一种水培植物自动施肥装置

本技术涉及一种植物施肥装置，特别涉及一种水培植物自动施肥装置。

背景技术：

1、精准农业是现代技术应用于农业生产的产业，可以实现农业的可持续发展，指引农业前进的方向。精准农业的过程由三部分组成，一是农田里各种信息的采集，二是决策与管理采集到的信息，三是变量作业。具体实施方法一般如下，首先在农机上配备gps系统和可以测量农田基本信息的传感器，在农机工作时，在数据存储卡中存储定位信息和其他农田信息，通过田间计算机读取出数据卡里的数值，并对数据进行处理，形成农田信息的处方表。变量施肥是精准农业中重要的组成部分，对田间进行卫星定位的土壤取样并化验，依照土样化验数据形成土壤养分中氮、磷、钾、以及其他微量元素的含量。并以农田的其他环境条件作为参考，生成农田施肥管理处方图，农业机械根据生成的处方图进行变量作业，实现化学肥料的精准投入和农业生产精确管理。其中变量作业是实现精准农业的重要环节。

2、我国在化肥使用的方面主要有以下两个问题：一是肥料元素配比不合理，二是利用率低。与发达国家相比，我国化肥的利用率约低10%~15%。由于中国化肥的利用率低，而地域和养分不平衡又进一步减少了肥效。首先化肥使用量的增加，增大了农业投入，不利于农民增收；其次目前国内施肥的方式是均匀足量施肥，浪费肥料的情况严重；再者，由于化肥需求量巨大，化肥的生产需要大量的矿产资源和能源。导致相关矿产资源开采不能满足化肥生产需求，大量进口国外化肥和矿产，农业生产对外很依赖。更严重的是引发环境污染，地表水的富营养化，地下水中硝态氮含量超标，农业产品中有毒物质的残留，造成土壤中某种营养元素过多，会使土壤对其他元素的吸收性能下降，从而破坏了土壤的内在平衡等问题。

3、针对以上现象，目前在中国，大多数专家学者都在研究变量施肥机。但是我认为这种单一变量的施肥机械远远达不到精准农业的目标和要求。首先，单一变量施肥机在一次工作过程中只能施撒一种肥料。如果它携带的肥料是单质的肥料，那么如果想要满足此块田地对各种营养物质及微量元素的需求量，就需要不断的重复工作过程，大大的增加了人力，物力。不过，现如今，化肥的种类也是多种多样，越来越多的用户也为了方便，购买使用复合肥。就是一种至少包含氮、磷、钾三种养分中的两种养分的一种复混肥料。复合肥之所以受欢迎，是因为它具有以下优点，营养元素含量较为丰富，物理性状较好，相对可以满足农业生产的需要，并可以促进作物的高产稳产。但它还有不容忽视的缺点，由于在复合肥的生产中已经将三种养分配比固定了，但在实际中，不同的土壤、不同的环境、不同的农作物所需的养分种类、数量和比例是不同的。所以，在使用前，一般要先测土了解此块农田的土壤特性，以及农作物的需求情况，另外要想达到比较好的效果，最好还是需要配合施撒单质肥料。同样，这种方法也有很大的弊端，比例固定，不能按需分配，最终有可能使土壤中一种营养元素过剩，同时会影响农作物对其他营养元素的吸收。反之会使作物中的某种营养元素欠缺，则不利于农作物的正常生长。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本实用新型的目的在于提一种水培植物自动施肥装置，该装置可以根据不同水培植物对氮、磷、钾肥料需求，实现精准施肥，大大提高了肥料的利用率，有利于农作物的正常生长。

2、实现上述实用新型目的所采用的技术方案是：一种水培植物自动施肥装置，包括水源、水泵、供水电磁阀、循环泵、水培植物营养槽、储液罐，所述的水泵的进水口通过管道与水源连通，其出水口通过管道与储液罐连通，所述的储液罐顶部的出水口通过管道与水培植物营养槽进水口连通，所述的水培植物营养槽出水口通过管道与储液罐的回水口连通，所述的储液罐的第二进水口通过管道与变量施肥系统的出液口连通，所述变量施肥系统包括氮肥肥料桶、氮肥电磁阀、磷肥肥料桶、磷肥电磁阀、钾肥肥料桶、钾肥电磁阀、液位传感器、ec\ph传感器、称重传感器、营养液罐，所述的氮肥肥料桶、磷肥肥料桶、钾肥肥料桶分别通过安装有氮肥电磁阀、磷肥电磁阀、钾肥电磁阀的管道与营养液罐连通，所述的营养液罐上安装有液位传感器和ec\ph传感器，并通管道与储液罐连通，所述的氮肥肥料桶、磷肥肥料桶、钾肥肥料桶底部均安装有称重传感器，所述的供水电磁阀、氮肥电磁阀、磷肥电磁阀、钾肥电磁阀、液位传感器、ec\ph传感器和称重传感器分别与plc控制器lk3u-64连接。

3、进一步讲，所述的水源上并联有多路由供水电磁阀、循环泵、水培植物营养槽、储液罐和变量施肥系统组成的子系统。

4、进一步讲，所述的变量施肥系统中设置有备用的营养液罐。

5、进一步讲，所述的plc控制器括一个rs485接口、一个rs232接口、开关量输入输出接口和模拟量输入输出接口，用于数据的汇集、处理以及输出。

6、本实用新型的一种水培植物自动施肥装置是通过供水泵来保证整个控制系统的水量供应，每个水培植物营养槽都配备单独的营养液罐，可以同时满足不同水培植物的种植；每个营养液罐都是通过变量施肥系统来保证水培植物所需的养分，变量施肥系统通过单独设置氮肥肥料桶、氮肥电磁阀、磷肥肥料桶、磷肥电磁阀、钾肥肥料桶、钾肥电磁阀、液位传感器、ec\ph传感器、称重传感器来实现实施精准配施肥料。

7、本实用新型的一种水培植物自动施肥装置可以在一定程度上实现水培植物种植的规模化以及自动化，在很大程度上节省了人力成本；同时，本实用新型可以精量配施肥料，在一定程度上杜绝了肥料的过度使用。

技术特征：

1.一种水培植物自动施肥装置，包括水源（1）、水泵（2）、供水电磁阀（3）、循环泵（4）、水培植物营养槽（5）、储液罐（6），所述的水泵（2）的进水口通过管道与水源（1）连通，其出水口通过管道与储液罐（6）连通，所述的储液罐（6）顶部的出水口通过管道与水培植物营养槽（5）进水口连通，所述的水培植物营养槽（5）出水口通过管道与储液罐（6）的回水口连通，所述的储液罐（6）的第二进水口通过管道与变量施肥系统（7）的出液口连通，其特征在于：所述变量施肥系统（7）包括氮肥肥料桶（8） 、氮肥电磁阀（9）、磷肥肥料桶（10）、磷肥电磁阀（11）、钾肥肥料桶（12）、钾肥电磁阀（13）、液位传感器（14） 、ec\ph传感器（15）、称重传感器（16）、营养液罐（17），所述的氮肥肥料桶（8）、磷肥肥料桶（10）、钾肥肥料桶（12）分别通过安装有氮肥电磁阀（9）、磷肥电磁阀（11）、钾肥电磁阀（13）的管道与营养液罐（17）连通，所述的营养液罐（17）上安装有液位传感器（14） 和ec\ph传感器（15），并通管道与储液罐（6）连通，所述的氮肥肥料桶（8）、磷肥肥料桶（10）、钾肥肥料桶（12）底部均安装有称重传感器（16），所述的供水电磁阀（3）、氮肥电磁阀（9）、磷肥电磁阀（11）、钾肥电磁阀（13）、液位传感器（14） 、ec\ph传感器（15）和称重传感器（16）分别与plc控制器（18）lk3u-64连接。

2.根据权利要求1所述的一种水培植物自动施肥装置，其特征在于：所述的水源（1）上并联有多路由供水电磁阀（3）、循环泵（4）、水培植物营养槽（5）、储液罐（6）和变量施肥系统（7）组成的子系统。

3.根据权利要求1或2所述的任一种水培植物自动施肥装置，其特征在于：所述的变量施肥系统（7）中设置有备用的营养液罐。

4.根据权利要求1或2所述的任一种水培植物自动施肥装置，其特征在于：所述的plc控制器lk3u-64包括一个rs485接口、一个rs232接口、开关量输入输出接口和模拟量输入输出接口，用于数据的汇集、处理以及输出。

技术总结
本技术公开了一种水培植物自动施肥装置，包括水源、水泵、供水电磁阀、循环泵、水培植物营养槽、储液罐，所述水泵的进水口通过管道与水源连通，其出水口通过管道与储液罐连通，所述储液罐顶部的出水口通过管道与水培植物营养槽进水口连通，所述水培植物营养槽出水口通过管道与储液罐的回水口连通，所述储液罐的第二进水口通过管道与变量施肥系统的出液口连通，所述变量施肥系统包括氮肥肥料桶、磷肥肥料桶、钾肥肥料桶及相应电磁阀和称重传感器，并分别通过管道与营养液罐连通，所述的电磁阀、传感器分别与PLC控制器连接。该装置可以根据不同水培植物对氮、磷、钾肥料的需求，实现精准施肥，有利于农作物的正常生长。

技术研发人员：朱德兰,魏驰林,李柱,刘禹晗,朱金福
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：20230301
技术公布日：2024/1/25