有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统的制作方法
【专利摘要】本发明是一种有底蒸渗测坑自适应控制灌溉排水系统，其结构包括判断电路和控制电路两部分组成；其中判断电路中的测坑电路电磁铁5的A极与控制电路中的大田电路电磁铁9的B极相接，测坑电路电磁铁5的另一A，极与阳极测坑金属探丝6相接，控制电路中的大田电路电磁铁9的另一B，极与阳极大田金属探丝10相接。优点：自适应调整有底蒸渗测坑内的灌溉水位，使有底蒸渗测坑内的作物灌溉水深情况始终与大田保持一致；通过闭合控制电路，同时打开灌溉和排水泵站，采取边灌边排的方式降低有底蒸渗测坑内的土壤盐分含量；从而极大地减少灌溉试验中的人工灌溉排水和置换有底蒸渗测坑内土壤的劳动强度。
【专利说明】有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统。
【背景技术】
[0002]有底蒸渗测坑是农业灌溉试验中广泛应用的一种试验设备，通常用于作物蒸发蒸腾量的测定。根据灌溉试验规范(SL13-2004)中的要求，蒸渗测坑的土壤表面积一般不宜小于4m2，测坑内的装土深度一般在0.8?2.0m。实际使用中，根据大田地下水位的变化，相应调整测坑内的地下水位值，使得测坑内的水位与大田一致。通过测坑灌排水量的差值，计算出农作物的净灌溉耗水量，并由此折算成相应的作物蒸发蒸腾量。
[0003]常规的有底蒸渗测坑供排水系统中，测坑内的地下水位控制，是通过调节与测坑相连的平水漏斗的溢流堰的高程实现。目前，大多数的蒸渗侧坑都是依靠人工上下移动平水漏斗的上下位置来实现侧坑内的地下水位高程调整的目的。同时，依靠马氏瓶计量供排水量，通过供排水量差值计算出作物的净灌溉耗水量。
[0004]现有的设备主要存在以下问题:
(I)采用人工的方式，对于小型的、土层厚度不大的测坑尚为可行，但对于土层厚度在
1.5m以上的测坑，操作困难，实用性不强，无法满足灌溉试验的要求。
[0005](2)作物生长过程中，由于作物蒸发蒸腾量始终存在，导致大田内的地下水位时刻都在变化。而采用人工方式调整地下水位，通常是在每天的固定时间点或者是大田与测坑内地下水位相差到一定程度时才进行,使得测坑内的水位变化情况始终滞后于大田水位变化，造成测坑内的作物灌溉与大田不一致，人为增大了灌溉试验的误差。
[0006](3)由于有底蒸渗测坑是一个四周和底部封闭的装置，土壤中的水分与外界隔绝。在进行一段时间试验后，由于农药、化肥施用后，测坑内土壤中盐分含量会累积，往往需要通过置换测坑内的土壤来解决，劳动强度大，且使得测坑内的原状土层受到了破坏，不利于灌溉试验的开展。
【发明内容】
[0007]本发明提出的是一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统。其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，当大田中土壤水位因作物的蒸腾蒸发或相关的农事操作导致灌溉水位发生变化时，装置能够根据大田中的水位变化量，自动调整有底蒸渗测坑中的水位，使得有底蒸渗测坑的灌溉水位始终与大田相一致。此外，当测坑内土体中盐分含量积累到一定程度时，可以通过边灌边排的洗盐方式，将测坑内的盐分降低到一个合理范围。
[0008]本发明的技术解决方案:其结构是包括判断电路和控制电路两部分组成；其中判断电路中的测坑电路电磁铁的A极与控制电路中的大田电路电磁铁的B极相接，测坑电路电磁铁的另一 A，极与阳极测坑金属探丝相接，控制电路中的大田电路电磁铁的另一 B，极与阳极大田金属探丝相接；所述判断电路包括测坑判断电路、大田判断电路和触点机构；所述控制电路包括测坑排水控制电路、测坑灌水控制电路、控制电路闭合机构。[0009]本发明的有益效果是:能够根据大田的地下水位埋深变化情况，自适应调整有底蒸渗测坑内的灌溉水位，使得有底蒸渗测坑内的作物灌溉水深情况始终与大田保持一致。此外，为解决试验过程中测坑内土壤中盐分积累的问题，可以通过闭合控制电路，同时打开灌溉和排水泵站，采取边灌边排的方式降低有底蒸渗测坑内的土壤盐分含量。从而极大地减少灌溉试验中的人工灌溉排水和置换有底蒸渗测坑内土壤的劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是带底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统结构示意图。
[0011]图2是带底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统的工作流程图。
[0012]图中A是测坑排水井、B是有测坑灌水井、C是测坑水位观测井、D大田水位观测井、I是阴极测坑金属探丝、2是判断电路测坑指示灯、3是判断电路电源、4是判断电路开关、5是测坑电路电磁铁、6是阳极测坑金属探丝、7是阴极大田金属探丝、8是判断电路大田指示灯、9是大田电路电磁铁、10是阳极大田金属探丝、11是判断电路动触点、12是控制电路排水静触点、13是复位弹簧、14是控制电路电源、15是排水电路继电器、16是排水泵站、17是排水流量计、18是排水管、19是控制电路灌水静触点、20是灌水电路继电器、21是灌水泵站、22是灌水流量计、23是测坑灌水管、24是测坑底层滤料、25是有底蒸渗测坑、26是控制电路闭合旋钮、27是触点机构支架、28是控制电路排水触点、29是控制电路灌水触点。
【具体实施方式】
[0013]对照图1，带底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其结构是测坑排水井A、测坑灌水井B、测坑水位观测井C、大田水位观测井D的一端插入底蒸渗测坑25内，底蒸渗测坑25内装有测坑底层滤料24。
[0014]所述测坑排水井A的另一端内插有排水管18的一端，测坑灌水井B的另一端内插有测坑灌水管23的一端，测坑水位观测井C的另一端内插有阴极测坑金属探丝I和阳极测坑金属探丝6的一端，大田水位观测井D的另一端内插有阴极大田金属探丝7和阳极大田金属探丝10的一端。
[0015]所述插有排水管18的另一端连接排水流量计17的一端，排水流量计17的另一端接排水泵站16的一端，测坑灌水管23的另一端连接灌水流量计22的一端，灌水流量计22的另一端接灌水泵站21的一端，阴极测坑金属探丝I的另一端串接判断电路测坑指示灯2、判断电路电源3负端和判断电路大田指示灯8的一端，判断电路大田指示灯8的另一端接阴极大田金属探丝7的另一端，阳极测坑金属探丝6的另一端接测坑电路电磁铁5的A极，测坑电路电磁铁5的另一 A’极连接判断电路开关4、大田电路电磁铁9的B极，大田电路电磁铁9的另一 B’极接阳极大田金属探丝10的另一端。
[0016]所述排水泵站16的另一端接排水电路继电器15的一端，排水电路继电器15的另一端上有控制电路排水静触点12、控制电路排水触点28，其中控制电路排水静触点12与测坑电路电磁铁5相触。
[0017]所述灌水泵站21的一端接灌水流量计22，另一端接灌水电路继电器20的一端，灌水电路继电器20的另一端上有控制电路灌水静触点19，控制电路灌水触点29。
[0018]控制电路电源14的负端串接控制电路闭合旋钮26、控制电路排水静触点12、复位弹黃13。
[0019]灌水电路继电器20的三端上有控制电路灌水触点29、判断电路动触点11，其中判断电路动触点11与大田电路电磁铁9相触。
[0020]大田水位观测井D的外围上装有触点机构支架27。
[0021]所述的阴极测坑金属探丝1、判断电路测坑指示灯2、判断电路电源3、探测电路开关4 (闭合)、测坑电路电磁铁5、阳极测坑金属探丝6相互串联而成的测坑判断电路。
[0022]所述的阴极大田金属探丝7、判断电路大田指示灯8、判断电路电源3、判断电路开关4 (闭合)、大田电路电磁铁9、阳极大田金属探丝10相互串联而成的大田判断电路。
[0023]由判断电路动触点11、复位弹簧13和触点机构支架27组成触点机构。
[0024]由测坑判断电路、大田判断电路、触点机构构成了本发明的测坑判断电路部分。
[0025]由控制电路排水静触点12、控制电路排水触点28、排水电路继电器15、控制电路电源14串联而成测坑排水控制电路，排水电路继电器15连接排水泵站16，控制排水泵站16的工作状态。
[0026]由控制电路灌水静触点19、控制电路灌水触点29、灌水电路继电器20、控制电路电源14串联而成测坑灌水控制电路，灌水电路继电器20连接灌水泵站21，控制排水泵站21的工作状态。
[0027]由闭合旋钮26、控制电路排水触点28、控制电路灌水触点29组成控制电路闭合机构。通过旋转闭合旋钮26，使得控制电路排水触点28、控制电路灌水触点29短路，控制电路闭合。
[0028]由测坑排水控制电路、测坑灌水控制电路、控制电路闭合机构构成了本发明的控制电路部分。
[0029]由测坑判断电路和控制电路两部分构成了带底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其中测坑判断电路中的测坑电路电磁铁5的A极与控制电路中的大田电路电磁铁9的B极相接，测坑电路电磁铁5的另一 A，极与阳极测坑金属探丝6相接，控制电路中的大田电路电磁铁9的另一 B，极与阳极大田金属探丝10相接。
[0030]实施例1
如图2所示，开启闭合判断电路开关4，判断电路测坑指示灯2、判断电路大田指示灯8均发光，系统开始工作，土壤盐分< 4%，测坑内的水位低于大田内的水位，则测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝I和阳极测坑金属探丝6露出水面的总长度大于大田判断电路中的阴极大田金属探丝7和阳极大田金属探丝10露出水面的总长度，导致测坑判断电路中的电阻值大于大田判断电路中的电阻值。由于测坑判断电路与大田判断电路均采用判断电路电源3供电，电压相同情况下，电阻值大的电流值小。相同导线匝数的电磁铁，磁力的大小随电流的减少而降低。从而使得大田判断电路中的大田电路电磁铁5对判断电路动触点11的吸力小于测坑电路电磁铁9的吸力，判断电路动触点11与控制电路灌水静触点19接触，测坑灌水控制电路闭合，灌水泵站21开始工作，对有底蒸渗测坑25灌水，测坑水位上升。当有底蒸渗测坑25水位升至与大田水位一致时，测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝I和阳极测坑金属探丝6露出水面的总长度与大田判断电路中的阴极大田金属探丝7和阳极大田金属探丝10露出水面的总长度一样，测坑判断电路与大田判断电路中的电阻值恢复一致，原先的测坑电路电磁铁5与大田电路电磁铁9吸力大小相等，判断电路动触点11在复位弹簧13的作用下复位，测坑灌水控制电路断路，灌水泵站21停止工作。
[0031]实施例2
如图2所示，闭合判断电路开关4，判断电路测坑指示灯2、判断电路大田指示灯8均发光，系统开始工作，土壤盐分< 4%，在测坑内的水位高于大田内的水位时，则测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝I和阳极测坑金属探丝6露出水面的总长度小于大田判断电路中的阴极大田金属探丝7和阳极大田金属探丝10露出水面的总长度，导致测坑判断电路中的电阻值小于大田判断电路中的电阻值。由于测坑判断电路与大田判断电路均采用判断电路电源3供电，电压相同情况下，电阻值小的电流值大。相同导线匝数的电磁铁，磁力的大小随电流的增加而升高。从而使得大田判断电路中的大田电路电磁铁5对判断电路动触点11的吸力大于测坑电路电磁铁9的吸力，判断电路动触点11与控制电路灌水静触点12接触，测坑排水控制电路闭合，排水泵站16开始工作，对有底蒸渗测坑25排水，测坑水位下降。当有底蒸渗测坑25水位升至与大田水位一致时，测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝I和阳极测坑金属探丝6露出水面的总长度与大田判断电路中的阴极大田金属探丝7和阳极大田金属探丝10露出水面的总长度一样，测坑判断电路与大田判断电路中的电阻值恢复一致，原先的测坑电路电磁铁5与大田电路电磁铁9吸力大小相等，判断电路动触点11在复位弹簧13的作用下复位，测坑排水控制电路断路，排水泵站16停止工作。
[0032]实施例3
试验过程中，若发现测坑内的土壤盐分含量> 4%，不利于灌溉试验开展时，可以直接旋转控制电路闭合旋钮26，使得控制电路排水触点28、控制电路灌水触点29短路，控制电路闭合。灌水泵站21和排水泵站16同时工作，对有底蒸渗测坑25采取边灌边排的方式洗盐，达到降低有底蒸渗测坑25内土壤中的盐分含量的目的。
【权利要求】
1.一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是包括判断电路和控制电路两部分组成；其中判断电路中的测坑电路电磁铁的A极与控制电路中的大田电路电磁铁的B极相接，测坑电路电磁铁的另一 A’极与阳极测坑金属探丝相接，控制电路中的大田电路电磁铁的另一 B’极与阳极大田金属探丝相接；所述判断电路包括测坑判断电路、大田判断电路和触点机构；所述控制电路包括测坑排水控制电路、测坑灌水控制电路、控制电路闭合机构。
2.根据权利要求1所述的一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是所述测坑判断电路包括由阴极测坑金属探丝、判断电路测坑指示灯、判断电路电源、闭合的判断电路开关、测坑电路电磁铁、阳极测坑金属探丝相互串联而成。
3.根据权利要求1所述的一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是所述大田判断电路由阴极大田金属探丝、判断电路大田指示灯、判断电路电源、闭合的判断电路开关、大田电路电磁铁、阳极大田金属探丝相互串联而成。
4.根据权利要求1所述的一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是所述触点机构包括判断电路动触点、复位弹簧和触点机构支架。
5.根据权利要求1所述的一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是所述测坑判断电路:测坑判断电路由阴极测坑金属探丝、判断电路测坑指示灯、判断电路电源、闭合的探测电路开关、测坑电路电磁铁、阳极测坑金属探丝相互串联，通过测坑内的液体导电形成闭合回路。
6.根据权利要求1所述的一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是所述大田判断电路由阴极大田金属探丝、判断电路大田指示灯、判断电路电源、闭合的判断电路开关、大田电路电磁 铁、阳极大田金属探丝相互串联,通过大田内的液体导电形成闭合回路。
7.根据权利要求1所述的一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是所述控制电路闭合机构由闭合旋钮、控制电路排水触点、控制电路灌水触点组成，通过旋转闭合旋钮，使得控制电路排水触点、控制电路灌水触点短路，控制电路闭合。
8.如权利要求1的一种有底蒸渗测坑自适应控制灌溉排水方法，其特征是开启闭合判断电路开关，判断电路测坑指示灯、判断电路大田指示灯均发光，系统开始工作，土壤盐分< 4%，若测坑内的水位低于大田内的水位，则测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝和阳极测坑金属探丝露出水面的总长度大于大田判断电路中的阴极大田金属探丝和阳极大田金属探丝露出水面的总长度，导致测坑判断电路中的电阻值大于大田判断电路中的电阻值；由于测坑判断电路与大田判断电路均采用判断电路电源供电，电压相同情况下，电阻值大的电流值小；相同导线匝数的电磁铁，磁力的大小随电流的减少而降低；从而使得大田判断电路中的大田电路电磁铁对判断电路动触点的吸力小于测坑电路电磁铁的吸力，判断电路动触点与控制电路灌水静触点接触，测坑灌水控制电路闭合，灌水泵站开始工作，对有底蒸渗测坑灌水，测坑水位上升；当有底蒸渗测坑水位升至与大田水位一致时，测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝和阳极测坑金属探丝露出水面的总长度与大田判断电路中的阴极大田金属探丝和阳极大田金属探丝露出水面的总长度一样，测坑判断电路与大田判断电路中的电阻值恢复一致，原先的测坑电路电磁铁与大田电路电磁铁吸力大小相等，判断电路动触点在复位弹簧的作用下复位，测坑灌水控制电路断路，灌水泵站停止工作；若测坑内的水位高于大田内的水位时，则测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝和阳极测坑金属探丝露出水面的总长度小于大田判断电路中的阴极大田金属探丝和阳极大田金属探丝露出水面的总长度，导致测坑判断电路中的电阻值小于大田判断电路中的电阻值；由于测坑判断电路与大田判断电路均采用判断电路电源供电，电压相同情况下，电阻值小的电流值大；相同导线匝数的电磁铁，磁力的大小随电流的增加而升高；从而使得大田判断电路中的大田电路电磁铁对判断电路动触点的吸力大于测坑电路电磁铁的吸力，判断电路动触点与控制电路灌水静触点接触，测坑排水控制电路闭合，排水泵站开始工作，对有底蒸渗测坑排水，测坑水位下降；当有底蒸渗测坑水位升至与大田水位一致时，测坑判断电路中的阴极测坑金属探丝和阳极测坑金属探丝露出水面的总长度与大田判断电路中的阴极大田金属探丝和阳极大田金属探丝露出水面的总长度一样，测坑判断电路与大田判断电路中的电阻值恢复一致，原先的测坑电路电磁铁与大田电路电磁铁吸力大小相等，判断电路动触点在复位弹簧的作用下复位，测坑排水控制电路断路，排水泵站停止工作。
9.如权利要求8所述的一种有底蒸渗测坑自适应控制灌溉排水方法，其特征是测坑内的土壤盐分含量>4%，不利于灌溉试验开展时，可以直接旋转控制电路闭合旋钮，使得控制电路排水触点、控制电路灌水触点短路，控制电路闭合；灌水泵站和排水泵站同时工作，对有底蒸渗测坑采取边灌边排的方式洗盐，达到降低有底蒸渗测坑内土壤中的盐分含量的目的。
10.一种有底蒸渗测坑的自适应控制灌溉排水系统，其特征是测坑排水井、测坑灌水井、测坑水位观测井、大田水位观测井的一端插入底蒸渗测坑内，底蒸渗测坑内装有测坑底层滤料； 所述测坑排水井的另一端内插有排水管的一端，测坑灌水井的另一端内插有测坑灌水管的一端，测坑水位观测井的另一端内插有阴极测坑金属探丝和阳极测坑金属探丝的一端，大田水位观测井的另一端内插有阴极大田金属探丝和阳极大田金属探丝的一端； 所述插有排水管的另一端连接排水流量计的一端，排水流量计的另一端接排水泵站的一端，测坑灌水管的另一端连接灌水流量计的一端，灌水流量计的另一端接灌水泵站的一端，阴极测坑金属探丝的另一端串接判断电路测坑指示灯、判断电路电源负端和判断电路大田指示灯的一端，判断电路大田指示灯的另一端接阴极大田金属探丝的另一端，阳极测坑金属探丝的另一端接测坑电路电磁铁的A极，测坑电路电磁铁的另一 A’极连接判断电路开关、大田电路电磁铁的B极,大田电路电磁铁的另一 B’极接阳极大田金属探丝的另一端；所述排水泵站的另一端接排水电路继电器的一端，排水电路继电器的另一端上有控制电路排水静触点、控制电路排水触点，其中控制电路排水静触点与测坑电路电磁铁相触；所述灌水泵站的另一端接灌水电路继电器的一端，灌水电路继电器的另一端上有控制电路灌水静触点，控制电路灌水触点，控制电路电源的负端串接控制电路闭合旋钮、判断电路动触点、复位弹簧； 灌水电路继电器的三端上有控制电路灌水触点、判断电路动触点，其中判断电路动触点与大田电路电磁铁相触； 大田水位观测井的外围上装有触点机构支架。
【文档编号】G05B19/04GK104020690SQ201410251556
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】刘德斌, 苏瑛, 杨延春, 邹志国 申请人:江苏省沿海水利科学研究所, 盐城工学院