一种水肥一体化灌溉系统的制作方法

本实用新型属于灌溉领域，特别涉及了一种水肥一体化灌溉系统，适用于智慧农业，可实现水肥一体化、自动化管理。

背景技术：

水是生命之源，是农业生产发展的必要条件；肥料是农业增产高产的重要保障。传统的施肥方法是先肥后水，这种生产方式带来了水肥资源浪费、土壤酸化和水体环境污染等系列问题，已经成为制约中国农业可持续发展的瓶颈。水肥一体化是当今世界公认的一项高效节水节肥农业新技术，是发展高产、优质、高效、生态、安全现代农业的重大技术，是建设资源节约型、环境友好型现代农业的“一号技术”。更重要的是，它对转变农业发展方式、促进农业现代化建设所起到的引领和推动作用。

我国农业灌溉效率普遍低下，智能化节水灌溉系统应运而生。核心功能是通过监控PH值和EC值，结合源肥浓度，调控水肥比，实现精准的水肥配比，实现精准灌溉。这种智能节水灌溉自动化系统，不但能够达到节水的目的，而且提高农作物的生产效益，减少人工投入的成本。传统的灌溉施肥方式不能满足智能化灌溉，更无法适应于智能化节水灌溉系统。

技术实现要素：

针对上述不足，本实用新型提供了一种水肥一体化灌溉系统，适用于对农作物进行自动化、智能化、水肥一体化管理。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种水肥一体化灌溉系统，包括吸肥装置、主输水管道、分支管道和控制系统；在所述的主输水管道上依次串联有主逆止阀和水泵，位于水泵前的主输水管道和位于水泵后的主输水管道之间通过一个分支管道连通，形成闭环回路；且所述的分支管道内液体的流向与主输水管道内的液体流向相反，在所述的分支管道上安装有吸肥装置，所述的吸肥装置包括文丘里管、混合肥料罐、支逆止阀；所述的文丘里管安装于分支管道上，与混合肥料罐相连通，用于吸收肥料罐内的肥料到分支管道内；所述的支逆止阀沿着液体流动的方向安装于分支管道的末端；且在位于文丘里管与混合肥料罐之间管道上安装有PH传感器、EC传感器，所述的主逆止阀、水泵、支逆止阀、PH传感器、EC传感器由所述的控制系统控制。

进一步的，在所述的主逆止阀前端的主输水管道上还安装有主电磁阀，所述的主电磁阀由控制系统控制。

进一步的，沿水流动方向，所述的主输水管道的末端设有电磁流量计、水压表。

进一步的，所述的分支管道上安装有支电磁阀，所述的支电磁阀沿着液体流动的方向安装于分支管道的末端，所述的支电磁阀由控制系统控制。

进一步的，在所述的混合肥料罐的出口安装有电动流量调节阀。

进一步的，PH传感器、EC传感器与电动流量调节阀之间的安装距离小于100m。

进一步的，所述的PH传感器、EC传感器与控制系统的信号输入端相连，且控制系统的信号输入端还与灌溉信号输入开关、施肥信号输入开关相连，所述的电动流量调节阀、主电磁阀、支电磁阀位于控制系统的信号输出端。

进一步的，所述的控制系统为可编程逻辑控制器。

具体的控制方法如下：

当可编程逻辑控制器收到灌溉信号后，首先打开主输水管道电磁阀，关闭分支管道电磁阀，然后启动水泵，清水从清水储存罐内依次经过逆止阀、水泵、电磁流量计、水压表进入田间的灌溉系统；

当可编程逻辑控制器收到施肥信号后，首先打开主输水管道电磁阀、分支管道电磁阀，然后启动水泵，清水从清水储存罐内经过水泵，一部分水进入分支管道，通过文丘里管吸入肥料，肥料经过逆止阀再次进入主输水管道，形成一定浓度的肥料，然后进入田间的灌溉系统，将PH传感器、EC传感器采集的信号传送给可编程逻辑控制器，根据不同作物对肥料浓度的需求，通过电磁流量计测得的主输水管道上的流量，自动调节电动流量调节阀的开度，改变文丘里管吸入肥料的量，从而使肥料的浓度控制在需求浓度附近。

该实用新型的有益之处是：

1.本实用新型的水肥一体化智能控制系统可根据PH传感器、EC传感器采集的信号，电磁流量计测得的主输水管道上的流量，自动调节电动流量调节阀的开度，改变文丘里管吸入肥料的量，从而使肥料的浓度控制在需求浓度附近，并且可实现水肥精准化、智能化、自动化管理，大大减少了劳动力。

2.本实用新型的水肥一体化灌溉系统中的PH传感器、EC传感器放在文丘里管和混合肥料罐之间，可以检测到高浓度肥料的PH值、EC值，然后在主管道内稀释混合，浓度越高，越容易检测，且高浓度下测得的PH值、EC值误差小，从而提高了控制精度。

3.本实用新型的水肥一体化灌溉系统可以分别实现灌溉与施肥的需求，且在施肥过程中可以无间断地配肥，加入随动控制，可以更加精确地控制肥料的浓度。

4.本实用新型的水肥一体化灌溉系统可以应用于云服务智能化灌溉系统，实现智慧节水灌溉一体化，可以满足远程监视灌溉的需求；同时可满足恶劣环境下使用，成本低廉。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

附图1为本实用新型的水肥一体化灌溉系统的结构示意图，

附图2为本实用新型的水肥一体化智能控制示意图。

图中：1为主输水管道，2a为主输水管道电磁阀，2b为分支管道电磁阀，3a为主输水管道逆止阀，3b为分支管道逆止阀，4为水泵，5为电磁流量计，6为水压表，7为分支管道，8为电动流量调节阀，9为文丘里管，10a为PH传感器，10b为EC传感器，11为可编程逻辑控制器，12为混合肥料罐。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术部分所描述的，传统的灌溉施肥方式不能满足智能化灌溉，更无法适应于这种云服务智能化节水灌溉系统。因此，本申请提出了一种水肥一体化灌溉控制方法。

参见附图1，一种水肥一体化灌溉系统，包括主输水管道1、分支管道7、吸肥装置、水肥一体化控制系统；在所述的主输水管道1上依次串联有主输水管道逆止阀3a和水泵4，位于水泵4前的主输水管道和位于水泵后的主输水管道之间通过一个分支管道7连通，形成闭环回路；且所述的分支管道7内液体的流向与主输水管道1内的液体流向相反，在所述的分支管道7上安装有吸肥装置，所述的吸肥装置包括文丘里管9、混合肥料罐12、分支管道逆止阀3b；所述的文丘里管9安装于分支管道上，与混合肥料罐12相连通，用于吸收肥料罐12内的肥料到分支管道7内；所述的分支管道逆止阀3b沿着液体流动的方向安装于分支管道的末端；且在位于文丘里管与混合肥料罐之间管道上安装有PH传感器10a、EC传感器10b，所述的主逆止阀、水泵、支逆止阀、PH传感器、EC传感器由所述的控制系统控制。

在主输水管道1依次设有主输水管道电磁阀2a、主输水管道逆止阀3a、水泵4、电磁流量计5、水压表6；主输水管道逆止阀位于分支管道出水口和主输水管道电磁阀3a之间；所述的电磁流量计位于分支管道进水口和水压表之间；主输水管道的末端设有水压表6，可以检测主输水管道末端的压力，防止管道的爆裂；

文丘里管9安装于分支管道7上连接混合肥料罐12，由于进出口之间的压差，可以完成混合肥料罐内肥料的吸取；所述的分支管道逆止阀3b安装于分支管道的末端，可以防止灌溉时清水逆流进入分支管道；

水肥一体化控制系统包括电动流量调节阀10、PH传感器6a、EC传感器6b、可编程逻辑控制器13；所述的可编程逻辑控制器通过信号线分别与主输水管道电磁阀2b、水泵4、分支管道电磁阀3b、电动流量调节阀8、PH传感器10a、EC传感器连接10b；主输水管道电磁阀安装于离心机之前，可起到输水总开关的作用；分支管道电磁阀安装于分支管道的始端，可以控制是否施肥；所述的电动流量调节阀安装于混合肥料罐与文丘里管之间，可以通过调节电动流量调节阀的开度，改变文丘里管吸入肥料的量；所述的PH传感器、EC传感器安装于电动流量调节阀与文丘里管之间，用来检测混合肥料罐内肥料的浓度，PH传感器、EC传感器与电动流量调节阀之间的安装距离小于100m；

当可编程逻辑控制器收到灌溉信号后，首先打开主输水管道电磁阀，关闭分支管道电磁阀，然后启动水泵，清水依次经过主输水管道逆止阀、水泵、电磁流量计、水压表进入田间的灌溉系统；

当可编程逻辑控制器收到施肥信号后，首先打开主输水管道电磁阀、分支管道电磁阀，然后启动水泵，清水经过水泵，一部分水进入分支管道，通过文丘里管吸入肥料，肥料经过逆止阀再次进入主输水管道，形成一定浓度的肥料，然后进入田间的灌溉系统，将PH传感器、EC传感器采集的信号，传送给可编程逻辑控制器，根据不同作物对肥料浓度的需求，通过电磁流量计测得的主输水管道上的流量，自动调节电动流量调节阀的开度，改变文丘里管吸入肥料的量，从而使肥料的浓度控制在需求浓度附近。不同作物对肥料浓度的需求值可通过程序设定，并存储在可编程逻辑控制器的存储器中。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的方案，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方案的结构或者技术所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。