一种智能中频超声雾化栽培器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及气雾栽培，特指一种智能中频超声雾化栽培器。其包括：中频超声雾化器、温湿度传感器、带MCU和继电器的控制柜、雾化室、轴流式风扇、雾气输送管道、营养液回流管道及栽培箱。其特征在于所述的温湿度传感器采集根域环境温湿度，通过MCU控制喷头的喷雾量和喷雾时间、风扇的转速和通风时间，从而控制根域环境的温度和湿度，使植物始终处于最佳环境中，实现智能控制；该装置采用中频超声雾化器，其电路结构简单、驱动电压低，雾化量大、工作效率高；雾气输送管道及营养液回流管道保证营养液循环利用，使雾气利用率高，节约能源。
【专利说明】一种智能中频超声雾化栽培器
【技术领域】
[0001]本发明涉及气雾栽培，特指一种智能中频超声雾化栽培器。
【背景技术】
[0002] 气雾栽培是一种最为节水的栽培模式，虫害的控制可减少75%以上，可以无需甲溴基的土壤消毒，对环境的污染可以有效控制，气雾培的营养液在一个严密的闭锁型循环系统中完成养分与水分的供给，可以实现零外排，做到可持续不污染环境的效果；根部完全悬挂于空中栽培，不需传统土壤为媒介的耕作，没有任何水土流失之提忧；目前在园艺生产与研究上都是最具开发潜力与前景的技术，是以前任何一种栽培模式所不能比拟的，可以大幅度地提高生产的质量与数量，大大减少人力、肥料、水及农药的投入，是未来温室栽培的一个主要发展项目与高效农业技术。 雾化喷头作为气雾培系统的关键核心部件，其性能直接影响气雾培的效果，目前国内外的超声雾化都是通过陶瓷厚度方向的超声振动(或者通过陶瓷厚度方向振动驱动雾化喷嘴)来雾化营养液，存在驱动电路电压高、电路极其复杂、系统发热严重、喷头工作效率低、安全性低、可靠性差以及雾滴易泄漏等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明旨在发明一种采用中频超声雾化器进行喷雾，雾化量大、雾滴尺寸可以根据作物实时生长需求智能调节、安全性以及可靠性高的智能中频超声雾化栽培器。
[0004]本发明所述的栽培装置包括中频超声雾化器(其频率范围80-200K)、温湿度传感器、带MCU和继电器的控制柜、雾化室、轴流式风扇、雾气输送管道、营养液回流管道和栽培箱；栽培箱的前壁上设有均匀间距的定植孔，用来栽培植物；箱内安装温湿度传感器，采集根域环境温湿度；栽培箱外侧一侧安装控制柜，其中装有MCU和继电器，MCU与温湿度传感器连接，栽培箱与控制柜同侧底部设有雾化室，雾化室内部装有营养液，中频超声雾化器均匀布置在定位板上，定位板两端用泡沫连接，放在装有营养液的雾化室内，使得中频超声雾化器的下表面与营养液的上表面重合；雾化室顶部设有轴流式风扇、雾气输送管道和营养液回流管道；轴流式风扇与雾化室相通，在风力作用下，雾化室内的雾滴通过雾滴输送管道从栽培箱上端进入栽培箱，当栽培箱内的营养液高度达到营养液回流管道上的孔的高度时便从栽培箱下端回流到雾化室，使营养液循环利用；继电器连接中频超声雾化器和轴流式风扇；MCU接收到传感器测得的温度值和相对湿度值来控制风扇的转速和通风时间、喷头的喷雾量和喷雾时间，从而控制根域环境的温度和湿度，实现智能控制；本装置的营养液在一个严密的闭锁型循环系统中完成养分与水分的供给，可以实现零外排，做到智能可持续不污染环境的效果。
[0005]所述栽培箱内安装温湿度传感器，应将温湿度传感器固定在栽培箱前壁内壁并靠近植物根部。
[0006]所述中频超声雾化器由金属端帽和压电陶瓷组成，金属端帽为一铜金属圆片，其直径为10-25mm,厚度大于0.5mm并小于Imm,金属圆片的中间有直径为3mm的圆形凸起,在金属端帽的下侧有与金属端帽形状大小相配合的环形压电陶瓷，压电陶瓷厚度为1.5mm，压电陶瓷圆环小圆直径为8mm,大圆直径与金属端帽直径一致为10-25_ ;金属端帽和压电圆片均连接控制线，控制线的另一端连接继电器，中频超声雾化器通过压电陶瓷的径向运动，带动金属端帽的轴向运动，从而产生大量的雾。
[0007]所述中频超声雾化器均匀布置在定位板上指中频超声雾化器放在定位板上，板上共放有五十个雾化器，分成五排，每一排10个为I组,5组的频率各不相同。
[0008]所述栽培箱的前壁上设有均匀间距的定植孔，定植孔直径为2cm，孔内插有植物，植物与孔壁的接触处用海绵固定防止漏气。
[0009]现有的超声雾化器存在驱动电路电压高(24v以上)、电路极其复杂、系统发热严重、喷头工作效率低等缺点，而本装置的中频超声雾化器具有电路结构简单、驱动电压低、电路基本不发热、雾化量大、雾滴尺寸可以根据作物实时生长需求智能调节、安全性以及可靠性高等特点，更具有实用性。
[0010]综上所述，本发明采用一种基于径向振动的中频超声雾化喷头进行喷雾，其雾化量大、雾滴尺寸可以根据作物实时生长需求智能调节、安全性以及可靠性高的智能中频超声雾化栽培器。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1智能中频超声雾化栽培器轴侧图；
图2智能中频超声雾化栽培器右视图；
图3雾化室放大图；` 图4中频超声雾化器排布及安装定位图；
图5中频超声雾化器结构示意图；
图6中频超声雾化器工作过程示意图；
图7控制电路意图；
图8定植孔局部图；
1、雾气输送管道；2、控制柜；3、温湿度传感器；4、营养液回流管道；5、轴流式风扇；6、雾化室；7、中频超声雾化器；8、栽培箱；9、定植孔；10、泡沫板；11、定位板；12、中频超声雾化器控制线；13、金属端帽；14、压电陶瓷；15、拉伸后的压电振子；16、收缩后的压电振子；17、海绵；18、植物；19、温湿度传感器控制线；20、铁丝。
【具体实施方式】
[0012]结合图1，栽培箱8的前壁上均匀钻有直径2cm的定植孔9，孔内插有植物18，接触处用海绵17固定防止漏气；温湿度传感器3用铁丝支撑，放置在栽培箱8中(如图8)，与MCU连接，栽培箱8的右外侧安装控制柜2，其内有MCU和继电器，MCU接收到温湿度传感器3测得的温度值和相对湿度值来控制轴流式风扇5的转速和通风时间、中频超声雾化器7的喷雾量和喷雾时间，从而控制根域环境的温度和湿度，实现智能控制；结合图4，图7，定植位板11上共有50个中频超声雾化器7，将中频超声雾化器分成5组，每组频率各不相同，例如80 K，107K，150K，180K，200K，从而每组产生不同粒径的雾滴，更有利于植物生长，每一组有10个中频超声雾化器7，产生的雾滴总量满足植物生，每一组中频超声雾化器7连接一个继.电器，共有6个继电器，其电压均为5V，其中5个继电器分别连接5组中频超声雾化器7，中频超声雾化器7的电压均为5V，I个继电器连接轴流式风扇5，轴流式风扇5的电压为12V ；结合图5、图6，中频超声雾化器7由金属端帽13和压电陶瓷14组成，金属端帽13为一铜金属圆片，其直径为10-25mm,厚度大于0.5mm并小于Imm,金属圆片的中间有直径为3mm的圆形凸起，在金属端帽13的下侧有与金属端帽13形状大小相配合的环形压电陶瓷14，压电陶瓷14的厚度为1.5mm,压电陶瓷14圆环小圆直径为8mm,大圆直径与金属端帽13直径一致为10-25_，金属端帽13和压电陶瓷14均连接控制线，每组控制线的另一端连接继电器，中频超声雾化器7安装在定位板11上，定位板11两端安装泡沫板10，使定位板11浮在雾化室6的营养液上，中频超声雾化器7的下表面与营养液的上表面重合,中频超声雾化器7通过压电陶瓷14的径向运动，带动金属端帽13的轴向运动，产生大量雾滴，在轴流式风扇5的作用下，雾滴通过雾气输送管道1，进入栽培箱8，当栽培箱8内的营养液高度达到营养液回流管道4上的孔的高度时便回流到雾化室6。
【权利要求】
1.一种智能中频超声雾化栽培器，其特征在于:所述栽培器包括中频超声雾化器、温湿度传感器、带MCU和继电器的控制柜、雾化室、轴流式风扇、雾气输送管道、营养液回流管道和栽培箱；栽培箱的前壁上设有均匀间距的定植孔，用来栽培植物；箱内安装温湿度传感器，采集根域环境温湿度；栽培箱外侧一侧安装控制柜，其中装有MCU和继电器，MCU与温湿度传感器连接，栽培箱与控制柜同侧底部设有雾化室，雾化室内部装有营养液，中频超声雾化器均匀布置在定位板上，定位板两端用泡沫连接，放在装有营养液的雾化室内，使得中频超声雾化器的下表面与营养液的上表面重合；雾化室顶部设有轴流式风扇、雾气输送管道和营养液回流管道；轴流式风扇与雾化室相通，在风力作用下，雾化室内的雾滴通过雾滴输送管道从栽培箱上端进入栽培箱，当栽培箱内的营养液高度达到营养液回流管道上的孔的高度时便从栽培箱下端回流到雾化室，使营养液循环利用；继电器连接中频超声雾化器和轴流式风扇；MCU接收到传感器测得的温度值和相对湿度值来控制风扇的转速和通风时间、喷头的喷雾量和喷雾时间，从而控制根域环境的温度和湿度，实现智能控制。
2.如权利要求1所述的一种智能中频超声雾化栽培器，其特征在于:所述中频超声雾化器的频率范围为80-200K，工作电压为5V，其由金属端帽和压电陶瓷组成，金属端帽为一铜金属圆片，其直径为10-25mm,厚度大于0.5mm并小于Imm,金属圆片的中间有直径为3mm的圆形凸起，在金属端帽的下侧有与金属端帽形状大小相配合的环形压电陶瓷，压电陶瓷厚度为1.5mm,压电陶瓷圆环小圆直径为8mm,大圆直径与金属端帽直径一致为10_25mm ;金属端帽和压电圆片均连接控制线，控制线的另一端连接继电器，中频超声雾化器通过压电陶瓷的径向运动，带动金属端帽的轴向运动，从而产生雾化。
3.如权利要求1所述的一种智能中频超声雾化栽培器，其特征在于:所述栽培箱内安装温湿度传感器，应将温湿度传感器固定在栽培箱前壁内壁并靠近植物根部。
4.如权利要求1所述的一种智能中频超声雾化栽培器，其特征在于:所述中频超声雾化器均匀布置在定位板上指中频超声雾化器放置在定位板上，板上共放有五十个雾化器，分成五排，每一排 10个为I组，5组的频率各不相同。
5.如权利要求1所述的一种智能中频超声雾化栽培器，其特征在于:所述定植孔直径为2cm，孔内插有植物，植物与孔壁的接触处用海绵固定防止漏气。
6.如权利要求1所述的一种智能中频超声雾化栽培器，其特征在于:所述轴流式风扇的工作电压为12V。
【文档编号】A01G31/02GK103477966SQ201310414850
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】高建民, 张竞宇, 李俊一, 尹文楚, 陆岱鹏 申请人:江苏大学