一种基于计算机控制的自动配液设备的制作方法

本实用新型属于植物无土栽培设备领域，尤其涉及一种基于计算机控制的自动配液设备。

背景技术：

无土栽培是以草炭或森林腐叶土、膨胀蛭石等轻质材料做育苗基质固定植株，让植物根系直接接触营养液，采用机械化精量播种一次成苗的现代化育苗技术，是一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。在无土栽培技术中，能否为植物提供一种比例协调，浓度适量的营养液，是栽培成功的关键。

营养液是采用环境生物生态共生技术和菌根共生原理经生物发酵、化学螯合或者物理活化等工艺合成的一种新型营养液，是无土栽培的关键。因为最初的营养液配方来源于对土壤浸提液的化学成分的分析，而造成目前世界上发表的配方很多但大同小异的结果，然而通过分析不同作物的要求，使用不同的营养液配方仍然会对不同的植物的生长起着不同的作用。营养液配方中，差别最大的是其中氮和钾的比例，不同的比例会影响着植物的各方面能力，单纯使用人力配制营养液往往会因为人为的疏忽造成营养液各种成分的比例发生轻微的影响，从而对植物的生长造成一定的影响。同时依靠人力配制营养液不能实现标准化、大型化的种植产业，对无土栽培种植农业的发展产生制约，另外通过人力配制营养液会大大增加了工作人员的负担。

技术实现要素：

基于现有技术存在上述问题，本实用新型提供一种基于计算机控制的自动配液设备，其包括母液室、混液室、营养液室、PLC控制器和上位机，通过母液室存储一定量的母液，使用定量水泵吸取一定量的母液在混液室中混合成营养液原液，并在营养液室中调节营养液的浓度和pH值，通过上位机和PLC控制器控制定量水泵的吸液量，实现自动化配制多种营养液，本实用新型提供的一种基于计算机控制的自动配液设备具有自动化、标准化配制营养液和可以配制多种类营养液的优点。

一种基于计算机控制的自动配液设备，其包括母液室、混液室、营养液室、PLC控制器和上位机；

母液室包括定量水泵、母液分室和转盘；混液室包括进水管、出液管和混液池；营养液室包括pH检测设备、pH调节设备、水位控制设备、搅拌设备和营养液池；

母液室位于混液室上方，与混液室一体成型，其中的转盘位于母液室底部，母液分室通过螺纹连接固定在转盘上，定量水泵连通母液室和混液室，吸取母液分室的母液到混液室中；混液室中的进水管一端与混液池连接，一端对外与水管连接，混液池另一边通过出液管连接到营养液室；营养液室中的pH检测设备位于营养液池中部，镶嵌在营养液池壁上，与营养液池顶部的pH调节设备连接，水位控制设备位于营养液池壁，搅拌设备位于营养液池底部；PLC控制器通过有线连接到母液室、混液室和营养液室，协调和控制各功能室中的设备运行；上位机通过有线连接到PLC控制器。

所述的母液室还包括温度控制设备，将母液室温度控制在0-8℃，母液室中储存的母液是高浓度营养液，含有丰富的营养，低温环境可以抑制细菌的生长，延长营养液的保存时间，在0-8℃之间既可以对细菌生长起到一定的抑制作用，也不会因低温而导致营养液母液凝固。

所述的pH调节设备中装有高浓度的盐酸和氢氧化钾，盐酸和氢氧化钾容易配制，成本较低，而且盐酸和氢氧化钾在用于调节pH时会生成氯化盐和钾盐，不会对植物产生伤害，还会对营养液的养分起到一定的补充作用。

所述的母液室中的母液分室的数量为5-20个，每个母液分室具有独立的吸管，现今的营养液配方虽然繁多，但是其基本成分大同小异，所需要用到的母液大致一样，设置5-20个母液分室分装不同母液数量适中，同时满足可配制多种营养液和体积小节约空间两个要求，而且添加了独立的吸管，可以避免交叉使用定量水泵时会对母液造成污染。

所述的母液室中其中一个母液分室装有蒸馏水，每次定量水泵吸取营养液母液结束后，会吸取定量水泵的最大量的蒸馏水喷到混液室中，既可以清洗定量水泵内的残留营养液原液，也可以保证不会因为部分营养液残留在定量水泵中而影响配制成的营养液的各成分浓度。

所述的混液室中的出液管中具有单向阀，单向阀使营养液室中的营养液不能倒流回混液适中，保证营养液室中的营养液浓度。

所述的营养液室中pH检测设备是pH计，用于营养液配制完成后测试营养液的pH值，以方便调节营养液的pH值，使其符合植物生长的环境。

所述的母液室中的转盘能够围绕转盘圆心转动，母液分室固定于转盘上，随着转盘的转动，母液分室随之转动，使母液分室依次移动到定量水泵的吸取范围内，多个母液分室共同使用一个定量水泵，降低设备的制作成本。

所述的定量水泵能够根据PLC控制器的指令调节其吸取液体的量，上位机中储存着多种营养液配方，通过预先设定相关参数，PLC控制器调节定量水泵的洗液量，可以配制出多种营养液。

附图说明

图1，一种基于计算机控制的自动配液设备的结构示意图。

图2，一种基于计算机控制的自动配液设备的营养液室底部结构示意图。

其中，1-母液室，2-混液室，3-营养液室，4-PLC控制器，5-上位机，11-定量水泵，12-母液分室，13-转盘，21-进水管，22-出液管，23-混液池，31-pH检测设备，32-pH调节设备，33-搅拌设备，34-营养液池，35-水位控制设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的描述。

如附图所示的一种基于计算机控制的自动配液设备，其包括母液室1、混液室2、营养液室3、PLC控制器4和上位机5；

母液室1包括定量水泵11、母液分室12和转盘13；混液室2包括进水管21、出液管22和混液池23；营养液室3包括pH检测设备31、pH调节设备32、水位控制设备35、搅拌设备33和营养液池34；

母液室1位于混液室2上方，与混液室2一体成型，其中的转盘13位于母液室1底部，母液分室12通过螺纹连接固定在转盘13上，定量水泵11连通母液室1和混液室2，吸取母液分室12的母液到混液室2中；混液室2中的进水管21一端与混液池23连接，一端对外与水管连接，混液池23另一边通过出液管22连接到营养液室3；营养液室3中的pH检测设备31位于营养液池34中部，镶嵌在营养液池34壁上，与营养液池34顶部的pH调节设备32连接，水位控制设备35位于营养液池34壁，搅拌设备33位于营养液池34底部；PLC控制器4通过有线连接到母液室1、混液室2和营养液室3，协调和控制各功能室中的设备运行；上位机5通过有线连接到PLC控制器4。

作为优选实施例，母液室1还包括温度控制设备，通过温控设备的控制将母液室1温度控制在4℃，保证营养液的有效性。

作为优选实施例，pH调节设备32中装有高浓度的盐酸和氢氧化钾，根据pH检测设备31的检测的结果向营养液滴加盐酸或者氢氧化钾，调整营养液的pH值。

作为优选实施例，母液室1中的母液分室12的数量为13个，每个母液分室12具有独立的吸管，吸管能够与定量水泵11链接，吸取母液分室12中的母液。

作为优选实施例，母液室1中其中一个母液分室12装有蒸馏水，当定量水泵11吸取完所用营养液母液后吸取蒸馏水清洗定量水泵11中的营养液原液。

作为优选实施例，混液室2中的出液管22中具有单向阀。

作为优选实施例，营养液室3中pH检测设备31是pH计。

作为优选实施例，母液室1中的转盘13能够围绕转盘13圆心转动，定量水泵11吸取营养液母液，当吸取完成一种营养液母液后，转盘13围绕圆心转动，将已经取用的营养液母液分室12移开，同时将下个母液分室12移动到吸取范围，定量水泵11吸取下一种营养液母液。

作为优选实施例，定量水泵11能够根据PLC控制器4的指令调节其吸取液体的量，根据不同配方中的母液使用量调节定量水泵11的吸液量，从而配制出多种营养液。

种植人员首先配制好常用的营养液母液，将营养液母液装入各个母液分室12中，同时将基于计算机控制的自动配液设备的进水管21与蒸馏水制造机连接，然后在上位机5中设定需要使用的营养液配方。

启动基于计算机控制的自动配液设备，PLC控制器4控制进水管21放蒸馏水流入混液池23，同时调节定量水泵11的吸液量，控制定量水泵11吸取第一种营养液母液并将母液喷到混液池23中，然后转盘13转动，将已经取用的营养液母液分室12移开，同时将下个母液分室12移动到吸取范围，再次调节定量水泵11的洗液量，控制定量水泵11吸取下一种营养液母液，并喷到混液池23中，直至吸取完所有的营养液母液，定量水泵11吸取蒸馏水清洗水泵中残留的营养液母液，并喷射到混液池23中，此时进水管21持续向混液池23中进水，当混液室2中的液体超过一半混液池23容积时，PLC控制器4控制打开出液管22，营养液原液流入营养液室3中，搅拌设备33启动持续对营养液进行搅拌。当水位控制设备35检测到营养液池34中的营养液接近五分之四终体积时，PLC控制器4控制pH检测设备31启动检测营养液的pH值，并控制pH调节设备32对营养液pH进行调节，直至营养液体积达到预先设定的终体积时进水管21停止进水，基于计算机控制的自动配液设备将配制好的营养放出至植物栽培基质中。

当另一种植物需要更换营养液或者同一种植物在不同阶段需要更换营养液种类时，上位机5调整更新营养液配方，并向PLC控制器4发送新的营养液配方，PLC控制器4根据新的营养液配方控制基于计算机控制的自动配液设备配制新的营养液。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。