一种水肥一体化自动灌溉装置及系统的制作方法

本实用新型属于灌溉设备技术领域，具体涉及一种水肥一体化自动灌溉装置及系统。

背景技术：

随着农业向规模化、精细化、自动化方向的发展，这种新型农场或种植园种植作物呈现多元化趋势，同一种植园内有多种作物，不同作物对灌溉有不同的要求。种植面积大，灌溉工作强度大，对水肥的要求苛刻，有精确灌溉需求。由于农村农业人力数量逐年减少，用工成本大幅增加，因此农业水肥自动化要求越来越高。

传统农业或自动化程度不高的现代农场基本都是将喷滴灌及施肥设备和元件通过简单的组合，通过人工操作来实现作物的灌溉。这种方式各个环节都需要人工操作，由于不同的作物不同时期对水肥的要求不同，因此对工人的要求也比较高，工作强度大。但是对于现代化程度要求高的农场和规模化种植园，特别是种植的作物对水肥要求非常苛刻，必须进行精确灌溉的场合，就需要既可以针对不同作物不同时期需求定制精确水肥灌溉程序，又能省水省人工的全功能自动化灌溉。

针对不同作物需求定制精确灌溉程序实现无人值守的问题，我们提出了一种水肥一体化自动灌溉装置及系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种水肥一体化自动灌溉装置及系统，可以针对不同作物不同时期需求定制精确水肥灌溉，又能省水省人工的全功能自动化灌溉。

本实用新型提供了如下的技术方案：一种水肥一体化自动灌溉装置，包括控制柜、自吸泵、全自动沙石过滤器、全自动叠片过滤器、水力驱动网式过滤器、出水管，所述自吸泵出水端通过管道依次连接两组并列式的所述全自动沙石过滤器、两组并联式的所述全自动叠片过滤器和一组水力驱动网式过滤器，所述水力驱动网式过滤器的出水管接入灌溉主管；

所述自吸泵位于出水端的管道通过三通结构的第一电磁阀连接有回水管，所述回水管的一侧连接有第一压力表；

所述全自动沙石过滤器的入水端通过三通结构的第二电磁阀接入用于排污的污水管，第二电磁阀的侧部管道上设有用于恒定比例吸入液体肥料的第一自动比例泵，全自动沙石过滤器出水端的管道上设有第二压力表；

所述全自动叠片过滤器的入水端通过三通结构的第三电磁阀接入用于排污的污水管，第三电磁阀的侧部管道上设有用于恒定比例吸入液体肥料的第二自动比例泵，所述全自动叠片过滤器出水端的管道上设有第三压力表；

所述出水管上还设有智能水表和智能流量计。

本实用新型还提出了一种水肥一体化自动灌溉装置的系统，所述系统包括所述控制柜、与控制柜数据控制输出端相连的所述自吸泵、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，与控制柜数据控制输入端相连的第一压力表、第二压力表、第三压力表、智能水表和智能流量计，所述系统由所述控制柜供电。

有现有技术相比，本技术方案提出的水肥一体化自动灌溉装置及系统，有益效果在于：一方面，将现代电气控制、过程自动化测控、计量、智能电气保护、视频过程监视、水利物联网等技术与泵机组进行一体化系统集成，使之成为全智能水肥一体灌溉设备，另一方面，系统可以实时获取泵站电气设备、计量仪表的动态数据信息以及视频信息，可以进行智能化的数据统计分析并对泵站进行远程监测，可以针对不同作物不同时期需求定制精确水肥灌溉，又能省水省人工的全功能自动化灌溉。

进一步的，所述系统还包括设置在泵房内的湿度传感器和温度传感器，所述湿度传感器和温度传感器连接至控制柜的数据控制输入端。湿度传感器和温度传感器用于检测泵房内的温度和湿度数据。

进一步的，所述系统还包括设置在控制柜内的电压检测模块、电流检测模块、电量检测模块，电压检测模块、电流检测模块、电量检测模块连接至控制柜的数据控制输入端。电压检测模块、电流检测模块、电量检测模块用于检测控制柜的工作的状态。

进一步的，所述系统还包括用于检测自吸泵工作的压力传感器、瞬时流量传感器、水量传感器、蓄水池水位传感器。所述压力传感器、瞬时流量传感器、水量传感器、蓄水池水位传感器连接至控制柜的数据控制输入端。压力传感器、瞬时流量传感器、水量传感器、蓄水池水位传感器用于检测自吸泵的工作状态。

进一步的，所述系统还包括用于检测泵房内污水池水位传感器，污水池内设置有污水泵，污水池水位传感器连接至控制柜的数据控制输入端，污水泵连接至控制柜的控制输出端。污水池水位传感器用于检测污水池内的液位。

进一步的，所述控制柜的输出端还通过数据线连接有用于人机交互的显示器，所述显示器为触摸式显示屏。

进一步的，所述控制柜内还设有与控制终端进行远程控制的无线通信模块。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的系统框图；

图中标记为：控制柜1、自吸泵2、全自动沙石过滤器3、全自动叠片过滤器4、水力驱动网式过滤器5、出水管6、第一自动比例泵7、第二自动比例泵8、智能水表9、智能流量计10、第一电磁阀11、第一压力表12、第二压力表13、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第三压力表16、回水管17、污水管18。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本实用新型的结构特点。

参见图1-3，一种水肥一体化自动灌溉装置，包括控制柜1、自吸泵2、全自动沙石过滤器3、全自动叠片过滤器4、水力驱动网式过滤器5、出水管6，自吸泵2出水端通过管道依次连接两组并列式的全自动沙石过滤器3、两组并联式的全自动叠片过滤器4和一组水力驱动网式过滤器5，水力驱动网式过滤器5的出水管6接入灌溉主管。

自吸泵2位于出水端的管道通过三通结构的第一电磁阀11连接有回水管17，回水管17的一侧连接有第一压力表12，第一电磁阀11控制自吸泵2的自清洗。

全自动沙石过滤器3的入水端通过三通结构的第二电磁阀14接入用于排污的污水管18，第二电磁阀14的侧部管道上设有用于恒定比例吸入液体肥料的第一自动比例泵7，全自动沙石过滤器3出水端的管道上设有第二压力表13；全自动沙石过滤器3采用时间、压差的多种方式自动启动反冲洗，全自动运行，双罐结构依次反冲洗，反冲洗时不中断管路供水。

全自动叠片过滤器4的入水端通过三通结构的第三电磁阀15接入用于排污的污水管18，第三电磁阀15的侧部管道上设有用于恒定比例吸入液体肥料的第二自动比例泵8，全自动叠片过滤器4出水端的管道上设有第三压力表16；全自动叠片过滤器4采用与全自动沙石过滤器3相同的反冲洗方法，采用时间、压差的多种方式自动启动发冲洗，全自动运行，双罐结构依次发冲洗，反冲时不中断管路供水。

出水管6上还设有智能水表9和智能流量计10，智能水表9和智能流量计10用于检测出水管6的浇灌水量和流量。

本实用新型还提供了一种水肥一体化自动灌溉装置的系统，系统包括控制柜1、与控制柜1数据控制输出端相连的自吸泵2、第一电磁阀11、第二电磁阀14和第三电磁阀15，与控制柜1数据控制输入端相连的第一压力表12、第二压力表13、第三压力表16、智能水表9和智能流量计10，系统由控制柜1供电。

系统还包括设置在泵房内的湿度传感器和温度传感器，湿度传感器和温度传感器连接至控制柜1的数据控制输入端，湿度传感器和温度传感器用于检测泵房内的温度和湿度数据。

系统还包括设置在控制柜1内的电压检测模块、电流检测模块、电量检测模块，电压检测模块、电流检测模块、电量检测模块连接至控制柜1的数据控制输入端。电压检测模块、电流检测模块、电量检测模块用于检测控制柜的工作的状态。

系统还包括用于检测自吸泵2工作的压力传感器、瞬时流量传感器、水量传感器、蓄水池水位传感器，压力传感器、瞬时流量传感器、水量传感器、蓄水池水位传感器连接至控制柜1的数据控制输入端。压力传感器、瞬时流量传感器、水量传感器、蓄水池水位传感器用于检测自吸泵的工作状态。

系统还包括用于检测泵房内污水池水位传感器，污水池内设置有污水泵，污水池水位传感器连接至控制柜1的数据控制输入端，污水泵连接至控制柜1的控制数据输出端。污水池水位传感器用于检测污水池内的液位。

控制柜1为恒压变频控制柜，控制柜1上还设有用于人机交互的显示器，显示器为触摸式显示屏。

控制柜1内还设有与控制终端进行远程控制的无线通信模块，无线通信模块采用4g或5g技术模块，控制终端可以是智能手机、平板或pc终端。

该系统可以实时获取泵站电气设备、计量仪表的动态数据信息以及视频信息，可以进行智能化的数据统计分析并对泵站进行远程监测。

·监测供水泵房的温度、湿度等环境参数；

·监测供水泵房供电电压、供电电流、电量等供电状态；

·监测自吸泵2工作压力、瞬时流量、工作水量、蓄水池水位；

·监测泵房内污水积水池水位，根据水位控制污水泵排水。

本实用新型的水肥一体化自动灌溉装置及系统，一方面，将现代电气控制、过程自动化测控、计量、智能电气保护、视频过程监视、水利物联网等技术与泵机组进行一体化系统集成，使之成为全智能水肥一体灌溉设备，另一方面，系统可以实时获取泵站电气设备、计量仪表的动态数据信息以及视频信息，可以进行智能化的数据统计分析并对泵站进行远程监测，可以针对不同作物不同时期需求定制精确水肥灌溉，又能省水省人工的全功能自动化灌溉。

具体的，在使用时，控制柜1可实现管道水压恒定具有在种植区域阀门随用随开的便捷性，并实现按需恒压供水，最大限度的降低系统运行能耗；变频柜配备触摸屏控制、供水计量、瞬时流速监测、低水位保护等过程自动化控制系统。

水力驱动网式过滤器5是自驱动式水力过滤器，是利用水的压力这一物理特性，完成对杂质的吸吮出去。原水从进口端进入，通过粗滤网进行粗滤后，进入精滤网由出口端流出，经过一段时间工作后，精滤网内杂质增多，进出口端压力差升高，当压力差达到一定的设定限度时，第二压力表13和第三压力表16内置的压差传感器发出信号，控制柜1内的电子控制器控制第三电磁阀15切换水路，水力活塞推动吸吮筒进行反复式清洗，同时由于水流的作用，驱动水力马达转动，带动吸吮筒螺旋运动，清洗出的杂质由排污阀排出，直至压力差降到设定值以内，可实现由压力差、时间和手动三种控制。

第一自动比例泵7和第二自动比例泵8用流动压力水为动力，水压流失低且不需要其它的任何动力设置。自动比例泵内的水动力引擎驱动比例泵，可以在变化的水压和流速下以恒定比率将液体肥料直接吸入并且溶于水流中。可通过预定程序实现电磁阀控制施肥开关。

系统实现实时数据显示、显示地理信息图、数据统计存储及分析、可生成报表和打印、系统解决以下问题:灌溉泵房分散，不便管理，使用方式传统，人工现场操作，效率低下，维护保养不及时，故障频发，无序取水，造成水资源的浪费。

系统可灵活设置数据采集周期，对于变化频繁、重要的监测信息，特别是与远程控制相关的信息，设计较短采集周期(例如：10秒)，对于变化缓慢、不太重要的监测信息设置为较长的采集周期(例如：5分钟)。这样既满足了系统对数据采集的要求，又节省了无线传输数据流量或降低对有线带宽的要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。