一种多用途节水自动浇灌系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动浇灌控制技术领域，尤其涉及一种多用途节水自动浇灌系统。


背景技术：

2.我国水资源相对短缺，人均水资源相对匮乏，中西部地区缺水状况尤为突出。农业缺水和城市缺水是我国缺水的两大主要表现，同时水浪费严重，利用率低，供需矛盾突出。目前传统浇灌设备单一，主要靠人工完成，费时费力，水资源利用率低。随着农业技术和城市绿化的发展，自动灌溉系统对于缓解水资源紧缺矛盾、节约劳动力，实现扩大浇灌面积具有十分重要的意义。
3.目前自动浇灌控制系统一种形式为定时的简单控制浇灌系统，在固定时间定时定量的浇灌，这种控制方式可节省人力，但节水效果不好，不能做到精准浇灌。另一种形式具有一定“智慧”功能的控制系统，通过实时采集各类数据参数，如土壤温湿度，气温和空气湿度等气象参数，通过对这数据的分析，实现针对不同的区域、不同的场景、不同的种植作物，制定灌溉计划，实现自动浇灌，达到节水的目的。这种控制方式采集的主要参量是土壤湿度，通过电极测量土壤的电阻率确定土壤的湿度。由于土壤的电阻率决定于含水量，还决定于土壤有机盐和无机盐的含量，因此这种通过检测土壤含水量的方法不能做到精准控制浇灌。从控制系统组成结构，目前多采用“分散控制，集中管理”的模式，这种系统由于过于繁琐复杂，造成成本较高，不适合广泛应用。


技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本实用新型提供了一种多用途节水自动浇灌系统，通过模拟植物、土壤水分蒸发量和降雨情况，自动控制浇灌时间和浇灌量，实现节水的目的。本系统适用于市政道路绿化、园林景观、小区庭院绿地、农林业种植等的浇灌场合。
5.本实用新型的技术方案是：一种多用途节水自动浇灌系统是由模拟蒸发器、控制器、浇灌量调节器、电磁阀、可调喷头、三通、输水管、供水管等组成，系统组成及连接如图1所示。
6.进一步的，所述模拟蒸发器由蒸发容器、电极a、电极b、公共电极、排污阀、注水端、纱网组成。
7.进一步的，所述模拟蒸发器用以模拟植物、土壤水分蒸发量和降雨情况，确定浇灌时间间隔及每次的浇灌量；所述蒸发容器安装的电极a、电极b、公共电极用于检测内部水位，电极a处为上限水位、电极b处为下限水位；所述电极a、电极b、公共电极接入控制器用以控制浇灌时间间隔和浇灌时长；所述模拟蒸发器水位在电极a处通过蒸发变为电极b处所用的时间为浇灌间隔，与环境温度、湿度和降雨有关；所述注水端注水时长与浇灌时长同步，在控制器的控制下，水位低于电极b开始注水和浇灌，水位达到电极a时停止注水和浇灌；所述排污阀用于排除蒸发容器内污垢，纱网用于遮挡枯枝落叶。
8.进一步的，所述一种多用途节水自动浇灌系统控制器组成框图如图2所示，包括比较器a、比较器b、d触发器、驱动器、继电器、电源；所述电极a接入到比较器a，用于检测蒸发器内高液位值；所述电极b接入到比较器b用于检测蒸发器内低液位值；所述比较器a、比较器b输出分别接入到d型触发器的r端、s端；所述d型触发器输出经驱动器驱动继电器，通过对电磁阀的启停控制实现自动浇灌。
9.进一步的，所述浇灌量调节器用于调节注入到蒸发器中的水流量，也就是调节水位由电极b处上升到电极a处的时间，也就是一次控制浇灌的总水量。所述电磁阀用于接通自来水或中水供水用于浇灌。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.1.本实用新型采用模拟蒸发器作为控制环节的一部分，可以真实的反映植物和土壤的蒸发状态及降水状况，能精确的控制浇灌过程，达到节能节水的目地。
12.2.控制器采用较简单的硬件电路，使系统具有高的可靠性和较低廉的成本。
13.3.与现有的浇灌系统相比，本实用新型适用于中小规模的市政道路绿化、园林景观、小区庭院绿地、农林业种植等场合。
附图说明
14.图1为本实用新型的系统组成示意图；
15.图2为本实用新型的控制器组成框图；
16.图3为本实用新型的控制器电路图。
具体实施方式
17.为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
18.本实施方式中，模拟蒸发器的蒸发容器采用abs塑料制成，外形和外形尺寸根据浇灌面积选用200mm～500mm方形或圆形容器。蒸发容器上安装的电极a、电极b和公共电极采用不锈钢材质，纱网采用不锈钢材质。
19.本实施方式中，控制器电路图如图3所示，比较器a与比较器b采用lm393通用集成比较器。电极a接入到比较器a的负极，即lm393的6管脚，电极b接入到比较器b的正极，即lm393的3管脚，公共电极接地。d触发器采用mc 4013，比较器a输出，即lm393的7管脚连接到d触发器的复位r端，即mc 4013的4管脚，比较器b输出，即lm393的1管脚连接到d触发器的置位s端，即mc 4013的6管脚。d触发器输出经驱动器驱动继电器线圈，通过继电器触点控制电磁阀的通断，控制浇灌过程。继电器线圈电压dc12v，触点电流5a、电压dc24v。电源为控制板提供电能，输入电压ac220v，输出电压dc12v和dc24v，包括保险、变压器、整流滤波电路、lm7812线性集成稳压器等。
20.本实施方式中，电磁阀选用户外防水单向常闭型，根据供水管直径和流量可选择型号规格为2w-160-15～2w-650-65，其最大工作压力1mpa，线圈电压dc24v，功率26w～41w，适用管内径dn15～dn65。
21.本实施方式中，浇灌量调节器采用小型不锈钢卡套针型流量调节阀，内径φ4mm。输水管通过三通分出一支路通过浇灌量调节器到注水端，输水管还通过多个三通分配给各
个可调喷淋头。可调喷淋头带有内置调整阀门，可以调整流量大小，选用铜或不锈钢材质，口径根据具体流量选择m12.5mm～m25mm，外螺纹安装。输水管根据流量和浇灌面积选用dn20mm～dn40mm等不同口径的pvc管。
22.本实施方式中，模拟蒸发器与控制器是整个系统的控制核心，用以控制浇灌时间间隔和每次的浇灌量。蒸发容器安装的电极a、电极b、公共电极用于检测内部水位，包括上限水位、下限水位。电极a、电极b和公共电极接入到控制器用以控制浇灌时间间隔和浇灌时长。模拟蒸发器的蒸发容器中水位在电极a处通过蒸发变为电极b处所用的时间为浇灌间隔，与环境湿度、温度和降雨有关，与植物和土壤蒸发的速度相关联。在控制器的控制下，水位低于电极b，即下限水位时，接通电磁阀开始浇灌，同时通过注水端往蒸发容器注水，水位达到电极a，即上线水位时断开电磁阀停止浇灌，同时停止注水。可以通过调节浇灌量调节器来改变注水流量，也就是在某一固定浇灌环境下，通过调节浇灌量调节器可得到某一固定浇灌时长。综上所述，每次浇灌量可以认为是固定的，浇灌时间间隔由蒸发量，既环境条件和降雨来确定。
23.以上通过实施例对本实用新型进行了详细说明，凡利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，在本实用新型的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖保护范围之内。