CN108738611B - 一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，包括供水系统、检测系统、滴灌系统、臭氧水生成装置和肥水一体化装置；供水系统包括三相潜水泵、远传压力表、过滤器一、控制器一和四通电磁阀；三相潜水泵安装于水源中另一端接主管道，远传压力表安装在主管道上并与过滤器相连，四通电磁阀一端接主管道另外三端分别接臭氧水生成装置、肥水一体化装置和主管道；检测系统由土壤湿度传感器和阀控RTU组成；滴灌系统由主管道、支管道和电动球阀组成；本发明改变了原有滴灌系统功能单一的缺点，将滴灌与臭氧生成装置、肥水一体化装置相结合，在灌溉的同时实现作物施肥、防治土壤病虫害和改良土壤，具有广阔的市场推广前景。

Description

一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统

技术领域

本发明涉及一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，属于农业灌溉领域。

背景技术

进入21世纪以来，中国和许多国家都出现了不同程度的水资源供需矛盾，影响或限制了生产的发展。灌溉用水在人类用水中所占比重很大，大致在70％(发达国家)至90％(发展中国家)之间。但是灌溉水有效利用系数很低，平均仅50％左右，即通过工程措施引入灌区的水量大约有一半损失掉了，在我国由于大蒜灌溉技术发展起步较晚，并由于农村经济模式的限制，多少年来一直以大水漫灌模式为主，即：漫灌或渠灌等，这种作业方式既不利于灌溉用水的利用，还在灌溉过程中造成了大量的肥力流失。并且现有的滴灌系统功能比较单一，水、肥、药是分开的，往往滴灌完成后再次施肥的同时还需要用水，且人工施肥肥料利用率低，根系吸收不到营养物质，造成大蒜品质下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，根据大蒜生长不同阶段的不同需求，完成对大蒜的浇水、施肥以及杀菌消毒工作。

本发明采用如下技术方案：

一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，包括供水系统、检测系统、滴灌系统、臭氧水生成装置和肥水一体化装置；

所述的供水系统包括三相潜水泵、远传压力表、过滤器一、控制器一和四通电磁阀；所述三相潜水泵与控制器一连接，用于保持水压稳定；三相潜水泵通过主管道与四通电磁阀连接；三相潜水泵和四通电磁阀之间的主管道上依次设有远传压力表和过滤器一；远传压力表与控制器一连接；远传压力表用于检测主管道水压；所述过滤器一用于过滤主管道水中的杂质；所述四通电磁阀另三端分别连接主管道、臭氧水生成装置进水管一和肥水一体化装置进水管二；

所述臭氧水生成装置包括制氧机、臭氧管、高频高压电源、气液混合泵、臭氧氧化塔、进水管一和出水管一；所述进水管一和出水管一连通且分别与主管道连接；所述制氧机通过软管一与臭氧管连接将制取的氧气送到臭氧管；所述高频高压电源通过电源线与臭氧管连接用于产生臭氧；所述臭氧管通过软管二与气液混合泵连接；所述软管二中设有单向阀，臭氧经过单向阀进入气液混合泵，反方向时则不能通过单向阀；所述臭氧氧化塔底部安装在气液混合泵上并与气液混合泵连通，臭氧氧化塔后侧面与出水管一一端连接，出水管一另一端接入主管道末端；臭氧氧化塔上端设有自动排气阀用于将未溶于水的臭氧排出；所述气液混合泵一端连接进水管一，另一端连接臭氧氧化塔。

进行臭氧水灌溉时，主管道中的水依次经进水管一、气液混合泵、臭氧氧化塔和出水管一再进入主管道；进入气液混合泵中的水和臭氧流入臭氧氧化塔并在臭氧氧化塔中充分混合，混合完成的臭氧水经臭氧氧化塔由出水管一接入主管道末端。

所述肥水一体化装置包括控制器二、施肥罐、吸肥泵、EC值检测传感器、支撑框架、过滤器二、进水管二、出水管二和电动球阀二；所述进水管二与主管道连接；进水管二上前后依次安装有电动球阀二、过滤器二、EC值检测传感器；EC值检测传感器另一端通过出水管二连接入主管道末端；所述吸肥泵安装于支撑框架上，吸肥泵一端通过软管三连接施肥罐，另一端通过软管三连接进水管二将肥液混入主管道的水中；所述电动球阀二、EC值检测传感器、吸肥泵分别与控制器二连接，由控制器二控制；根据不同作物对肥料的需求不同，可将进水管二分成多个支管道二，每个支管道二上均对应安装EC值检测传感器、施肥罐、吸肥泵、过滤器二和电动球阀二；施肥罐中用于放置不同肥料；EC值检测传感器、施肥罐、吸肥泵、过滤器二和电动球阀二的数量与支管道二数量一致。

所述臭氧水生成装置和肥水一体化装置的进水管和出水管均与主管道连接；臭氧水生成装置用于生成臭氧水；肥水一体化装置用于将不同肥料混入主管道，实现水肥混合；

所述检测系统由土壤湿度传感器和阀控RTU组成；所述土壤湿度传感器埋入田间的土壤当中并与阀控RTU连接，用于土壤水分检测；所述阀控RTU分别与电动球阀一和控制器一连接；土壤湿度传感器将检测的土壤湿度信息反馈到阀控RTU，阀控RTU将信息通过UTC1212无线传输模块传输给控制器一，控制器一根据土壤湿度通过阀控RTU控制电动球阀一进行滴灌；土壤湿度传感器、阀控RTU和电动球阀一的具体数量根据地块大小确定布设。

所述的滴灌系统由主管道、支管道和电动球阀一组成；所述主管道末端通过电动球阀一和各个支管道连接；所述支管道上均匀设有滴头；各个支管道平行设置。

所述滴头由海绵和固定外壳组成，固定外壳内部设有一层海绵；固定外壳上分布有滴孔；支管道中的水先渗过海绵经滴孔分散渗入土壤中，提高了灌水的均匀性，同时土壤不能通过海绵进入滴孔，减少了滴孔的堵塞。

所述支管道之间间距为18cm。

所述滴头之间间距为12cm。

所述滴头流量设定为3L/H。

所述三相潜水泵和控制器使用三相交流电供电。

所述控制器一与阀控RTU采用UTC1212无线传输模块连接。

本发明中，所述的控制器可采用PLC控制器。

本发明中，臭氧水的浓度和水肥混溶的比例可根据作物生长和灌溉需要通过控制器一和控制器二设定。

有益效果：

本发明将滴灌系统、臭氧水系统与肥水一体化系统相结合，可实现灌溉功能、土壤杀菌消毒功能、灌溉施肥一体化功能，并可以根据大蒜不同生长阶段选择不同浓度的臭氧水，对改良土壤、防治大蒜病虫害有很大作用，对环境无污染，大蒜质量、产量得到提高，符合农业可持续发展的要求。

本发明改变了原有滴灌系统功能单一的缺点，将滴灌与臭氧生成装置、肥水一体化装置相结合，在灌溉的同时实现作物施肥、防治土壤病虫害和改良土壤，具有广阔的市场推广前景。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明滴头结构图。

图中：1—三相潜水泵、2—控制器一、3—过滤器一、4—主管道、5—支管道、6—电动球阀一、7—阀控RTU、8—土壤湿度传感器、9—滴头、10—海绵、11—固定外壳、12—远传压力表、13—肥水一体化装置、14—臭氧水生成装置、15—四通电磁阀。

具体实施方式:

下面结合实施例，进一步说明本发明。本发明中，如无特殊说明，均为可市购件。

参见图1-图2，一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，包括供水系统、检测系统、滴灌系统、臭氧水生成装置、肥水一体化装置。所述供水系统由三相潜水泵1、远传压力表12、过滤器一3、控制器一2、四通电磁阀15组成；所述三相潜水泵1安装于水源中另一端接主管道4；所述远传压力表12安装于主管道4上，前端通过主管道4与三相潜水泵1连接后端通过主管道4与过滤器一3连接；所述控制器一2一端通过电源线与三相交流电源连接另一端与三相潜水泵1和远传压力表12连接；所述过滤器一3安装于主管道4上后端通过主管道4与四通电磁阀15连接；所述四通电磁阀15一端接主管道4另外三端分别接臭氧水生成装置14进水管一、肥水一体化装置13进水管二和主管道4；所述检测系统由土壤湿度传感器8和阀控RTU7组成；所述土壤传感器8埋入土壤中并与阀控RTU7连接；所述阀控RTU7与电动球阀一6相联系并由控制器一2进行控制；所述滴灌系统由主管道4、支管道5和电动球阀一6组成；所述主管道4与支管道5连接，连接部位安装电动球阀一6；所述滴头9由海绵10和固定外壳11组成，位于支管道5上；所述臭氧生成装置14进水管一与四通电磁阀15连接出水管一接入主管道4；所述肥水一体化装置13进水管二与四通电磁阀15连接出水管二接入主管道4；

作为对本技术方案的进一步限定，所述支管道5之间距离为18cm。

作为对本技术方案的进一步限定，所述滴头9之间距离为12cm。

作为对本技术方案的进一步限定，所述滴头由海绵10和固定11组成，滴头9流量为3L/H。

作为对本技术方案的进一步限定，所述三相潜水泵1和控制器一2用三相交流电进行供电；

田间操作时，水经由三相潜水泵1提取经过主管道4送至过滤器一3，同时由控制器一2进行恒压控制，过滤之后的水途经远传压力表12至四通电磁阀15，当只需灌溉时水经中间阀门直接进入主管道4；当进行水肥一体化灌溉时经左侧阀门进入肥水一体化装置13肥水混合后进入主管道4；当进行土壤杀菌消毒或者大蒜病虫害防治时经右侧阀门进入臭氧水生成装置14生成臭氧水然后进入主管道4，此时系统只进行臭氧水灌溉；同时打开左侧和右侧阀门，可同时进行水肥一体化灌溉和土壤臭氧杀菌；灌溉水、肥液或者臭氧水经主管道4末端流入各个支管道5；主管道4与支管道5连接处设有电动球阀一6、阀控RTU7和土壤湿度传感器8，灌溉水最终由滴头9均匀滴灌至大蒜根部。土壤传感器8检测土壤湿度值并反馈给控制器一2，当检测值低于预设值时，控制器一2发送信号至阀控RTU7控制电动球阀一6打开，实现自动灌溉。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或者替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，其特征在于：包括供水系统、检测系统、滴灌系统、臭氧水生成装置和肥水一体化装置；

所述的供水系统包括三相潜水泵、远传压力表、过滤器一、控制器一和四通电磁阀；所述三相潜水泵与控制器一连接，用于保持水压稳定；三相潜水泵通过主管道与四通电磁阀连接；三相潜水泵和四通电磁阀之间的主管道上依次设有远传压力表和过滤器一；远传压力表与控制器一连接；远传压力表用于检测主管道水压；所述过滤器一用于过滤主管道水中的杂质；所述四通电磁阀另三端分别连接主管道、臭氧水生成装置进水管一和肥水一体化装置进水管二；

所述臭氧水生成装置包括制氧机、臭氧管、高频高压电源、气液混合泵、臭氧氧化塔、进水管一和出水管一；所述进水管一和出水管一连通且分别与主管道连接；所述制氧机通过软管一与臭氧管连接将制取的氧气送到臭氧管；所述高频高压电源通过电源线与臭氧管连接用于产生臭氧；所述臭氧管通过软管二与气液混合泵连接；所述软管二中设有单向阀，臭氧经过单向阀进入气液混合泵，反方向时则不能通过单向阀；所述臭氧氧化塔底部安装在气液混合泵上并与气液混合泵连通，臭氧氧化塔后侧面与出水管一一端连接，出水管一另一端接入主管道末端；臭氧氧化塔上端设有自动排气阀用于将未溶于水的臭氧排出；所述气液混合泵一端连接进水管一，另一端连接臭氧氧化塔；进入气液混合泵中的水和臭氧流入臭氧氧化塔并在臭氧氧化塔中混合，混合完成的臭氧水经臭氧氧化塔由出水管一接入主管道末端；

所述肥水一体化装置包括控制器二、施肥罐、吸肥泵、EC值检测传感器、支撑框架、过滤器二、进水管二、出水管二和电动球阀二；所述进水管二与主管道连接；进水管二上前后依次安装有电动球阀二、过滤器二、 EC值检测传感器；EC值检测传感器另一端通过出水管二连接入主管道末端；所述吸肥泵安装于支撑框架上，吸肥泵一端通过软管三连接施肥罐，另一端通过软管三连接进水管二将肥液混入主管道的水中；所述电动球阀二、EC值检测传感器、吸肥泵分别与控制器二连接，由控制器二控制；

所述检测系统由土壤湿度传感器和阀控RTU组成；所述土壤湿度传感器埋入田间的土壤并与阀控RTU连接，用于土壤水分检测；所述阀控RTU分别与电动球阀一和控制器一连接；控制器一根据土壤湿度通过阀控RTU控制电动球阀一进行滴灌；

所述的滴灌系统由主管道、支管道和电动球阀一组成；所述主管道末端通过电动球阀一和各个支管道连接；所述支管道上均匀设有滴头；各个支管道平行设置；所述支管道之间间距为18cm；

所述滴头由海绵和固定外壳组成，固定外壳内部设有一层海绵；固定外壳上分布有滴孔；支管道中的水先渗过海绵经滴孔分散渗入土壤中；所述滴头之间间距为12cm。

2.如权利要求1所述的一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，其特征在于：所述滴头流量为3L/H。

3.如权利要求1所述的一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，其特征在于：所述控制器一与阀控RTU之间采用UTC1212无线传输模块连接。

4.如权利要求1所述的一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，其特征在于：所述臭氧水的浓度和水肥混溶的比例根据作物生长和灌溉需要通过控制器一和控制器二设定。

5.如权利要求1所述的一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，其特征在于：根据不同作物对肥料的需求，将进水管二分成多个支管道二，每个支管道二上均对应安装EC值检测传感器、施肥罐、吸肥泵、过滤器二和电动球阀二；施肥罐中用于放置不同肥料；EC值检测传感器、施肥罐、吸肥泵、过滤器二和电动球阀二的数量与支管道二数量一致。

6.如权利要求1所述的一种基于臭氧水的大蒜种植肥水一体化滴灌系统，其特征在于：所述土壤湿度传感器、阀控RTU和电动球阀一的具体数量根据地块大小确定布设。

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