且两隔板之间的低速水流通道被打开，水流流通至前置控流组件和后置控流组件之间的区域，所述后置控流组件中的两个隔板被复位弹簧拉拽且被第二限位挡板阻挡，两隔板紧邻设置并拦截进水管内的水流通道；在所述进水管内水流增加的状态下，水流对前置控流组件的隔板的冲击力大于复位弹簧对隔板的初始拉伸力，前置控流组件中的隔板向出水口一侧偏转，低速水流通道的开口减小，且同时，水流对所述后置控流组件中的两个隔板的冲击力大于复位弹簧的初始拉伸力，同样使得后置控流组件中的两隔板向出水口一侧摆动，两隔板之间的高速水流通道被打开，进水管内水路导通；在所述进水管内高速水流状态下，水流对前置控流组件的隔板的冲击力远大于复位弹簧对隔板的拉伸力，所述前置控流组件中的两个隔板偏转至抵接于第一限位挡板，并拦截和阻断进水管内的水流通道；S4：水流从射流出口流出后冲击在桨叶转子驱动件上，并使得桨叶转子驱动件轴向转动，随之若干曝气管在曝气腔中转动，并且同时扰动曝气腔内的水溶液，使得曝气腔内溶液处于动态状态，在进气管向曝气腔内通入气体时，部分气体融入水溶液中，并产生气泡，产生的气泡通过转动的曝气管破碎后再次曝气，同时，另一部分气体通过曝气管内，并经由各曝气微孔向外溢出进行曝气，增加水溶液中溶氧量；S5：从曝气溶液出口流出的水溶液冲击作用在扰动翅片上，然后驱动偏心转子绕转轴偏心转动，混合壳体内水溶液震荡且与肥料管流出的肥料溶液混合，最后流入滴灌渗水管中。有益效果：本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农业节水灌溉自动控制系统，其特征在于：包括进水管(1)、进气管(4)、肥料管(5)、水流控制组件(8)、曝气组件(6)、震荡混合组件(7)和滴灌渗水管(2)，所述进水管(1)的一端连接水源，且另一端依次连接设置有曝气组件(6)、震荡混合组件(7)和滴灌渗水管(2)，所述滴灌渗水管(2)的圆周壁上沿径向开设有若干渗水口(3)，且所述滴灌渗水管(2)对应于植株根系区域埋设在地面以下，所述水流控制组件(8)设置在进水管(1)的内腔中，所述水流控制组件(8)自控制进水管内的水流速度，所述进气管(4)的一端连通于曝气组件(6)，且另一端向上延伸伸出至地面以上并连接气源，所述肥料管(5)的一端连通于震荡混合组件(7)，且所述肥料管(5)的另一端向上延伸伸出至地面以上并连接肥料仓；所述进水管(1)中的水流依次经曝气和增肥后通过滴灌渗水管(2)渗入植物根系区域。

【技术特征摘要】
1.一种农业节水灌溉自动控制系统，其特征在于：包括进水管(1)、进气管(4)、肥料管(5)、水流控制组件(8)、曝气组件(6)、震荡混合组件(7)和滴灌渗水管(2)，所述进水管(1)的一端连接水源，且另一端依次连接设置有曝气组件(6)、震荡混合组件(7)和滴灌渗水管(2)，所述滴灌渗水管(2)的圆周壁上沿径向开设有若干渗水口(3)，且所述滴灌渗水管(2)对应于植株根系区域埋设在地面以下，所述水流控制组件(8)设置在进水管(1)的内腔中，所述水流控制组件(8)自控制进水管内的水流速度，所述进气管(4)的一端连通于曝气组件(6)，且另一端向上延伸伸出至地面以上并连接气源，所述肥料管(5)的一端连通于震荡混合组件(7)，且所述肥料管(5)的另一端向上延伸伸出至地面以上并连接肥料仓；所述进水管(1)中的水流依次经曝气和增肥后通过滴灌渗水管(2)渗入植物根系区域。2.根据权利要求1所述的一种农业节水灌溉自动控制系统，其特征在于：所述水流控制组件(8)包括沿水流流动方向依次间距设置的前置控流组件(9)和后置控流组件(10)，所述前置控流组件(9)、后置控流组件(10)通过水流速度变化分别增大或减小所述进水管(1)内腔的水流通道截面大小。3.根据权利要求2所述的一种农业节水灌溉自动控制系统，其特征在于：所述前置控流组件(9)和后置控流组件(10)的结构相同，且所述前置/后置控流组件包括两组摆动调节件，两组所述摆动调节件沿进水管(1)的轴线对称设置在进水管(1)的内侧壁上，且所述摆动调节件沿进水管(1)的轴向方向摆动；所述摆动调节件包括隔板(13)和复位弹簧(12)，所述隔板(13)为半圆形板体结构，两个相对应的所述摆动调节件中的两个隔板(13)的直径棱边相对设置，且所述隔板(13)的圆弧侧壁上远离直径棱边的一处与进水管(1)的内壁铰接设置，所述隔板(13)的铰接轴垂直于进水水流方向，所述隔板(13)远离铰接处的直径棱边通过复位弹簧(12)连接于进水管(1)的内壁上，且所述复位弹簧(13)的轴线倾斜朝向进水管的进水端设置；在所述进水管(1)内无水流或慢水流状态下，所述前置控流组件(9)中的两个隔板(13)朝向进水管(1)的进水端倾斜设置，且两隔板(13)之间形成低速水流通道(14)，所述后置控流组件(10)中的两个隔板(13)紧邻设置并拦截进水管内的水流通道；在所述进水管(1)内高速水流状态下，所述前置控流组件(9)中的两个隔板(13)紧邻设置并拦截进水管内的水流通道，且所述后置控流组件(10)中的两个隔板(13)朝向进水管(1)的出水端倾斜设置。4.根据权利要求3所述的一种农业节水灌溉自动控制系统，其特征在于：所述前置控流组件(9)还包括第一限位挡板(16)，所述第一限位挡板(16)沿进水管的径向设置在进水管的内壁上，且所述第一限位挡板(16)相邻隔板(13)设置在远离进水管进水口的一侧，所述前置控流组件(9)的隔板(13)抵接在第一限位挡板(16)的状态下，两隔板(13)拦截进水管道水流；所述后置控流组件(10)还包括第二限位挡板(17)，所述第二限位挡板(17)沿进水管的径向设置在进水管的内壁上，且所述第二限位挡板(16)相邻隔板(13)设置在远离进水管出水口的一侧，所述后置控流组件(10)的隔板(13)抵接在第一限位挡板(16)的状态下，两隔板(13)拦截进水管道水流。5.根据权利要求1所述的一种农业节水灌溉自动控制系统，其特征在于：所述曝气组件(6)包括曝气壳体(18)、曝气管(20)和桨叶转子驱动件(22)，所述曝气壳体(18)为内空腔的壳体结构，且所述曝气壳体(18)间距套设在进水管(1)的出水端上，所述曝气壳体(18)与进水管(1)之间形成曝气腔(19)，所述进气管(4)连通于曝气腔(19)，所述曝气腔(19)上开设有连通于震荡混合组件的曝气溶液出口(25)，所述曝气溶液出口(25)内设置有缓流阀(26)；所述进水管(1)的出水端成缩口状设置，且形成射流出口(23)，所述桨叶转子驱动件(22)通过支架(24)设置在所述射流出口(23)上，所述桨叶转子驱动件(22)通过射流出口(23)的流动水流驱动并以进水管(1)的轴线为中心圆周转动；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾健健，
申请(专利权)人：顾健健，
类型：发明
国别省市：江苏,32