一种恒湿交替灌溉系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于灌溉技术领域，涉及一种温室用悬梁式交替灌溉系统，尤其适用于温室行间距比较规则的作物的灌溉，更具体的说，涉及一种恒湿交替灌溉系统。
【背景技术】
[0002]国是个农业大国，也是个严重缺水的国家，而且水资源时空分布很不均匀，用水方式也很不合理。我国消耗的淡水资源70%是农业用水，而农业用水中的90%又是灌溉用水，因此在我国发展节水灌溉是很重要的。近年来我国温室农业发展迅速，种植面积不断扩大，温室灌溉消耗用水量不断增大，种植成本增加，温室节水灌溉受到重视。
[0003]已有的分区交替灌溉装置多采用控制各个出水口开合的方法来实现交替灌溉，每个出水口配有独立的阀门，通过机构连接，使所有阀门联动。田间的作业环境，尘土、水锈、动力都将对阀门的操作带来不利影响。所以公告号为CN103264551A的中国专利公开了一种悬梁式交替灌溉系统，包括带喷水口的悬梁水管，所述悬梁水管与水池连通并由水池供水，悬梁水管电磁阀安装在悬梁水管的进水口处，与控制器连接，其开启与闭合由控制器控制；所述悬梁水管架设在两个平行排列的悬梁水管滑槽上，由驱动电机驱动进而在悬梁水管滑槽上能够沿悬梁水管滑槽的方向自由滑动和停止，驱动电机与控制器连接并由控制器控制;多个滑槽支撑柱固定在作物行的两侧，支撑悬梁水管滑槽，所述悬梁水管滑槽与作物行垂直;土壤水分传感器安放在作物根部，每垅植株的土壤中设置一个，与控制器连接;所述悬梁水管每次移动的距离与每垅植株的行距相对应。通过该方案起到了保证节水的情况下，较高效率的保证了加湿效果。
[0004]但是上述方案还存在一定的改进空间，虽然大量用水时，检测到土壤水分传感器的采样电压非常低时，通过灌溉的方式实现灌溉补水，但是这样容易导致灌溉的水量过多造成植物死亡，所以对土壤水分传感器的精度、控制电路的执行要求以及灌溉的水量要求都较高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种新型的加湿方式，在湿度较低而不满足喷水灌溉条件时，通过雾化加湿的方式实现恒湿调节。
[0006]本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种恒湿交替灌溉系统，包括带喷水口的悬梁水管、支撑柱以及土壤水分传感器，所述悬梁水管与水池连通并由水池供水，所述悬梁水管可在支撑柱上滑移，所述土壤水分传感器安放在作物根部用于检测湿度并输出采样电压，其特征在于:还包括湿度控制电路和设置在悬梁水管上的雾化片和风机，所述湿度控制电路包括有湿度检测模块，耦接于土壤水分传感器，且当湿度低于第一预设值时，输出一加湿信号；
[0007]加湿驱动单元，耦接并响应于加湿信号工作，并输出用于提供雾化片和风机工作的驱动信号；
[0008]雾化片驱动单元，耦接于加湿驱动单元并驱动雾化片工作；
[0009]风机驱动单元，耦接于加湿驱动单元并驱动风机工作；所述风机的出风口方向正对雾化片设置。
[0010]通过这样设置，首先当湿度没有过低时，只需要保证湿度处于一定范围，无需大量灌溉，所以当土壤水分传感器检测到水分不足的情况下，通过湿度检测模块获取该情况，输出加湿信号，那么此时悬梁水管内部的水分被风机和雾化片带出，以雾化的方式实现喷管加湿，当然此时可以将系统中的电机驱动，使得加湿效果更加，而通过雾化加湿不会使得灌溉量太大导致出现萎奄的情况。
[0011 ]进一步地:所述湿度检测模块包括基准单元，用于提供一基准电压；比较单元，耦接于土壤水分传感器和基准单元，当采样电压低于基准电压时，输出加湿信号。通过这样设置，保证了其输出高于预设值时就输出基准信号，电路拓扑结构简单，易于维修。
[0012]进一步地:所述基准单元包括串联设置的第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻和第二电阻耦接的节点提供基准电压。通过第一电阻、第二电阻和第三电阻的设置，一来可以起到均衡电压的效果，同时可以消除谐波。
[0013]进一步地:所述第三电阻设置为可调电阻。通过可调电阻的设置，可以保证其设置的方式一定，可调电阻可以调节基准电压大小，使得使用者可以根据实际需求设置自己需要的湿度范围。
[0014]进一步地:所述加湿驱动单元包括多谐震荡单元和变比单元，所述多谐振荡单元耦接于雾化片驱动单元;所述变比单元的输入端耦接于多谐振荡单元，其输出端耦接于风机驱动单元。通过多谐振荡单元驱动雾化片振动，且通过变比电路驱动风机动作，电路稳定，多谐振荡器输出的震荡波可以带动两个设备同时工作，保证了控制模块设计的简易程度。
[0015]进一步地:所述多谐振荡单元的供电端与电源之间耦接有继电器常开触点，所述湿度检测模块包括一继电器线圈，当输出加湿信号时，所述继电器线圈得电以使继电器常开触点闭合。保证了其搭载能力和输出性能，提高了使用的合理性。
[0016]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:通过这样设置，首先当湿度没有过低时，只需要保证湿度处于一定范围，无需大量灌溉，所以当土壤水分传感器检测到水分不足的情况下，通过湿度检测模块获取该情况，输出加湿信号，那么此时悬梁水管内部的水分被风机和雾化片带出，以雾化的方式实现喷管加湿，当然此时可以将系统中的电机驱动，使得加湿效果更加，而通过雾化加湿不会使得灌溉量太大导致出现萎奄的情况。
【附图说明】
[0017]图1是悬梁式喷灌系统原理图；
[0018]图2是湿度检测模块电路图；
[0019]图3是加湿驱动单元电路图；
[0020]图4是雾化片驱动单元电路图；
[0021]图5是风机驱动单元电路图。
[0022]图中，1、悬梁水管；2、支撑柱；101、土壤水分传感器；102、基准单元；103、比较器；104、执行单元;200、加湿驱动单元;201、多谐振荡单元;202、变比单元;301、雾化片驱动单元;401、风机驱动单元。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0024]参照图1所示，一种恒湿交替灌溉系统，包括带喷水口的悬梁水管1、支撑柱2以及土壤水分传感器101，所述悬梁水管I与水池连通并由水池供水，所述悬梁水管I可在支撑柱2上滑移，所述土壤水分传感器101安放在作物根部用于检测湿度并输出采样电压，还包括湿度控制电路和设置在悬梁水管上的雾化片和风机，湿度控制电路包括:
[0025]参照图2所示，湿度检测模块，用于检测搅拌筒内部湿度，且当湿度过低时，输出一加湿信号;所述湿度检测模块包括土壤水分传感器101，用于检测搅拌筒内部湿度并输出采样电压;基准单元102，用于提供一基准电压；比较单元，耦接于土壤水分传感器101和基准单元102，当采样电压低于基准电压时，输出加湿信号，其包括比较器103和执行单元104，比较器103的输出端耦接于执行单元104，执行单元104包括第五电阻R15和第六电阻R16，所述第五电阻Rl 5和第六电阻Rl 6耦接的节点耦接于NPN三极管的基极，所述NPN三极管还耦接有继电器线圈，通过继电器线圈KMl驱动。所述基准单元102包括串联设置的第一电阻RU、第二电阻R12以及第三电阻R13，所述第一电阻Rll和第二电阻R12耦接的节点提供基准电压。所述第三电阻为可调电阻。需要说明的是加湿信号输出的基准值湿度范围应当小于较低的值。
[0026]参照图3所示，加湿驱动单元200包括第一继电器常开触点kml，其一端接于电源电平；
[0027]多谐震荡单元201，包括一555定时器，所述555定时器的输出端接于雾化片驱动单元301，用于为雾化片提供驱动信号;所述555定时器的第一引脚接地，第二引脚与第六引脚耦接，并与第一继电器常开触点之间串连有第八可调电阻R8和第七电阻R7，第七引脚接于第八可调电阻R8和第七电阻R7连接形成的结点，所述第二引脚与地端之间还串连有第一电容Cl，第五引脚与地端之间串连有第二电容C2。通过控制第八可调电阻R8可以控制其输出PWM波的占空比，通过设置第二电容C2的容量可以控制其输出的占空比。第七电阻R7阻值优选为10千欧，第八可调电阻R8阻值优选为IM欧姆，第一电容Cl容量优选为100 uF，第二电容C2容量选为0.01沾，其最大输出频率约为100000!12。对雾化片功能控制所需要的信号源有:
1、需要24V供电；2、需要一个可调的高频PffM信号，其输出频率最低要求为1.7MHZ。
[0028]变比单元202，接于555定时器的输出端和风机FANl驱动单元之间，将555定时器输出的电信号转换为风机FANl适用的驱动电信号。包括一光親隔离器，其输入端接于555定时器的第三引脚UoutI，其输出端为高电平输出，输出端与地端之间还耦接有一第三电容C3和与之并联的第九电阻R9，所述第三电容C3和第九电阻R9组成一个小型的RC震荡回路，其输出端接于第三比较器的正极，通过设置第三电容C3和第九电阻R9的参数可以改变其输出PWM波的占空比，将其变为可驱动风机FANl的电信号使用。所述光耦隔离器选用6N137，第三电容C3容量选为1uF，第九可调电阻最大阻值选为100欧姆，第三比较器选用LM355比较器。通过555定时器连接而成的多谐震荡单元201作为风机和雾化片的驱动单元，结构简单，大大节约了单元成本以及设计空间。参照图4，U0为555定时器的第三引脚Uoutl的输出PWM信号，Uout为变比单元20222对其占空比的控制原理，在此不做赘述。雾化片驱动单元301，其包括一输入引脚，如图4所示的是常见的驱动单元，555定时器的第三引脚Uoutl用于给雾化片提供驱动PWM波，控制雾化片震动。
[0029]参照图5所示，风机驱动单元401，第三比较器的输出端Uout2控制风机FANl使能，通过调节第九电阻R9可控制风机风速。所述的雾化片驱动单元301和风机驱动单元401，其控制开关管(Ml和M2)均选为MOS管，其相对于三极管更适合做风机FANl及雾化片的驱动单元开关管使用。通过这样设置，土壤水分内部检测到湿度过低时，加湿驱动单元200工作，保证其内部均匀加湿防止湿度过低初结。
[0030]本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1.一种恒湿交替灌溉系统，包括带喷水口的悬梁水管(I)、支撑柱(2)以及土壤水分传感器(I OI )，所述悬梁水管(I)与水池连通并由水池供水，所述悬梁水管(I)可在支撑柱(2)上滑移，所述土壤水分传感器(101)安放在作物根部用于检测湿度并输出采样电压，其特征在于:还包括湿度控制电路和设置在悬梁水管(I)上的雾化片和风机，所述湿度控制电路包括有 湿度检测模块，耦接于土壤水分传感器(101)，且当湿度低于第一预设值时，输出一加湿信号； 加湿驱动单元(200)，耦接并响应于加湿信号工作，并输出用于提供雾化片和风机工作的驱动信号； 雾化片驱动单元(301)，耦接于加湿驱动单元(200)并驱动雾化片工作； 风机驱动单元(401)，耦接于加湿驱动单元(200)并驱动风机工作；所述风机的出风口方向正对雾化片设置。2.如权利要求1所述的一种恒湿交替灌溉系统，其特征在于:所述湿度检测模块包括 基准单元(102)，用于提供一基准电压； 比较单元，耦接于土壤水分传感器(101)和基准单元(102)，当采样电压低于基准电压时，输出加湿信号。3.如权利要求2所述的一种恒湿交替灌溉系统，其特征在于:所述基准单元(102)包括串联设置的第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻和第二电阻耦接的节点提供基准电压。4.如权利要求3所述的一种恒湿交替灌溉系统，其特征在于:所述第三电阻设置为可调电阻。5.如权利要求1或2或3或4所述的一种恒湿交替灌溉系统，其特征在于:所述加湿驱动单元(200)包括多谐震荡单元和变比单元(202)，所述多谐振荡单元(201)耦接于雾化片驱动单元(301);所述变比单元(202)的输入端耦接于多谐振荡单元(201)，其输出端耦接于风机驱动单元(401)。6.如权利要求5所述的一种恒湿交替灌溉系统，其特征在于:所述多谐振荡单元(201)的供电端与电源之间耦接有继电器常开触点，所述湿度检测模块包括一继电器线圈，当输出加湿信号时，所述继电器线圈得电以使继电器常开触点闭合。
【专利摘要】一种恒湿交替灌溉系统，包括带喷水口的悬梁水管、支撑柱以及土壤水分传感器，所述悬梁水管与水池连通并由水池供水，所述悬梁水管可在支撑柱上滑移，所述土壤水分传感器安放在作物根部用于检测湿度并输出采样电压，还包括湿度控制电路和设置在悬梁水管上的雾化片和风机，所述湿度控制电路包括有湿度检测模块，耦接于土壤水分传感器，且当湿度低于第一预设值时，输出一加湿信号；加湿驱动单元，耦接并响应于加湿信号工作，并输出用于提供雾化片和风机工作的驱动信号；雾化片驱动单元，耦接于加湿驱动单元并驱动雾化片工作；风机驱动单元，耦接于加湿驱动单元并驱动风机工作；所述风机的出风口方向正对雾化片设置。
【IPC分类】A01G25/16, A01G25/00
【公开号】CN205385754
【申请号】CN201620097522
【发明人】乔书领
【申请人】中乔大三农智慧农业（北京）有限公司
【公开日】2016年7月20日
【申请日】2016年1月29日