基于水位监测的稻田自动灌溉系统技术方案

本发明专利技术公开了基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气‑液混合部分、测水部分和灌溉部分，所述进水部分包括过滤器、水管和压力泵，所述气‑液混合部分包括微型高压气泵、储气装置和进气管，所述测水部分包括水源测水部分和地表‑地底测水部分，所述水源测水部分包括测水管、电磁片、金属片、浮球和顶座，所述灌溉部分包括主灌溉网和毛细管网，所述毛细管网安装在所述主灌溉网上，在所述毛细管网上连接着所述副气管。本发明专利技术在土壤中通气，使土壤中的气体含量增加，有利于各种微生物的生长的同时，这些气体也会使土壤形成各种缝隙，有利于土壤形成一个个的空腔结构，极大的有利于作物的根系呼吸作用。

【技术实现步骤摘要】
基于水位监测的稻田自动灌溉系统
本专利技术涉及灌溉领域，具体涉及基于水位监测的稻田自动灌溉系统。
技术介绍
目前，由于人们意识到以往的灌溉中存在水量浪费的现象，因此，开始从传统淹水栽培模式开始逐渐向节水栽培模式转变，如专利(ZL2014200407193)稻田自动化智能灌溉系统，包括提水泵站、农渠、农田灌溉自动控制装置和稻田土壤水分监控装置；一提水泵站，该提水泵站设置在水源侧，包括一个与水源连通的进水池，一个与农渠连通的出水池，一组配备变频电机的提水泵，以及一控制提水泵变频电机启闭的提水泵启闭控制器；提水泵的进水口A、出水口A分别对应进水池和出水池，并在进水池、出水池内分别设置有液位传感器A和液位传感器B，所述液位传感器A和液位传感器B接入提水泵启闭控制器；若干农渠，由干渠以及连通干渠的支渠组成，干渠与出水池直接连通；至少一设置在农田内的稻田土壤水分监控装置，包括一个地下水位观测井，一个设置在地下水位观测井内的液位计，以及一个稻田土壤水分控制器，该稻田土壤水分控制器可根据液位计的输出信号控制提水泵启闭控制器动作；若干农田灌溉自动控制装置，设置在农田与农渠之间，用于根据农田水位将支渠内灌溉水自动灌入农田或切断灌水。其主要是监控地下水来实现间歇性抽水而达到节水效果。同时，还有其他各种方式来实现节水的，但其原理都差不多，都是基于作物需水量来进行灌溉。但在实际灌溉过程中，受到地区的水蒸发量、天气的阴晴、不同作物需水量的影响，导致单一一种的节水系统无法达到较好的效果。同时，由于化学肥料的使用，杀死了大量的微生物，从而导致土壤板结，致使在灌溉时，水无法迅速渗透入土层中。使水在表面停留时间过长，使蒸发量加大。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于水位监测的稻田自动灌溉系统。根据本申请实施例提供的技术方案，基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气-液混合部分、测水部分和灌溉部分，所述进水部分包括过滤器、水管和压力泵，在所述过滤器包括外壳和初过滤网，所述外壳为喇叭结构，在所述外壳的下端开口处通过螺丝安装有所述初过滤网，在所述外壳的侧面设有两个侧口，所述侧口上通过螺丝固定着一与所述外壳侧面平行的出砂管，在所述侧口内侧上方的位置通过密封件固定着弹性过滤网，在所述出砂管和弹性过滤网的接触位置通过螺丝安装有环状的磁铁，所述磁铁与所述出砂管的内壁相切，所述过滤器的出水口通过密封连接件与所述水管的一端连接，所述水管的另一端与所述压力泵的进水口通过密封件连接，所述压力泵的出水端连接着一肥料箱，所述肥料箱内通过密封连接件安装有电热管；所述气-液混合部分包括微型高压气泵、储气装置和进气管，所述微型高压气泵的进气端通过连接件连接在所述储气装置的下端出气口上，所述储气装置包括罐体和进气管，罐体上分有若干层，每层上连接着不同的所述进气管，在所述罐体设有总进气罐盖，在所述总进气罐盖上设有与每层对应的支气管，在若干所述支气管上连接着总进气管，在每个所述支气管的出口端上均安装有一个单向的橡胶气塞，在所述总进气管的开口处安装有二通阀，所述微型高压气泵的输出口上连接着副气管；所述测水部分包括水源测水部分和地表-地底测水部分，所述水源测水部分包括测水管、电磁片、金属片、浮球和顶座，在所述顶座内安装有电池、感应电路板和信号输出电路板，所述顶座通过螺纹的方式安装在所述测水管的顶部，在所述测水管上设有若干对称的通孔，在每个所述通孔的外侧粘结有电磁线圈，所述电磁线圈连接着所述电磁片，两片对应的所述电磁片位于同一水平面上，在所述测水管内部放置有一个所述浮球，在所述浮球对称的两侧分别固定着一片所述金属片，所述地表-地底测水部分包括土壤水分传感器、数据采集器和无线传输模块，所述数据采集器和无线传输模块分别连接在所述土壤水分传感器的接脚上，所述灌溉部分包括主灌溉网和毛细管网，所述毛细管网安装在所述主灌溉网上，在所述毛细管网上连接着所述副气管，所述副气管贴合在所述主灌溉网上，所述毛细管网和副气管之间通过二通连接。本专利技术中，进一步的，所述出砂管的管口处设有可拧开的端盖，端盖上设有呈圆形阵列的出水孔。本专利技术中，进一步的，所述肥料箱为圆柱形结构，其中部直径为所述压力泵出口直径的2-3倍，在所述肥料箱上方的进料口处安装有进料斗。本专利技术中，进一步的，所述连接件的内部带有若干个密封圈。本专利技术中，进一步的，所述浮球和两块所述金属片加起来的长度小于所述两块所述电磁片之间的距离。本专利技术中，进一步的，所述土壤水分传感器、数据采集器和无线传输模块均安装在一个壳体内，所述数据采集器和无线传输模块互通信号。本专利技术中，进一步的，还包括生物氮肥器，生物氮肥器包括培养箱、培养层、硝化菌球、中药渣液筒和过水层，在培养箱上方设有一个箱盖，箱盖上设有两个通孔，其中一个通孔中套装有中药渣液筒，在药渣液筒下方位于培养箱设有一层培养层，培养层上放置有若干硝化菌球，培养层与水平面之间呈1°-5°之间的夹角，在培养层较低的一端设有下液口，在培养层的下方是过水层，过水层的进水端与所述主灌溉网并联。本专利技术中，进一步的，所述肥料箱的下方放置有一称重称，在所述肥料箱和压力泵与主灌溉网之间通过软性的波纹管件连接。本专利技术中，进一步的，所述硝化菌球由竹子制成的镂空空心球形并在内部内置硝化菌泥制成。本专利技术中，进一步的，所述中药渣液筒的下端设有成阵列的漏水孔。综上所述，本申请的有益效果：1.采用土壤下方的灌溉方式，极大的减少了自然环境对风的蒸腾作用，进一步的使作物的根系充分吸收水分；2.在土壤中通气，使土壤中的气体含量增加，有利于各种微生物的生长的同时，这些气体也会使土壤形成各种缝隙，有利于土壤形成一个个的空腔结构，极大的有利于作物的根系呼吸作用；3.硝化菌-中药渣肥的相互作用，从根本上改善土壤板结的问题，改善化肥、农药对土壤造成的伤害。改善土壤土质，使其可以轮种多种作物。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的整体系统的俯视结构示意图；图2为本专利技术中进水部分的结构示意图；图3为进水部分中过滤器的剖面结构示意图；图4为本专利技术中测水管的结构示意图；图5为测水管的仰视结构示意图；图6为本专利技术中生物氮肥器的结构示意图；图7为生物氮肥器的剖面结构示意图；图8为本专利技术中地表-地底测水部分的结构示意图；图9为本专利技术中副气管与灌溉网之间的结构示意图；图10为本专利技术中储气装置的结构示意图。图中标号：过滤器－1；水管－2；压力泵－3；肥料箱－4；电热管－5；微型高压气泵－6；储气装置－7；副气管－10；测水管－11；电磁片－12；金属片－13；浮球－14；顶座－15；电磁线圈－16；无线传输模块－17；主灌溉网－18；毛细管网－19；进料斗－20；称重称－21；生物氮肥器－30；培养箱－31；培养层－3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气-液混合部分、测水部分和灌溉部分，其特征是：/n所述进水部分包括过滤器(1)、水管(2)和压力泵(3)，在所述过滤器(1)包括外壳(1.1)和初过滤网(1.2)，所述外壳(1.1)为喇叭结构，在所述外壳(1.1)的下端开口处通过螺丝安装有所述初过滤网(1.2)，在所述外壳(1.1)的侧面设有两个侧口，所述侧口上通过螺丝固定着一与所述外壳(1.1)侧面平行的出砂管(1.3)，在所述侧口内侧上方的位置通过密封件固定着弹性过滤网(1.4)，在所述出砂管(1.3)和弹性过滤网(1.4)的接触位置通过螺丝安装有环状的磁铁(1.5)，所述磁铁(1.5)与所述出砂管(1.3)的内壁相切，所述过滤器(1)的出水口通过密封连接件与所述水管(2)的一端连接，所述水管(2)的另一端与所述压力泵(3)的进水口通过密封件连接，所述压力泵(3)的出水端连接着一肥料箱(4)，所述肥料箱(4)内通过密封连接件安装有电热管(5)；/n所述气-液混合部分包括微型高压气泵(6)、储气装置(7)和进气管(7.2)，所述微型高压气泵(6)的进气端通过连接件连接在所述储气装置(7)的下端出气口上，所述储气装置(7)包括罐体(7.1)和进气管(7.2)，罐体(7.1)上分有若干层，每层上连接着不同的所述进气管(7.2)，在所述罐体(7.1)设有总进气罐盖(7.3)，在所述总进气罐盖(7.3)上设有与每层对应的支气管(7.4)，在若干所述支气管(7.4)上连接着总进气管(7.5)，在每个所述支气管(7.4)的出口端上均安装有一个单向的橡胶气塞，在所述总进气管(7.5)的开口处安装有二通阀，所述微型高压气泵(6)的输出口上连接着副气管(10)；/n所述测水部分包括水源测水部分和地表-地底测水部分，所述水源测水部分包括测水管(11)、电磁片(12)、金属片(13)、浮球(14)和顶座(15)，在所述顶座(15)内安装有电池、感应电路板和信号输出电路板，所述顶座(15)通过螺纹的方式安装在所述测水管(11)的顶部，在所述测水管(11)上设有若干对称的通孔，在每个所述通孔的外侧粘结有电磁线圈(16)，所述电磁线圈(16)连接着所述电磁片(12)，两片对应的所述电磁片(12)位于同一水平面上，在所述测水管(11)内部放置有一个所述浮球(14)，在所述浮球(14)对称的两侧分别固定着一片所述金属片(13)，所述地表-地底测水部分包括土壤水分传感器(45)、数据采集器(36)和无线传输模块(17)，所述数据采集器(36)和无线传输模块(17)分别连接在所述土壤水分传感器(45)的接脚上，/n所述灌溉部分包括主灌溉网(18)和毛细管网(19)，所述毛细管网(19)安装在所述主灌溉网(18)上，在所述毛细管网(19)上连接着所述副气管(10)，所述副气管(10)贴合在所述主灌溉网(18)上，所述毛细管网(19)和副气管(10)之间通过二通连接。/n...

【技术特征摘要】
1.基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气-液混合部分、测水部分和灌溉部分，其特征是：
所述进水部分包括过滤器(1)、水管(2)和压力泵(3)，在所述过滤器(1)包括外壳(1.1)和初过滤网(1.2)，所述外壳(1.1)为喇叭结构，在所述外壳(1.1)的下端开口处通过螺丝安装有所述初过滤网(1.2)，在所述外壳(1.1)的侧面设有两个侧口，所述侧口上通过螺丝固定着一与所述外壳(1.1)侧面平行的出砂管(1.3)，在所述侧口内侧上方的位置通过密封件固定着弹性过滤网(1.4)，在所述出砂管(1.3)和弹性过滤网(1.4)的接触位置通过螺丝安装有环状的磁铁(1.5)，所述磁铁(1.5)与所述出砂管(1.3)的内壁相切，所述过滤器(1)的出水口通过密封连接件与所述水管(2)的一端连接，所述水管(2)的另一端与所述压力泵(3)的进水口通过密封件连接，所述压力泵(3)的出水端连接着一肥料箱(4)，所述肥料箱(4)内通过密封连接件安装有电热管(5)；
所述气-液混合部分包括微型高压气泵(6)、储气装置(7)和进气管(7.2)，所述微型高压气泵(6)的进气端通过连接件连接在所述储气装置(7)的下端出气口上，所述储气装置(7)包括罐体(7.1)和进气管(7.2)，罐体(7.1)上分有若干层，每层上连接着不同的所述进气管(7.2)，在所述罐体(7.1)设有总进气罐盖(7.3)，在所述总进气罐盖(7.3)上设有与每层对应的支气管(7.4)，在若干所述支气管(7.4)上连接着总进气管(7.5)，在每个所述支气管(7.4)的出口端上均安装有一个单向的橡胶气塞，在所述总进气管(7.5)的开口处安装有二通阀，所述微型高压气泵(6)的输出口上连接着副气管(10)；
所述测水部分包括水源测水部分和地表-地底测水部分，所述水源测水部分包括测水管(11)、电磁片(12)、金属片(13)、浮球(14)和顶座(15)，在所述顶座(15)内安装有电池、感应电路板和信号输出电路板，所述顶座(15)通过螺纹的方式安装在所述测水管(11)的顶部，在所述测水管(11)上设有若干对称的通孔，在每个所述通孔的外侧粘结有电磁线圈(16)，所述电磁线圈(16)连接着所述电磁片(12)，两片对应的所述电磁片(12)位于同一水平面上，在所述测水管(11)内部放置有一个所述浮球(14)，在所述浮球(14)对称的两侧分别固定着一片所述金属片(13)，所述地表-地底测水部分包括土壤水分传感器(45)、数据采集器(36)和无线传输模块(17)，所述数据采集器(36)和无线传输模块(17)分别连接在所述土壤水分传感器(45)的接脚上，
所述灌溉部分包括主灌溉网(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁慧峰，刘浩，王广帅，许兆昆，
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