一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机

本发明涉及农业施肥机械，具体为一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机。

背景技术：

1、现有技术中的水肥一体化设备通常采用文丘里注肥器或水泵将液体肥料注入主供水管路，在应对作物多元素施肥需求时，多种高浓度液体肥料在管路内直接混合，易因物理沉降产生高粘度絮凝物和结晶体。常规设备多依赖机械搅拌桨进行混肥，高粘度流体会导致机械运动部件运转阻力增大甚至卡死，降低流体的物理均质程度。

2、同时，混合流体中的不溶物在流经过滤装置时会持续附着并堆积在过滤网芯表面，使得管网流通截面积减小、前后压力差急剧升高。现有的被动式过滤网芯在发生物理堵塞后，必须切断主供水管路流体并由人工解体拆卸清洗，中断了设备运行的连续性。

3、此外，主供水管路的水压常受外接水源波动影响，传统设备的固定开度调节阀无法动态改变各个注肥支管的实际物理截面积，导致多通道原液的实际注入体积与设定的配方参数产生偏差，无法抵消水压波动对吸肥动作产生的物理干扰，难以实现多种液体肥料按设定比例的独立定量注入。

4、鉴于此，本发明的目的是提供一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，以解决现有技术中存在的不足。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，解决了一体化施肥设备在应对多元素高浓度液体肥料时，存在的混合易絮凝结晶、过滤网芯易物理堵塞需人工拆洗，以及受主供水管网水压波动影响导致多通道定量注肥比例不精准的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，包括主供水管路、多通道注肥模块、均质混肥模块、压差自清洗过滤模块和智能主控单元；

3、所述主供水管路的进水端与外接水源连通，所述主供水管路的出水端用于与外接滴灌管网连通；

4、所述压差自清洗过滤模块和所述均质混肥模块沿水流方向依次串接在所述主供水管路上；

5、所述多通道注肥模块包括多个储肥罐，各个所述储肥罐的底部出液口分别连通有注肥支管，各个所述注肥支管均与所述均质混肥模块内部连通，且各个所述注肥支管上均依次串接有电磁比例调节阀和电磁流量计；

6、所述压差自清洗过滤模块设置有压差检测组件和电磁排污阀；所述均质混肥模块设置有超声波换能器；

7、所述智能主控单元的信号输入端用于接收各个所述电磁流量计以及所述压差检测组件的实时监测数据，所述智能主控单元的控制输出端用于驱动各个所述电磁比例调节阀、所述电磁排污阀以及所述超声波换能器动作。

8、优选的，所述压差自清洗过滤模块包括过滤筒体；

9、所述压差检测组件包括分别安装在所述过滤筒体进液端的前段压差传感器和出液端的后段压差传感器；

10、所述过滤筒体侧壁设有排污支管，所述电磁排污阀安装在所述排污支管上。

11、优选的，所述智能主控单元内存储有预设防堵压力差数值；

12、所述智能主控单元用于实时获取所述前段压差传感器与所述后段压差传感器的压力差值，并在所述压力差值大于所述预设防堵压力差数值时，控制所述电磁排污阀开启进行流体负压反冲洗作业。

13、优选的，所述均质混肥模块包括混肥主罐体；

14、所述超声波换能器安装在所述混肥主罐体的外侧壁，所述混肥主罐体的内部插设有综合水质检测变送器，所述综合水质检测变送器与所述智能主控单元的信号输入端连接。

15、优选的，所述综合水质检测变送器为包含电导率检测探头和酸碱度检测探头的复合型传感器；

16、所述智能主控单元用于获取所述综合水质检测变送器的实时检测数据，并控制所述超声波换能器启停，产生超声空化效应震碎流体中的未溶解肥料颗粒。

17、优选的，所述多通道注肥模块的具体数量为五组，分别对应独立盛装氮肥原液、磷酸一铵原液、聚磷酸铵原液、钾肥原液以及微量元素肥原液的五个所述储肥罐；

18、五个所述储肥罐底部的所述注肥支管相互并联后汇入所述均质混肥模块。

19、优选的，所述智能主控单元内置有比例积分微分闭环控制算法模块；

20、所述智能主控单元用于将预设的目标流量数据与各个所述注肥支管上所述电磁流量计反馈的实际流量数据进行偏差计算，并根据偏差计算结果实时调节对应所述注肥支管上所述电磁比例调节阀的开度，用于各个所述注肥支管内高浓度液体肥料的独立定量注入。

21、优选的，所述智能主控单元内部存储有作物不同生育期的施肥配比数据库；

22、所述预设的目标流量数据由所述智能主控单元根据接收到的当前作物生育期指令，调取所述施肥配比数据库中对应的配方参数转换生成。

23、优选的，所述智能主控单元上集成有物联网无线通信网关；

24、所述智能主控单元通过所述物联网无线通信网关与土壤墒情传感器通信连接，所述智能主控单元用于根据所述土壤墒情传感器的反馈数据进行动态灌溉策略调整。

25、优选的，所述外接滴灌管网为田间浅埋滴灌带组件。

26、本发明提供了一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机。具备以下有益效果：

27、1、本发明通过在均质混肥模块的外侧壁安装超声波换能器，并在其内部插设综合水质检测变送器，解决了高粘度易结晶肥料在混合时产生絮凝和沉淀的技术问题，智能主控单元根据综合水质检测变送器反馈的实时电导率数据变化控制超声波换能器启停，利用超声空化效应产生的局部冲击波击碎流体中的未溶解肥料颗粒。该结构以非接触式的超声振动替代了机械搅拌桨，排除了机械运动部件因高粘度流体卡死的物理故障，使肥料颗粒在流体中实现物理均质。

28、2、本发明通过在压差自清洗过滤模块的进液端和出液端分别配置前段压差传感器与后段压差传感器，并联动排污管路上的电磁排污阀，解决了过滤网芯物理堵塞需人工拆洗的问题，智能主控单元实时计算流体经过滤网芯前后的压力差值，当该压力差值大于预设防堵压力差数值时，输出控制信号开启电磁排污阀，利用管路内部与外部大气压形成的流体负压产生反向水流。该工作流程在不解体主管道的条件下，将附着于过滤网芯内侧的物理杂质排出，维持了设定的管网流体通过率。

29、3、本发明通过建立相互并联的五个注肥支管，并在智能主控单元内置施肥配比数据库与比例积分微分闭环控制算法，解决了多元素肥料在管网压力波动下注入体积存在误差的问题，系统将作物生育期参数转换为对应通道的目标流量数据，并与各注肥支路上电磁流量计获取的实际流量数据进行偏差计算，据此输出模拟量信号实时调节电磁比例调节阀的物理开度，该控制逻辑抵消了主供水管路水压波动对吸肥动作产生的物理干扰，实现了多种高浓度液体肥料流经管网时的独立定量注入。

1.一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，包括主供水管路、多通道注肥模块、均质混肥模块、压差自清洗过滤模块和智能主控单元；

2.根据权利要求1所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述压差自清洗过滤模块包括过滤筒体；

3.根据权利要求2所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述智能主控单元内存储有预设防堵压力差数值；

4.根据权利要求1所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述均质混肥模块包括混肥主罐体；

5.根据权利要求4所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述综合水质检测变送器为包含电导率检测探头和酸碱度检测探头的复合型传感器；

6.根据权利要求1所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述多通道注肥模块的具体数量为五组，分别对应独立盛装氮肥原液、磷酸一铵原液、聚磷酸铵原液、钾肥原液以及微量元素肥原液的五个所述储肥罐；

7.根据权利要求6所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述智能主控单元内置有比例积分微分闭环控制算法模块；

8.根据权利要求7所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述智能主控单元内部存储有作物不同生育期的施肥配比数据库；

9.根据权利要求1所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述智能主控单元上集成有物联网无线通信网关；

10.根据权利要求1所述的一种水肥一体化多通道精密定量比例施肥机，其特征在于，所述外接滴灌管网为田间浅埋滴灌带组件。