[发明专利]一种精准配肥与清水灌溉两用施肥装置及其EC+PH调节方法

说明书

技术领域

本发明属于农用机械技术领域，尤其涉及一种精准配肥与清水灌溉两用施肥装置及其EC+PH调节方法。

背景技术

20世纪70年代，我国开始引进灌溉施肥技术并开展相关技术研究和推广，虽然在灌溉智能控制方面取得了长足的进步，但是国内至今未能在自动精准配肥控制研究和相关设备研发上取得突破，国内实际应用较多的依然是以色列、意大利等国外施肥系统，系统构建成本昂贵。因而有必要整合多学科和已有科研成果，研制一种经济实用、自动配肥精度高的水肥一体化精准控制系统，满足农业生产需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精准配肥与清水灌溉两用施肥装置，旨在解决灌溉过程中难以按需实现自动精准配肥的问题。

本发明的再一目的在于提供上述精准配肥与清水灌溉两用施肥装置的EC+PH调节方法。

本发明是这样实现的，一种精准配肥与清水灌溉两用施肥装置，包括混肥罐，往所述混肥罐加入清水的进水阀，用于根据混肥罐内最低和最高水位高度自动控制进水阀进行相应开关操作的浮球液位控制开关，往所述混肥罐加入原肥或酸液的文丘里泵以及吸肥电磁阀，施肥泵，包括两个输出管路的回流管路，肥料浓度采集装置，pH采集装置，以及配肥控制系统；其中，

所述混肥罐分别于进水阀输出端、文丘里泵输出端以及施肥泵输入端通过管路连接，且所述混肥罐内设有浮球液位控制开关；

所述文丘里泵输入端与吸肥电磁阀通过管路连接；

所述施肥泵输出端与回流管路的输入端连接，所述回流管路第一输出管路连接在文丘里泵与吸肥电磁阀之间的管路上，第二输出管路与混肥罐连接；所述第二输出管路上设有肥料浓度采集装置、pH采集装置，所述肥料浓度采集装置、pH采集装置分别与配肥控制系统数据线连接，所述配肥控制系统与吸肥电磁阀、施肥泵电连接。

优选地，所述配肥控制系统包括：

数据收集模块，用于收集肥料浓度采集装置以及pH采集装置分别采集到的肥料浓度和pH值；

调节模块，用于根据所述数据收集模块的采集值控制所述施肥泵、吸肥电磁阀工作，以使肥料在所述回流管路、混肥罐循环流转；其中，

所述肥料浓度采集装置以及pH采集装置分别与数据收集模块连接，所述数据收集模块与调节模块连接，所述调节模块分别与施肥泵、吸肥电磁阀连接。

优选地，该施肥装置还包括触屏人机交互界面，用于实时显示肥料浓度采集装置以及pH采集装置的采集值和工作状态，以及通过触屏操作方式设置配肥配方、肥料浓度、PH控制目标参数；其中，所述触屏人机交互界面与调节模块连接。

优选地，所述进水阀通过管道连接在混肥罐中上部；所述文丘里泵通过管道连接到混肥罐；所述施肥泵的输入端通过管道连接在混肥罐上，该连接点位于混肥罐内最低水位高度之下。

优选地，该施肥装置还包括灌溉施肥输出阀门，所述施肥泵的又一输出端通过管道与灌溉施肥输出阀门连接。

本发明进一步提供了上述精准配肥与清水灌溉两用施肥装置的EC+PH调节方法，包括以下步骤：

(1)通过配肥控制系统设定最终所需要的肥料EC浓度值、PH值以及施肥量；

(2)在配肥控制系统中，设定PH调节酸液为肥料之一并计算其对肥液浓度的影响，将每个控制周期新增肥量对于酸碱度的影响补偿计入控制量计算中；

(3)配肥控制系统通过肥料浓度采集装置、pH采集装置实时获取配肥的肥料EC以及pH，并与设定的EC、pH进行比较，打开施肥泵并计算吸肥电磁阀的打开时间并转换成脉宽调制信号输出控制吸肥电磁阀开关，控制原肥以及酸液的吸入量。

优选地，在步骤(3)中，所述吸肥电磁阀的开关控制基于EC和PH值的PID控制方式，且所述吸肥电磁阀打开时间的计算由PWM的占空比来决定。

本发明克服现有技术的不足，提供一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置及其EC+PH调节方法，基于闭环控制原理，以PID调节为基础，结合肥液反应过程的对象特点，尤其是PH参数变化的非线性过程特征，依据参数变化情况实时调节算法关键参数及控制方式，在配肥反应过程的不同工况下运用最合适的控制策略和相应调控参数来实现肥液EC和PH的精准平稳控制。

附图说明

图1是本发明精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置一实施例的结构示意图；

图2是本发明精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置的EC+PH调节方法的步骤流程图。

具体实施方式