一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统的制作方法

1.本发明涉及水产养殖领域，具体涉及一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统。


背景技术：

2.环沟塘养殖是一种螃蟹等水产品常见的养殖方式，在日常养殖中，因水深大于其他区域，在环沟塘的环沟内可能呈现出缺氧的状态，甚至有可能导致环沟内螃蟹的死亡；而常用的底层微孔曝气装置，不具备有针对性的对水质较差的区域进行单独增氧的功能；同时，池塘的管理者往往无法精确的判断水质情况，底层微孔曝气装置的开启主要依据自身的经验，又导致了增氧效率不高或者电力资源的浪费。另外，常用的底层微孔曝气装置主管布置在水面以上，支管利用砖块或钢丝等固定在池底，安装工序繁琐，对行船、除草等水体管理行为造成不便；如何使得底层微孔曝气装置既能根据水质情况智能化启闭，又能针对性对环沟或者其他区域进行增氧的控制，并且减少设备对池塘管理的影响，简化安装工序，具有广阔的应用前景。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中管道的安装工序繁琐；对行船、除草等水体管理行为造成不便；无法针对性对环沟或者其他区域进行增氧的问题，本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，包括水质在线监测设备、增氧控制系统以及位于池塘底层的微孔曝气装置；水质在线监测设备设置有多组探头用于同时分别对池塘不同区域的溶解氧、氨氮等指标进行监测；水质在线监测设备与增氧控制系统电性连接并将监测到的数据实时发送至增氧控制系统；微孔曝气装置与增氧控制系统电性连接；微孔曝气装置包括空气主管、空气支管、微孔曝气管和鼓风机；空气主管与空气支管连接；空气主管与空气支管连接处设置有止回阀；空气支管延管道钻孔外套设有微孔曝气管；空气支管与微孔曝气管通过电工胶带密封；空气主管与鼓风机连接。
4.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，优选的，水质在线监测设备的探头分别设置于环沟、坂田区域；水质在线监测设备包括太阳能供电板和内部可充电蓄电池组；探头与内部可充电蓄电池组电性连接。
5.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，优选的，增氧控制系统包括可编程逻辑控制器plc和电气控制回路；空气主管上设置有电磁阀；电磁阀与可编程逻辑控制器plc电性连接；可编程逻辑控制器plc与电气控制回路电性连接。
6.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，优选的，延空气主管每间隔3m~4m设置四通接口与空气支管连通；空气主管下部延管道设镀锌角钢；空气主管与镀锌角钢之间用304不锈钢扎带进行固定；镀锌角钢下部每间隔3m~4m焊接至少一根镀锌钢管；镀锌钢管打入池塘底部至空气主管高出塘底0.2m~0.5m处；空气支管设置于池塘底部用于对池塘底层的全域进行增氧；空气主管通过镀锌钢管与鼓风机连接。
7.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，优选的，空气支管采用
自沉管；在不利用砖块或钢丝等进行增重的情况下曝气时空气支管的密度大于水的密度；空气支管的一端设置有管堵；空气支管延管道每隔约3m~8m设置有钻孔；钻孔与四通接口距离越近孔径越小；反之钻孔与四通接口距离越远孔径越大。
8.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，优选的，在环沟塘环沟内钻孔间距为3~4m；环沟塘其他区域钻孔间距为4~8m；平底塘内钻孔间距为3~4m。
9.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，优选的，微孔曝气管的微孔密度≥1000个/m；微孔的平均孔径为0.06mm。
10.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，优选的，鼓风机采用双叶轮大风量鼓风机；鼓风机设置于塘梗边；鼓风机的高度不低于塘梗的高度。
11.本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，包括水质在线监测设备、增氧控制系统以及位于池塘底层的微孔曝气装置。解决了现有技术中管道的安装工序繁琐；对行船、除草等水体管理行为造成不便；无法针对性对环沟或者其他区域进行增氧的问题；通过在线监测设备和增氧控制系统可以实时判断池塘水质情况，并根据水质变化，智能的启动、关闭底层微孔曝气系统；本装置材料常见、可进行模块化制作，简单调整后即可实现对环沟塘、平底塘等不同池塘底层的全域增氧的功能；同时空气管道均位于水面以下，便于池塘内行船、除草等水体管理行为；且空气支管均采用自沉管，便于管道的布设与回收。
附图说明
12.图1为本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统的整体结构示意图；图2为本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统坂田处的剖面结构示意图；图3为本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统环沟处的剖面结构示意图；图4为本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统的剖面结构示意图；图5为本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统的微孔曝气管结构示意图；图6为本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统的鼓风机附近的结构示意图；图7为本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统的增氧控制系统电路图；图中标号：水质在线监测设备1、探头1-1、太阳能供电板1-2、内部可充电蓄电池组1-3、增氧控制系统2、可编程逻辑控制器plc2-1、电气控制回路2-2、微孔曝气装置3、空气主管3-1、电磁阀3-1-1、四通接口3-1-2、镀锌角钢3-1-3、不锈钢扎带3-1-4、镀锌钢管3-1-5、空气支管3-2、管堵3-2-1、钻孔3-2-2、微孔曝气管3-3、鼓风机3-4、止回阀3-5、电工胶带3-6。
具体实施方式
13.下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
14.本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
15.实施例1：如图1~7所示，本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，包括水质在线监测设备1、增氧控制系统2以及位于池塘底层的微孔曝气装置3；水质在线监测设备1设置有多组探头1-1用于同时分别对池塘不同区域的溶解氧、氨氮等指标进行监测；水质在线监测设备1与增氧控制系统2电性连接并将监测到的数据实时发送至增氧控制系统2；微孔曝气装置3与增氧控制系统2电性连接；微孔曝气装置3包括空气主管3-1、空气支管3-2、微孔曝气管3-3和鼓风机3-4；空气主管3-1与空气支管3-2连接；空气主管3-2与空气支管3-2连接处设置有止回阀3-5；空气支管3-2延管道钻孔外套设有微孔曝气管3-3；空气支管3-2与微孔曝气管3-3通过电工胶带3-6密封；空气主管3-1与鼓风机3-4连接。
16.更具体地，水质在线监测设备1的探头1-1分别设置于环沟、坂田区域；水质在线监测设备1包括太阳能供电板1-2和内部可充电蓄电池组1-3；探头1-1与内部可充电蓄电池组1-3电性连接。优选的，水质在线监测设备1，配置有2组探头1-1，分别放置在环沟、坂田区域，对水体中的溶解氧、氨氮、氧化还原电位、酸碱度、温度等指标进行监测，且监测精度满足国家相关规定；采用太阳能电板1-2供电，在连续阴雨天条件下通过可充电蓄电池组1-3供电继续工作15天以上；能够进行24小时连续在线监测，监测数据与设备状态信息可以通过电缆实时传输至增氧控制系统2。
17.更具体地，增氧控制系统2包括可编程逻辑控制器plc2-1和电气控制回路2-2；空气主管3-1上设置有电磁阀3-1-1；电磁阀3-1-1与可编程逻辑控制器plc2-1电性连接；可编程逻辑控制器plc2-1与电气控制回路2-2电性连接。优选的，增氧控制系统2中；可编程逻辑控制器plc2-1作为电气控制回路2-2的自动控制单元，在可编程逻辑控制器plc2-1程序中预设溶解氧、氨氮等指标的阈值，阈值包括低限与高限；当环沟、坂田区域的水质指标值低于低限阈值时，可编程逻辑控制器plc2-1发出开启对应位置处空气主管电磁阀3-1-1以及鼓风机3-4的指令；当水质指标值高于高限阈值且保持一定时间后，可编程逻辑控制器plc2-1发出关闭对应位置处空气主管电磁阀3-1-1以及鼓风机3-4的指令；电气控制回路2-2由断路器、接触器、热继电器、转换把手、按钮、信号灯等控制回路元器件组成，既可接受可编程逻辑控制器plc2-1发送的指令，同时，具备人工手动控制的功能。
18.更具体地，空气主管3-1采用管径de63的upvc管，壁厚2.0mm，其一端与鼓风机3-4出风口连通，另一端设置管堵，空气主管3-1每隔4m设置1个四通接口3-1-2de63-16并与空气支管3-2连通，空气主管3-1下部延管道设镀锌角钢3-1-3，镀锌角钢3-1-3尺寸为30mm
×
30mm
×
3mm，空气主管3-1与镀锌角钢3-1-2之间用304不锈钢扎带3-1-4进行固定；镀锌角钢3-1-3下部每隔4m焊接1根长约1m~2m的d48
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3镀锌钢管3-1-5，镀锌钢管3-1-5打入池塘底部至空气主管3-1高出塘底0.2m处，镀锌钢管3-1-5的长度与池塘类型有关，环沟塘环沟边
坡附近镀锌钢管3-1-5长度为2m，环沟塘其他区域镀锌钢管3-1-5长度为1m；平底塘内镀锌钢管3-1-5的长度为1m。空气主管3-1长度不长于100m，空气主管3-1的末端距塘梗3m~4m。
19.更具体地，空气支管3-2采用管径de16聚氯乙烯塑料自沉管，管壁厚4mm，外用聚氯乙烯材质，内用聚乙烯材质，每100m重量不小于23kg以满足曝气时空气支管3-2不再需利用砖块或钢丝等进行固定；空气支管3-2一端设止回阀3-5并通过四通接口3-1-2de63-16与空气主管3-1连通，另一端设置管堵3-2-1。空气支管3-2延管道每隔4m或8m设置有钻孔3-2-2，距四通接口3-1-2距离的前一半的钻孔3-2-2孔径为1.5mm，后一半的钻孔3-2-2孔径为2mm，在空气支管3-2钻孔3-2-2处外套微孔曝气管3-3。
20.更具体地，钻孔3-2-2间距与池塘类型有关，环沟塘环沟内钻孔3-2-2间距约4m，环沟塘其他区域钻孔3-2-2间距约8m；平底塘内钻孔3-2-2间距约4m。空气支管3-2长度不长于50m，空气支管3-2的末端距塘梗3m~4m，空气支管3-2密布在池塘底部以实现对池塘底层的全域增氧。
21.更具体地，微孔曝气管3-3管径25mm
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16mm，单根长度约350mm，微孔密度≥1000个/m，微孔平均孔径0.06mm。聚氯乙烯塑料自沉管de16与微孔曝气管3-3交界处采用宽约50mm
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厚约0.18mm的电工胶带3-6密封，并用尼龙扎带固定。
22.更具体地，鼓风机3-4采用双叶轮大风量鼓风机，鼓风机3-4出风依次经过d76
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3镀锌钢管1-3、de75的upvc管、异径二通de75-63后进入空气主管3-1de63的upvc管。d76
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3镀锌钢管3-1-5与de75的upvc管之间利用高压橡胶水带连接，高压橡胶水带利用304不锈钢扎带3-1-4、喉箍等固定在管道上，鼓风机3-4设置在塘梗边，高度不低于塘梗，鼓风机3-4通过螺栓固定在镀锌钢板上，镀锌钢板尺寸600mm
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600mm
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4mm，镀锌钢板下部焊接4根长约1.5m的d48
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3镀锌钢管3-1-5，镀锌钢管3-1-5打入池塘边坡。
23.更具体地，本发明实施例1还包括增氧控制系统控制电路；增氧控制系统外部输入380v交流电源，经380/220v变压器后输出220v交流电；自锁按钮s1和接触器c1组成开启和关闭的电路；合上s1，变压器次级线圈、熔断器f6及f7、自锁按钮s1、接触器c1线包通电，同时接触器c1的触点1、触点3和触点2、触点4闭合，线路l'和线路n'之间产生220v电压差，控制电路供电。打开自锁按钮s1，线路l'和线路n'之间断电，控制电路停止供电。
24.自锁按钮s2、接触器c2、溶氧控制触点relays3组成鼓风机3-4控制电路。自锁按钮s2可进行自动和手动工作切换。合上自锁按钮s2，接触器c2通电，鼓风机3-4开始工作。断开自锁按钮s2，鼓风机3-4处于自动运行控制状态，当水体溶解氧低于设定的阈值低限时，并且可编程逻辑控制器plc2-1接收到电磁阀3-1-1全开的信号后可编程逻辑控制器plc2-1的relays3闭合，接触器c2通电，鼓风机3-4通电工作。当水体溶解氧高于设定的阈值高限时，可编程逻辑控制器plc2-1的溶氧控制触点relays3断开，鼓风机3-4停止工作。
25.自锁按钮s3、接触器c3、继电器c4、plc控制器的溶氧控制触点relays4、微电脑时控开关zyt02组成空气主管电磁阀3-1-1的控制电路。当水体溶解氧低于设定的阈值底限时，溶氧控制触点relays4断开，继电器c4断电，继电器c4的常闭触点打开，微电脑时控开关zyt02的触点3、4通电，接触器c3开始工作，电磁阀3-1-1打开。当水体溶解氧高于于设定的阈值高限时，溶氧控制触点relays4闭合，继电器c4通电，继电器c4的常闭触点断开，微电脑时控开关zyt02的触点3、4断电，接触器c3停止工作，电磁阀3-1-1关闭。
26.工作原理：
先将池塘排空，将空气主管3-1固定用的镀锌钢管3-1-5打入池塘底部，并确保镀锌钢管3-1-5顶高程基本一致，后对镀锌角钢3-1-3与镀锌钢管3-1-5进行焊接，再将空气主管3-1与镀锌钢管3-1-5进行固定；将空气支管3-2、微孔曝气管3-3以及止回阀3-5等进行组装，后与预先装在空气主管3-1上的四通接口3-1-2进行连接；将鼓风机3-4安装到塘梗边，对出风口的镀锌钢管3-1-3等进行安装，并与空气主管3-1连通；同步组装水质在线监测设备1，将探头1-1固定在池塘的不同区域，并安装已预先编制好程序的可编程逻辑控制器plc2-1的增氧控制系统2。最后向池塘内注入淹没管道系统的水，鼓风机3-4通电后进行调试运行。
27.综上所述，本发明提供的一种智能化控制环沟塘底层微孔曝气系统，包括水质在线监测设备、增氧控制系统以及位于池塘底层的微孔曝气装置。解决了现有技术中管道的安装工序繁琐；对行船、除草等水体管理行为造成不便；无法针对性对环沟或者其他区域进行增氧的问题；通过在线监测设备和增氧控制系统可以实时判断池塘水质情况，并根据水质变化，智能的启动、关闭底层微孔曝气系统；本装置材料常见、可进行模块化制作，简单调整后即可实现对环沟塘、平底塘等不同池塘底层的全域增氧的功能；同时空气管道均位于水面以下，便于池塘内行船、除草等水体管理行为；且空气支管均采用自沉管，便于管道的布设与回收。
28.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。