考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法及装置，所述方法包括：通过溶解源项计算得到出口肥液浓度随时间的变化；通过出口肥液浓度计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量随时间的变化、并确定均匀施肥的总时长；通过阀门实时控制进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量；将压差施肥罐的总流量通过主管道接入灌溉施肥系统进行施肥。通过实时控制进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量，保持进入灌溉施肥系统的肥液浓度长时间适宜，提高了水肥一体化施肥作业中压差施肥罐的施肥均匀性。

Uniform fertilizing method and device of pressure difference fertilizing tank considering fertilizer dissolution

【技术实现步骤摘要】
考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法及装置
本专利技术涉及农业水土工程的施肥设备与方法领域，尤其涉及一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法及装置。
技术介绍
压差施肥罐的造价较低、操作维修方便、对系统流量和压力的波动不敏感并且不需要额外提供动力，在我国水肥一体化施肥作业中的应用十分广泛。在灌溉时为了节省水资源，目前的农作物灌溉时普遍采用喷灌和微灌的方式，在农作物施肥过程中，通过压差施肥罐将肥料加入到节水灌溉的灌溉管道中以实现节水节肥灌溉的目的。当前使用的压差施肥罐大多通过控制主管道阀门形成一定压差来完成施肥作业。清水从进水管进入到罐体并与罐内肥料不断混合，同时清水的流入使罐内肥料不断溶解。在水压的推动下，肥液从出水管流入到灌溉施肥系统中。在传统压差施肥罐的使用过程中，普遍存在罐内肥料溶解不够充分、施肥过程中肥料不断溶解的现象。此外，压差施肥罐的原理是按总量施肥，随着清水不断流入压差施肥罐，进入灌溉施肥系统的肥液浓度随时间呈衰减趋势，严重影响施肥均匀性，并导致了对农田施肥不均匀的缺陷。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法及装置，用以解决现有技术中罐内肥料不断溶解、进入灌溉施肥系统的肥液浓度随时间呈衰减趋势，并导致了对农田施肥不均匀的缺陷，实现进入灌溉施肥系统的肥液浓度长时间适宜，提高水肥一体化施肥作业中压差施肥罐的施肥均匀性。本专利技术实施例提供一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，包括：通过计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中溶解源项随时间的变化；通过溶解源项计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中出口肥液浓度随时间的变化；通过出口肥液浓度计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量随时间的变化、并确定均匀施肥的总时长；通过阀门实时控制进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量；将压差施肥罐的总流量通过主管道接入灌溉施肥系统进行施肥。根据本专利技术一个实施例的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中溶解源项随时间的变化，是通过以下公式计算获取的：其中，S是溶解源项，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，Q是压差施肥罐的总流量，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，t是施肥时长，V是压差施肥罐的体积。根据本专利技术一个实施例的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中出口肥液浓度随时间的变化，是通过以下公式计算获取的：其中，C是压差施肥罐的出口肥液浓度，T1是均匀施肥的总时长，C0是压差施肥罐内的初始肥液浓度，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，V是压差施肥罐的体积，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，Q是压差施肥罐的总流量，t是施肥时长。根据本专利技术一个实施例的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中进入压差施肥罐的流量随时间的变化，是通过以下公式计算获取的：其中，q1(t)是进入压差施肥罐的流量，T1是均匀施肥的总时长，Q是压差施肥罐的总流量，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，V是压差施肥罐的体积，C0是压差施肥罐内的初始肥液浓度，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，t是施肥时长。根据本专利技术一个实施例的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量随时间的变化，是通过以下公式计算获取的：其中，q2(t)是直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量，T1是均匀施肥的总时长，Q是压差施肥罐的总流量，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，V是压差施肥罐的体积，C0是压差施肥罐内的初始肥液浓度，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，t是施肥时长。根据本专利技术一个实施例的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中均匀施肥的总时长，是通过以下公式计算获取的：其中，T1是均匀施肥的总时长，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，V是压差施肥罐的体积，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，Q是压差施肥罐的总流量，C0是压差施肥罐内的初始肥液浓度。根据本专利技术一个实施例的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，所述进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量是通过阀门实时控制的。本专利技术实施例还提供一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥装置，包括：第一计算模块：用于通过计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中溶解源项随时间的变化；第二计算模块：用于通过溶解源项计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中出口肥液浓度随时间的变化；第三计算模块：用于通过出口肥液浓度计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量随时间的变化、并确定均匀施肥的总时长；控制模块：用于通过阀门实时控制进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量；施肥模块：用于将压差施肥罐的总流量通过主管道接入灌溉施肥系统进行施肥。本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法的步骤。本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法的步骤。本专利技术实施例提供的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法及装置，通过实时控制进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量，保持进入灌溉施肥系统的肥液浓度长时间适宜，提高了水肥一体化施肥作业中压差施肥罐的施肥均匀性。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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本专利技术实施例提供的一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法中溶解源项S随时间变化的过程示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法中进入压差施肥罐的流量q1随时间变化的工作过程示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法中直接流过主管道进入灌溉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，其特征在于，包括：通过计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中溶解源项随时间的变化；/n通过溶解源项计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中出口肥液浓度随时间的变化；/n通过出口肥液浓度计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量随时间的变化、并确定均匀施肥的总时长；/n通过阀门实时控制进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量；/n将压差施肥罐的总流量通过主管道接入灌溉施肥系统进行施肥。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，其特征在于，包括：通过计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中溶解源项随时间的变化；
通过溶解源项计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中出口肥液浓度随时间的变化；
通过出口肥液浓度计算得到考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量随时间的变化、并确定均匀施肥的总时长；
通过阀门实时控制进入压差施肥罐的流量和直接流过主管道进入灌溉施肥系统的流量；
将压差施肥罐的总流量通过主管道接入灌溉施肥系统进行施肥。


2.根据权利要求1所述的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，其特征在于，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中溶解源项随时间的变化，是通过以下公式计算获取的：



其中，S是溶解源项，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，Q是压差施肥罐的总流量，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，t是施肥时长，V是压差施肥罐的体积。


3.根据权利要求1所述的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，其特征在于，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中出口肥液浓度随时间的变化，是通过以下公式计算获取的：



其中，C是压差施肥罐的出口肥液浓度，T1是均匀施肥的总时长，C0是压差施肥罐内的初始肥液浓度，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，V是压差施肥罐的体积，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，Q是压差施肥罐的总流量，t是施肥时长。


4.根据权利要求1所述的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，其特征在于，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中进入压差施肥罐的流量随时间的变化，是通过以下公式计算获取的：



其中，q1(t)是进入压差施肥罐的流量，T1是均匀施肥的总时长，Q是压差施肥罐的总流量，Cu是肥料最适宜的肥液浓度，V是压差施肥罐的体积，C0是压差施肥罐内的初始肥液浓度，α是压差施肥罐内肥料初始溶解的速度，β是压差施肥罐内肥料溶解速度下降的快慢，t是施肥时长。


5.根据权利要求1所述的考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥方法，其特征在于，所述考虑肥料溶解的压差施肥罐均匀施肥过程中直接流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，胡昕宇，严海军，王福军，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11