一种植物输液温控系统的制作方法

本发明涉及园林绿化技术领域，特别是指一种植物输液温控系统。

背景技术：

植物输液在农林生产上广泛应用，特别是在促进植物生长和防治病虫害上植物输液技术提高了化肥和农药的有效利用率。其原理是将植物所需化肥或农药溶液通过注射形式注入树体，以达到促进生长、增加产量、提高品质、治虫防病、调控生长的目的。

不同的植物在不同环境中的不同部位体温不同，会受到环境温度的影响，且具有一定的延后性。当环境温度升高，植物升理生化反应加快、生长发育加速；环境温度下降，植物生理生化反应变慢，生长发育迟缓，当温度低于或高于植物体温接收范围时，生长发育受阻，植物开始受害甚至死亡。因此植物输液过程时输入液体的温度过高或过低都会影响植物的新陈代谢。

目前，尚无一种专门用于调节植物输液温度的系统，现有技术在植物输液过程中为了让输液的液体温度与植物体温接近，常常采用对曝晒面吊袋进行遮阴降温处理；但这种处理方法仅能实现对吊袋内进行简单降温，且降温效果不明显，无法随着植物体温变化对液体温度进行调节，对植物生长造成不利影响。因此，提供一种植物输液温控系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种植物输液温控系统，根据系统实时监测输液位置的植物体温，并对输液的液体温度进行调节，从而确保液体温度随植物体温变化而变化，有利于植物的生长。

基于上述目的本发明提供的一种植物输液温控系统，所述植物输液温控系统包括：

液体箱，所述液体箱利用导管与针头连接，在所述导管上设置调温单元，在所述调温单元外设置控制单元，第一测温单元位于液体箱与调温单元之间的导管内，第二测温单元位于所述针头上，所述调温单元、第一测温单元和第二测温单元分别与所述控制单元连接，所述调温单元、第一测温单元、第二测温单元和控制单元分别与供电单元连接；

其中，所述第一测温单元对导管内的液体温度进行测量，并向控制单元传输第一测量信号；所述第二测温单元对植物体温进行测量，并向控制单元传输第二测量信号；所述控制单元接收第一测量信号和第二测量信号后向调温单元传输调节信号；所述调温单元接收控制单元传输的调节信号后对导管内的液体温度进行调节。

优选的，所述调温单元包括加热单元和降温单元，所述加热单元和降温单元分别与控制单元连接，加热单元根据控制单元的调节信号为导管内的液体进行加热，降温单元根据控制单元的调节信号为导管内的液体进行降温。

优选的，所述导管螺旋式位于所述加热单元外侧，且位于所述降温单元内侧。

优选的，所述加热单元包括加热片，在所述加热片外侧包裹导热层，所述导管位于所述导热层外侧。

优选的，所述降温单元包括半导体制冷片和散热装置，所述半导体制冷片包括冷面、pn型层和热面，所述冷面位于所述导管外侧，热面与散热装置连接。

优选的，所述第一测温单元包括温度传感器，所述第二测温单元包括热电偶测温仪。

优选的，所述控制单元包括微控制器和电控开关，所述电控开关用于在微控制器控制下对所述加热单元和降温单元进行开启或关闭。

优选的，在所述液体箱外侧设置报警单元，所述报警单元与所述控制单元连接，用于发出报警信息。

优选的，在所述液体箱外侧设置覆盖层，所述覆盖层用于将液体箱内的液体与外界隔离。

优选的，在所述导管外侧设置隔绝层，用于将导管内的液体与外界隔离。

由上面可以看出，本发明提供的一种植物输液温控系统，利用设置在针头上的第二测温单元对测量位置的植物体温进行实时测量，同时利用设置在导管内第一测温单元对液体温度进行测量，控制单元根据测量结果实时控制调温单元对导管内的液体进行加热或降温，使液体温度调节为与植物体温保持一致，从而确保输入植物体内的液体温度随植物体温变化而变化，有利于植物的生长。

附图说明

图1为本发明实施例一种植物输液温控系统的单元连接示意图；

图2为本发明实施例一种植物输液温控系统的结构简图；

图3为本发明实施例一种植物输液温控系统中调温单元结构示意图；

图中：

1、液体箱；2、导管；3、针头；4、调温单元；5、控制单元；6、第一测温单元；7、第二测温单元；8、供电单元；9、加热单元；10、降温单元；11、加热片；12、导热层；13、半导体制冷片；14、散热装置；15、冷面；16、pn型层；17、热面。

具体实施方式

为下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图1和图2所示为本发明实施例一种植物输液温控系统，所述植物输液温控系统包括：

液体箱1，所述液体箱1利用导管2与针头3连接，在所述导管2上设置调温单元4，在所述调温单元4外设置控制单元5，第一测温单元6位于液体箱1与调温单元4之间的导管2内，第二测温单元7位于所述针头3上，所述调温单元4、第一测温单元6和第二测温单元7分别与所述控制单元5连接，所述调温单元4、第一测温单元6、第二测温单元7和控制单元5分别与供电单元8连接；

其中，所述第一测温单元6对导管2内的液体温度进行测量，并向控制单元5传输第一测量信号；所述第二测温单元7对植物体温进行测量，并向控制单元5传输第二测量信号；所述控制单元5接收第一测量信号和第二测量信号后向调温单元4传输调节信号；所述调温单元4接收控制单元5传输的调节信号后对导管2内的液体温度进行调节。

本发明提供的一种植物输液温控系统，利用设置在针头3上的第二测温单元7对测量位置的植物体温进行实时测量，同时利用设置在导管2内第一测温单元6对液体温度进行测量，控制单元5根据测量结果实时控制调温单元4对导管2内的液体进行加热或降温，使液体温度调节为与植物体温保持一致，从而确保输入植物体内的液体温度随植物体温变化而变化，有利于植物的生长。

在一种优选的实施例中，本发明提供一种优选的植物输液温控系统，所述植物输液温控系统包括：

液体箱1，所述液体箱1利用导管2与针头3连接，在所述导管2上设置调温单元4，在所述调温单元4外设置控制单元5，第一测温单元6位于液体箱1与调温单元4之间的导管2内，所述第一测温单元6包括温度传感器，第二测温单元7位于所述针头3上，所述第二测温单元7包括热电偶测温仪，所述调温单元4、第一测温单元6和第二测温单元7分别与所述控制单元5连接，所述调温单元4、第一测温单元6、第二测温单元7和控制单元5分别与供电单元8连接；

其中，所述第一测温单元6对导管2内的液体温度进行测量，并向控制单元5传输第一测量信号；所述第二测温单元7对植物体温进行测量，并向控制单元5传输第二测量信号；所述控制单元5接收第一测量信号和第二测量信号后向调温单元4传输调节信号；所述调温单元4接收控制单元5传输的调节信号后对导管2内的液体温度进行调节。

其中，所述调温单元4包括加热单元9和降温单元10，所述加热单元9和降温单元10分别与控制单元5连接，所述控制单元5包括微控制器和电控开关，所述电控开关用于在微控制器控制下对所述加热单元9和降温单元10进行开启或关闭；加热单元9根据控制单元5的调节信号为导管2内的液体进行加热，降温单元10根据控制单元5的调节信号为导管2内的液体进行降温。

导管2内的液体温度与植物体温均会随着外界环境温度的变化而变化，但植物自身具有温度调节机制，而液体的比热容较大，因此植物体温和液体温度之间会随着外界环境温度变化而存在一些差异，根据现有经验，二者之间的差异不会太大，一般在几度之间，因此在液体温度与植物体温不同时，对液体进行加热或降温的幅度也不会很大，采用加热单元9和降温单元10可以实现对导管2内流动液体的快速调节，以使液体温度接近植物体温。

如图3所示，其中，所述导管2螺旋式位于所述加热单元9外侧，且位于所述降温单元10内侧。所述加热单元9包括加热片11，在所述加热片11外侧包裹导热层12，所述导管2位于所述导热层12外侧。所述降温单元10包括半导体制冷片13和散热装置14，所述半导体制冷片13包括冷面15、pn型层16和热面17，所述冷面15位于所述导管2外侧，热面17与散热装置14连接。

加热片11通电后能够产生热量，热量通过导热层12传递到导管2内的液体，使液体加热升温，半导体制冷片13通电时，与导管2外侧接触的冷面15温度开始降低，热面17温度升高，热面17温度升高产生的热量通过散热装置14进行散热。降温单元10中的散热装置14需要与外界连通实现散热，因此将加热单元9置于调温单元4的内层，降温单元10可以有多个，均匀位于调温单元4的外层，导管2螺旋式围绕在加热单元9外侧以及降温单元10内侧，使得导管2内的液体受热或受冷更均匀；同时在控制单元5中设置过温保护开关，在加热单元9加热幅度或降温单元10降温幅度超过差值太大时关闭，防止过高温度或过低温度对液体造成生化特性的破坏。

其中，在所述液体箱1外侧设置报警单元，所述报警单元与所述控制单元5连接，用于发出报警信息。当第一测温单元6或第二测温单元7无法进行测温操作，或者调温单元4无法根据控制单元5发出的调节信号进行调温操作时，报警单元发出报警信息，提醒使用者对植物输液温控系统进行检修。

其中，在所述液体箱1外侧设置覆盖层，所述覆盖层用于将液体箱1内的液体与外界隔离。在所述导管2外侧设置隔绝层，用于将导管2内的液体与外界隔离。液体箱1外包裹一层覆盖层，液体箱1与调温单元4之间的导管2外包裹一层隔绝层，可以有效减少外界高温或低温对液体箱1和导管2内的液体造成影响，防止液体温度升高或降低幅度过大，对液体的生化特性造成破坏。

本发明提供的一种植物输液温控系统，利用设置在针头3上的热电偶测温仪对测量位置的植物体温进行实时测量，同时利用设置在导管2内温度传感器对液体温度进行测量，控制单元5根据测量结果实时控制调温单元4对导管2内的液体进行加热或降温，使液体温度调节为与植物体温保持一致，从而确保输入植物体内的液体温度随植物体温变化而变化，有利于植物的生长。

在环境温度高的晴朗白天，液体箱1内的液体温度会随之升高，在环境温度低的夜晚或雨雪天，液体箱1内的液体温度也会随之降低，温度升高或降低后的液体与植物体温具有较大偏差，当这种温度与植物体温不一致的液体输入植物体内，不仅无法达到促进植物生长的目的，还会对植物的生陈代谢造成破坏，影响植物的正常生长，因此在对植物进行输液时，需要控制输入植物体内液体的温度，使其接近植物体温，确保输液对植物的生长产生积极影响。

本发明所提供的植物输液温控系统在使用时，首先将液体箱1固定安装在待输液的植物上，液体箱1通过导管2与针头3连接，针头3通过预先打好的钻孔伸入植物的木质部。在针头3上固定安装第二测温单元7，第二测温单元7安装在针头3中部外侧，防止针头3流出的液体对测温造成影响，第二测温单元7对植物体温进行检测，在导管2上固定安装调温单元4，所述调温单元4优选的安装在导管2与针头3连接处，如此减少经过调温后的液体在进入植物体内前被外界影响，且调温单元4只需要对导管2内流动的液体进行调节温度，无需对整个液体箱1内的液体进行调节，减少能源功耗和提升调节速度；同时在调温单元4外侧安装控制单元5，在导管2内设置第一测温单元6，第一测温单元6贴合安装在调温单元4与液体箱1之间的导管2内壁，如此可以对经过调温单元4之前的液体温度进行检测。调温单元4、第一测温单元6、第二测温单元7和控制单元5分别与供电单元8连接，供电单元8优选的为固定在控制单元5上的太阳能供电单元8，所述太阳能供电单元8包括太阳能电池组件、太阳能控制器和蓄电池，其中，太阳能电池组件用于将太阳能转化为电能，太阳能控制器用于控制太阳能供电单元8工作，蓄电池用于将太阳能转化的电能进行储蓄，同时为控制单元5、调温单元4、第一测温单元6和第二测温单元7供电。

第一测温单元6和第二测温单元7分别检测相应位置的温度后将测得的第一测量信号和第二测量信号传输到控制单元5，控制单元5根据两个信号进行计算差值，当第二测量信号中的数值与第一测量信号中的数值不等时，控制单元5向调温单元4发出调节信号，调节类型包括：开启加热单元9，关闭加热单元9，开启降温单元10，关闭降温单元10，调节幅度为第一测量信号与第二测量信号的差值，调节过程为采用pid反馈调节算法进行调节；调温单元4根据调节信号对导管2内的液体进行调温。具体的，在调温过程中，控制单元5采用pid反馈调节算法对调温单元4进行控制，当调温单元4调温时温度升高或降低波动范围过大，控制单元5中的过温保护开关启动。调温单元4包括加热单元9和降温单元10，二者分别由控制单元5进行控制，在夜晚时，植物体温一般高于外界温度，此时第二测量信号中的数值大于第一测量信号中的数值，即植物体温大于液体温度，控制单元5中的电控开关控制加热单元9启动，对导管2内的液体进行加热，加热的幅度即为第一测量信号与第二测量信号的差值；在白天时，植物体温一般低于外界温度，第二测量信号中的数值小于第一测量信号中的数值，即植物体温小于液体温度，控制单元5中的电控开关控制降温单元10启动，对导管2内的液体进行降温，降温的幅度即为第一测量信号与第二测量信号的差值，采用pid反馈调节算法可以使调节过程中温度值快速达到预期值。第一测温单元6和第二测温单元7实时对液体温度和植物体温进行检测，控制单元5实时的控制调温单元4对液体温度进行调整，确保输入到植物体内的液体温度与植物体温接近。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。