营养液子罐一体化栽培系统及营养液类比检测方法与流程

本发明涉及一种一体化栽培系统及方法，特别是涉及一种营养液子罐一体化栽培系统及营养液类比检测方法。

背景技术：

营养液栽培是一种植物无土栽培方式，其核心是将植物的根系直接浸润于营养液中，这种营养液能替代土壤，向植物提供水分、养分、氧气等生长因子，使植物能够正常生长。

植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、co2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。

随着人民生活水平的提高，人们对蔬菜等作物的安全和口感要求越来越高，如无重金属、无农药、无激素等。农业营养液栽培方式将植物的根系直接浸润于营养液中，这种营养液能替代土壤，人工调控，配合植物工厂的高精度环境控制，能够满足大众对于植物种植安全和口感的要求。

在营养液栽培系统中，植物的生长所需要的氮、磷、钾等依赖于营养液源源不断稳定的的提供，在营养液提供中分为纯母罐结构，营养液通过多个原液桶分别送入母罐，营养液在母罐中配比、稀释、搅拌，每个母罐可以供应一个或多个苗床。营养液在母罐中配比、稀释、搅拌，并输送到苗床中，待植物生长一定时间，母罐中营养液及水分被蒸发和吸收，苗床多余的营养液会回流到母罐中。子母罐结构，一个母罐可对应多个子罐系统，营养液在母罐中配比、稀释、搅拌，并输送到子罐中，每个子罐供应一个或多个苗床，待植物生长一定时间，子罐中营养液及水分被蒸发和吸收，苗床多余的营养液会回流到子罐中。

纯母罐结构中，为了保证合理稳定的营养液配比及供应量，原液桶中营养液在流经母罐过程中会有专门的流量计监测原液流出量，同时，母罐中会加入ec传感器用于检测营养液的离子总浓度和ph传感器用于检测营养液的酸碱度，确保植物处于机体需要的酸碱环境中，一般情况下，当检测到母罐ph异常时会通过外界添加酸碱成份来调整营养液达到植物生长最佳适应值；在子母罐结构中，为了保证合理稳定的营养液配比及供应量，原液桶中营养液在流经母罐过程中会有专门的流量计监测原液流出量，同时母罐中会加入ec传感器用于检测营养液的离子总浓度；子罐中会加入ph传感器用于检测营养液的酸碱度，确保植物处于机体需要的酸碱环境中，一般情况下，当检测到子罐ph异常会通过外界添加酸碱成份来调整营养液达到植物生长最佳目标值。

但是在现有技术中，由于ec传感器和ph传感器的整体造价昂贵，并且需要经常对其进行校准，同时在应用中ec传感器和ph传感器总是被浸泡在液体中，不但造成了对ec传感器和ph传感器的校准困难，也大大降低了ec传感器和ph传感器的使用寿命。

在现有技术中的上述两种结构方式中，苗床的工作稳定性来源于输送来的营养液指标的准确性，一旦原液桶流量计出现问题，从而会影响母罐或子罐中的营养液的浓度，进而影响整个苗床上植物；现有技术中设置在母罐中的ec传感器来检测营养液的离子总浓度也只是获取到了母罐中营养液离子总值，不能排除单一设备故障带来的营养液配比失调问题，会给苗床植物造成不可逆转的影响和损失。

在现有技术的两种系统结构中ec传感器对于营养液离子浓度检测，它仅指示水中营养成分总和的检测，而无法检测到具体某种营养成分的浓度或比例。

相对于子母罐系统，纯母罐系统稳定性更差，由于母罐的营养液直接泵送到苗床，在经过作物吸收之后，各营养液含量及配比均为未知情况，苗床的回流液流入母罐中，导致原液罐再次按照固定比例供应母罐时，母罐营养液含量发生巨大偏差。

在现有技术中当苗床中ph值发生异常时，只能通过外界设备或者仪器人工添加，效率低且不利于系统大规模推广。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种营养液子罐一体化栽培系统及营养液类比检测方法，通过本技术方案，省却了ec传感器和ph传感器，有效降低了设备的成本，保障营养液配比的正确性，排除临时设备故障对植物造成的伤害。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。

一种营养液子罐一体化栽培系统，包括原液氮罐、原液磷罐和原液钾罐，还包括电控阀、子罐、苗床和自动控制器，所述原液氮罐、原液磷罐和原液钾罐的下端分别通过连接管路与子罐相连通，子罐通过连接管路与苗床相连通，在原液氮罐、原液磷罐和原液钾罐的罐体内分别设置有氮罐液位传感器、磷罐液位传感器和钾罐液位传感器，三个电控阀分别设置在原液氮罐、原液磷罐和原液钾罐与子罐相连的连接管路上，所述电控阀、氮罐液位传感器、磷罐液位传感器和钾罐液位传感器分别通过有线连接或无线连接方式与自动控制器相连。

作为进一步的技术方案，还包括原液有机罐，所述原液有机罐通过连接管路与子罐相连通；在原液有机罐体内设置有有机罐液位传感器，在原液有机罐与子罐相通的连接管路上设置有电控阀，所述电控阀和有机罐液位传感器通过有线连接或无线连接方式与自动控制器相连。

作为进一步的技术方案，还包括ph调节原液罐，所述ph调节原液罐内分别设置有两个独立的酸液容腔和碱液容腔，在酸液容腔和碱液容腔内分别设置有酸容腔液位传感器和碱容腔液位传感器，在酸液容腔和碱液容腔下端分别通过连接管路与子罐相连通；在酸液容腔和碱液容腔分别与子罐相连通的连接管路上分别设置有电控阀，所述电控阀、酸容腔液位传感器和碱容腔液位传感器分别通过有线连接或无线连接方式与自动控制器相连。

作为进一步的技术方案，所述电控阀位置分别设置成所对应的氮液流量计、磷液流量计、钾液流量计、有机液流量计、酸液流量计和碱液流量计，所述氮液流量计、磷液流量计、钾液流量计、有机液流量计、酸液流量计和碱液流量计分别通过有线连接或无线连接方式与自动控制器相连，当氮液流量计、磷液流量计、钾液流量计、有机液流量计、酸液流量计和碱液流量计分别与所对应的氮罐液位传感器、磷罐液位传感器、钾罐液位传感器、有机罐液位传感器、酸容腔液位传感器和碱罐液位传感器所测输出量不相同时，自动控制器会自动提示报警。

一种营养液子罐一体化栽培系统的营养液类比检测方法，将某种植物采用营养液栽培的成功后工作数据按时间进行归纳构成全年度数据库，将数据库保存到自动控制器中，自动控制器根据工作时间自动选取同比时间工作数据，并按同比时间的工作数据对营养液中氮液、磷液和钾液，对调节口感口味的有机液，对ph调节原液罐中的酸液和碱液按时间周期全程进行类比模仿。

作为进一步的技术方案，所述营养液栽培的成功后工作数据为覆盖全年度的每个栽培周期中每次原液氮罐、原液磷罐和原液钾罐的输出量和输出时间，每次原液有机罐的输出量和输出时间，每次ph调节原液罐内酸液容腔和碱液容腔的酸液和碱液的分别输出量和输出时间。

采用上述技术方案后的有益效果是：一种营养液子罐一体化栽培系统及营养液类比检测方法，通过本技术方案，1.采用类比检测方法有效的保证了系统的营养液的精准调配，并且操作人员不需要很好的种植技术，系统采纳了现有的成功数据信息，根据同比数据进行，在正常工作情况下，系统自动完成整个工作过程；2.系统稳定性，将各种液位传感器引入到各种原液罐，并通过对各个原液罐营养液液位进行监测，并且与原液罐各种流量计相配合分别独立监测输入到子罐各种液体的流量变化，以达到双保险的作用，以防止流量输送出现差错，并有效的方便了整个系统设备的维护和修理；3.系统成本下降、人员成本，通过本技术方案，省却了ec传感器和ph值传感器；并通过类比检测代替了农业技师的工作；4.在子罐系统中增加了原液有机罐，有机肥液的加入对植物的口感有很大的调节作用，方便植物工厂对某种蔬菜做出不同的口味，更好迎合消费者，创造更大经济利益；5.增加了ph调节原液罐，省却了ph传感器，降低了成本和传感器常年浸泡问题；同时将调节ph纳入到自动控制系统，节省人工；本技术方案通过实际应用，没有农作物种植经验的人员也可以很好的进行操作，有利于系统推广、植物工厂复制、降低人员成本。

附图说明

图1为本发明子罐系统的整体结构示意图。

图中，1原液氮罐、2原液磷罐、3原液钾罐、4子罐、5苗床、6自动控制器、7连接管路、8氮罐液位传感器、9磷罐液位传感器、10钾罐液位传感器、11原液有机罐、12有机罐液位传感器、13ph调节原液罐、14酸液容腔、15碱液容腔、16酸容腔液位传感器、17碱容腔液位传感器、18氮液流量计、19磷液流量计、20钾液流量计、21有机液流量计、22酸液流量计、23碱液流量计。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明中具体实施例作进一步详细说明。

如图1所示，本发明涉及的营养液子罐一体化栽培系统，包括原液氮罐1、原液磷罐2和原液钾罐3，还包括电控阀、子罐4、苗床5和自动控制器6，所述原液氮罐1、原液磷罐2和原液钾罐3的下端分别通过连接管路7与子罐4相连通，子罐4通过连接管路7与苗床5相连通，在原液氮罐1、原液磷罐2和原液钾罐3的罐体内分别设置有氮罐液位传感器8、磷罐液位传感器9和钾罐液位传感器10，三个电控阀分别设置在原液氮罐1、原液磷罐2和原液钾罐3与子罐4相连的连接管路7上，所述电控阀、氮罐液位传感器8、磷罐液位传感器9和钾罐液位传感器10分别通过有线连接或无线连接方式与自动控制器6相连。

作为进一步的实施例，还包括原液有机罐11，所述原液有机罐11通过连接管路7与子罐4相连通；在原液有机罐体11内设置有有机罐液位传感器12，在原液有机罐11与子罐4相通的连接管路7上设置有电控阀，所述电控阀和有机罐液位传感器12通过有线连接或无线连接方式与自动控制器6相连。

作为进一步的实施例，还包括ph调节原液罐13，所述ph调节原液罐13内分别设置有两个独立的酸液容腔14和碱液容腔15，在酸液容腔14和碱液容腔15内分别设置有酸容腔液位传感器16和碱容腔液位传感器17，在酸液容腔14和碱液容腔15下端分别通过连接管路7与子罐4相连通；在酸液容腔14和碱液容腔15分别与子罐4相连通的连接管路7上分别设置有电控阀，所述电控阀、酸容腔液位传感器16和碱容腔液位传感器17分别通过有线连接或无线连接方式与自动控制器6相连。

作为进一步的实施例，所述电控阀位置分别设置成所对应的氮液流量计18、磷液流量计19、钾液流量计20、有机液流量计21、酸液流量计22和碱液流量计23，所述氮液流量计18、磷液流量计19、钾液流量计20、有机液流量计21、酸液流量计22和碱液流量计23分别通过有线连接或无线连接方式与自动控制器6相连，当氮液流量计18、磷液流量计19、钾液流量计20、有机液流量计21、酸液流量计22和碱液流量计23分别与所对应的氮罐液位传感器8、磷罐液位传感器9、钾罐液位传感器10、有机罐液位传感器12、酸容腔液位传感器16和碱罐液位传感器17所测输出量不相同时，自动控制器6会自动提示报警。

一种营养液子罐一体化栽培系统的营养液类比检测方法，将某种植物采用营养液栽培的成功后工作数据按时间进行归纳构成全年度数据库，将数据库保存到自动控制器6中，自动控制器6根据工作时间自动选取同比时间工作数据，并按同比时间的工作数据对营养液中氮液、磷液和钾液，对调节口感口味的有机液，对ph调节原液罐中的酸液和碱液按时间周期全程进行类比模仿。

作为进一步的实施例，所述营养液栽培的成功后工作数据为覆盖全年度的每个栽培周期中每次原液氮罐1、原液磷罐2和原液钾罐3的输出量和输出时间，每次原液有机罐11的输出量和输出时间，每次ph调节原液罐13内酸液容腔14和碱液容腔15的酸液和碱液的分别输出量和输出时间。

本发明中的各个罐体可以采用形状和容积相同方式，以方便每个罐体液位传感器的变化与相对应的流量变化的对比。

本发明在工作时，选用最接近原则，由于在工业化的栽培系统中，每次种植过程中由于四季的变化在周期时间基本相同的基础上略有很小的变化，我们采用以种植周期起始时间进行选择，以时间最接近起始时间的种植周期数据为依据进行类比。

本发明中的技术方案中的原液氮罐1、原液磷罐2、原液钾罐3、原液有机罐11和ph调节原液罐13可以同时分别并联数个子罐4，实现多个苗床5的同时类比作业。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明保护的范围。