一种快速精准施肥系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种快速精准施肥系统及方法，该系统包括水源、原液源、管道网络以及检测控制模块，所述管道网络包括主路输送管和旁路输送管；所述主路输送管的两端分别延伸至水源和灌溉区域中，沿着输送的方向，主路输送管上设有至少两个混合区；所述原液源通过原液管连通在主路输送管上；所述旁路输送管包括原液旁路输送管和水旁路输送管，所述原液旁路输送管的首端连接在原液管上，末端连接在两个混合区之间；所述水旁路输送管的首端连接在水源与原液管末端的连接点之间，末端连接在两个混合区之间；所述检测控制模块包括传感器和管路控制单元。本发明专利技术能够实时且同步地对输送管道中的肥料溶液的浓度等参数进行调整，使得施肥工作更加精准、高效。

【技术实现步骤摘要】
一种快速精准施肥系统及方法
本专利技术涉及农业施肥装置，具体涉及一种快速精准施肥系统及方法。
技术介绍
随着农业的高速发展，逐渐加大对种植物的人为干预，为了促进种植物的生长，大规模地使用各种的肥料，为种植物增加营养要素。在施肥过程中，往往同时加入多种肥料，与水混合后，一同灌溉至土壤中。其中，由于多种化肥混用配比不精准，可能会造成个别区域的土壤化肥富余，使得土壤的自消化能力下降，导致该区域的土壤和地下水受到不同程度的污染，致使耕地进一步缩减，严重制约了现代农业的可持续发展。传统的施肥技术中，主要采用混肥桶将水和化肥按一定的比例及浓度进行调配混合，再通过管道输送至农作物，虽能在一定程度上实现水肥的调配，但精度较低，水肥达到要求浓度值的响应时间长，效率较低，且由于混肥桶的存在，设备占地面积大，不适用于分散分布的山区农业施肥，难以在山区实现快速精准施肥，灵活性不强。为此，现有技术中提出了更加灵活、精度更高的水肥一体化技术，该水肥一体化的混肥方式无需采用混肥桶，在主管道进行混合，即混即用，省肥省水，适用于现有智能化的种植业。进一步，为了提高施肥的精度，现有的施肥装置大多将浓度检测器等检测工具设置在输送管道中，用于对混合后的溶液进行检测，以便进行反馈，调整水流量和肥料的输入量，从而获得预定的浓度。虽然上述调节方式调整输送管道中的肥料溶液的浓度，但仍存在以下的不足：上述调节方式不是同步调节的方式，而是滞后的调节方式，只能对往后的溶液进行调整，而不能同步对当前检测到的溶液的浓度进行调整，从而任由当前检测到的不符合要求的溶液继续往前输送并输出灌溉，导致土壤中的肥液浓度异常，有可能会影响土壤环境，不适于作物的正常生长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种快速精准施肥系统，该精准施肥系统能够实时且同步地对输送管道中的肥料溶液的浓度等参数进行调整，使得施肥工作更加精准、高效。本专利技术的另一个目的在于提供一种快速精准施肥方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种快速精准施肥系统，包括水源、原液源、管道网络以及检测控制模块，所述管道网络包括主路输送管和旁路输送管；其中，所述主路输送管的两端分别延伸至水源和灌溉区域中，沿着输送的方向，所述主路输送管上设有至少两个用于管中的液体进行充分混合的混合区；所述原液源通过原液管连通在主路输送管上，该原液管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；所述旁路输送管包括原液旁路输送管和水旁路输送管，所述原液旁路输送管的首端连接在原液管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；所述水旁路输送管旁接在主路输送管上，其首端的连接点位于水源与原液管末端的连接点之间，末端的连接点位于两个相邻的混合区之间；所述检测控制模块包括传感器和管路控制单元，所述传感器包括用于对混合后的肥液的灌溉参数进行检测，该传感器设置在混合区的后方，且位于混合区与旁路输送管的连接点之间；所述管路控制单元包括电动泵、电动球阀和流量计以及控制处理中枢，所述电动泵设有两组，分别设置在主路输送管和原液管上；所述电动球阀和流量计均设有多组，分别设置在主路输送管、原液管、原液旁路输送管以及水旁路输送管上；所述控制处理中枢与电动泵、电动球阀和流量计电连接。上述快速精准施肥系统的工作原理是：工作时，在控制处理中枢设定灌溉肥液的灌溉指标的数值，控制处理中枢发出灌溉的指令，打开主路输送管和原液管上的电动泵以及电动球阀，其他的电动球阀保持关闭状态，主路输送管将水从水源往灌溉区域输送，原液管将原液输送至主路输送管中，与水汇合后一起往下输送至第一个混合区中，期间，流量计对各个管道的流量进行测量。在第一个混合区中，对水和原液进行混合，使其混合均匀成为肥液。接着，肥液继续往下输送，当肥液流经传感器时，传感器对混合后的肥液的各种参数指标进行检测，例如肥液的电导率，反应肥液的EC值，并将所测的参数(例如EC值)反馈至控制处理中枢，控制处理中枢将实时检测到的参数与设定的数值进行比较。以EC值(浓度)为例，若当前的EC值在设定的数值范围内时，无需进行调整，主路输送管直接将肥液输送灌溉区域中。若当前的EC值大于设定的数值时，控制处理中枢打开水旁路输送管上的电动球阀，额外加入水对肥液进行稀释，再由下一个EC传感器进行再次检测，重复上述步骤，直至检测到的EC值符合设定的数值，才输出进行灌溉。若当前的EC值小于设定的数值时，控制处理中枢打开原液旁路输送管上的电动球阀，额外加入原液对肥液进行补充，再由下一个EC传感器进行再次检测，重复上述步骤，直至检测到的EC值符合设定的数值，才输出进行灌溉。本专利技术的一个优选方案，其中，所述原液源包括肥料源，所述原液管包括注肥管；所述肥料源通过所述注肥管连通在主路输送管上，该注肥管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；所述原液旁路输送管包括肥料旁路输送管，所述肥料旁路输送管的首端连接在注肥管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；所述传感器包括用于对混合后的肥液的浓度进行检测的EC传感器，该EC传感器设置在混合区的后方。优选地，所述肥料源和注肥管均设有多个，不同的肥料源用于装载不同的肥料，例如磷肥、氮肥等。本专利技术的一个优选方案，其中，所述原液源包括用于降低肥液中的PH值的酸源，所述原液管包括注酸管；所述酸源通过注酸管连通在主路输送管上，该注酸管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；所述原液旁路输送管包括酸液旁路输送管，所述酸液旁路输送管的首端连接在注酸管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；所述传感器包括用于对肥液的酸碱度进行检测的PH传感器，该PH传感器设置在混合区的后方。本专利技术的一个优选方案，其中，所述原液源包括用于提高肥液中的PH值的碱源，所述原液管包括注碱管；所述碱源通过注碱管连通在主路输送管上，该注碱管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；所述原液旁路输送管包括碱液旁路输送管，所述碱液旁路输送管的首端连接在注碱管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；所述传感器包括用于对肥液的酸碱度进行检测的PH传感器，该PH传感器设置在混合区的后方。通过上述结构，可以在肥液输送的过程中实时调节肥液中的PH值，当肥液流经PH传感器时，PH传感器对混合后肥液的酸碱度进行检测，并将所测的PH值反馈至控制处理中枢，控制处理中枢将实时检测到的PH值与设定的数值进行比较。其中，若当前的PH值在设定的数值范围内时，无需进行调整，主路输送管直接将肥液输送灌溉区域中。若当前的PH值大于设定的数值时，控制处理中枢打开酸液旁路输送管上的电动球阀，额外加入酸液对肥液进行中和，再由下一个PH传感器进行再次检测，重复上述步骤，直至检测到的PH值符合设定的数值，才输出进行灌溉。若当前的PH值小于设定的数值时，控制处理中枢打开碱液旁路输送管上的电动球阀，额外加入碱液对肥液进行中和，再由下一个PH传感器进行再次检测，重复上述步骤，直至检测到的PH值符合设定的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速精准施肥系统，其特征在于，包括水源、原液源、管道网络以及检测控制模块，所述管道网络包括主路输送管和旁路输送管；其中，/n所述主路输送管的两端分别延伸至水源和灌溉区域中，沿着输送的方向，所述主路输送管上设有至少两个用于管中的液体进行充分混合的混合区；所述原液源通过原液管连通在主路输送管上，该原液管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；/n所述旁路输送管包括原液旁路输送管和水旁路输送管，所述原液旁路输送管的首端连接在原液管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；所述水旁路输送管旁接在主路输送管上，其首端的连接点位于水源与原液管末端的连接点之间，末端的连接点位于两个相邻的混合区之间；/n所述检测控制模块包括传感器和管路控制单元，所述传感器包括用于对混合后的肥液的灌溉参数进行检测，该传感器设置在混合区的后方，且位于混合区与旁路输送管的连接点之间；所述管路控制单元包括电动泵、电动球阀和流量计以及控制处理中枢，所述电动泵设有两组，分别设置在主路输送管和原液管上；所述电动球阀和流量计均设有多组，分别设置在主路输送管、原液管、原液旁路输送管以及水旁路输送管上；所述控制处理中枢与电动泵、电动球阀和流量计电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种快速精准施肥系统，其特征在于，包括水源、原液源、管道网络以及检测控制模块，所述管道网络包括主路输送管和旁路输送管；其中，
所述主路输送管的两端分别延伸至水源和灌溉区域中，沿着输送的方向，所述主路输送管上设有至少两个用于管中的液体进行充分混合的混合区；所述原液源通过原液管连通在主路输送管上，该原液管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；
所述旁路输送管包括原液旁路输送管和水旁路输送管，所述原液旁路输送管的首端连接在原液管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；所述水旁路输送管旁接在主路输送管上，其首端的连接点位于水源与原液管末端的连接点之间，末端的连接点位于两个相邻的混合区之间；
所述检测控制模块包括传感器和管路控制单元，所述传感器包括用于对混合后的肥液的灌溉参数进行检测，该传感器设置在混合区的后方，且位于混合区与旁路输送管的连接点之间；所述管路控制单元包括电动泵、电动球阀和流量计以及控制处理中枢，所述电动泵设有两组，分别设置在主路输送管和原液管上；所述电动球阀和流量计均设有多组，分别设置在主路输送管、原液管、原液旁路输送管以及水旁路输送管上；所述控制处理中枢与电动泵、电动球阀和流量计电连接。


2.根据权利要求1所述的快速精准施肥系统，其特征在于，所述原液源包括肥料源，所述原液管包括注肥管；所述肥料源通过所述注肥管连通在主路输送管上，该注肥管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；
所述原液旁路输送管包括肥料旁路输送管，所述肥料旁路输送管的首端连接在注肥管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；
所述传感器包括用于对混合后的肥液的浓度进行检测的EC传感器，该EC传感器设置在混合区的后方。


3.根据权利要求2所述的快速精准施肥系统，其特征在于，所述肥料源和注肥管均设有多个。


4.根据权利要求1或2所述的快速精准施肥系统，其特征在于，所述原液源包括用于降低肥液中的PH值的酸源，所述原液管包括注酸管；所述酸源通过注酸管连通在主路输送管上，该注酸管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；
所述原液旁路输送管包括酸液旁路输送管，所述酸液旁路输送管的首端连接在注酸管上，末端连接在主路输送管上的两个相邻的混合区之间；
所述传感器包括用于对肥液的酸碱度进行检测的PH传感器，该PH传感器设置在混合区的后方。


5.根据权利要求4所述的快速精准施肥系统，其特征在于，所述原液源包括用于提高肥液中的PH值的碱源，所述原液管包括注碱管；所述碱源通过注碱管连通在主路输送管上，该注碱管末端的连接点位于水源与第一个混合区之间；
所述原液旁路输送管包括碱液旁路输送管，所述碱液旁路输送管的首端连接在注碱管上，末端连接在主路输...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧金瑞，雷成豪，刘晓初，梁忠伟，高伟林，陶兴，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44