[发明专利]一种营养液在线检测与精量控制装置

说明书

【技术领域】

本发明属于农业灌溉与机电控制领域，具体涉及一种营养液在线检测与精量控制装置。

【背景技术】

长期以来我国农业灌溉一直处于粗放式的经营管理模式，沿用传统落后的大水漫灌方式进 行灌溉，随着水资源短缺与需水量逐年增加之间的矛盾日益加剧，需要精确灌水模式来解决这 种现状。

除了水资源，我国每年的化肥使用量也非常大，但是化肥利用率却很低。大量未被农作物 吸收的化肥渗入到了地下水中或者随雨水流入江河湖泊，造成了水质的富营养化，严重污染了 生态环境，并且过量或欠缺的化肥也不利于农作物的正常生长。因此提高灌溉用水、用肥的利 用率，使农业生产的效益最大化已经成为了我国发展现代农业的根本需求。

当前广泛应用的无土栽培技术正需要精量用水和用肥，该种营养液成分在线检测与精量控 制装置能够满足该要求，为作物提供最优的生长环境。

【发明内容】

本发明的目的在于客服上述不足，提供一种营养液在线检测与精量控制装置，提高装置整 体的智能化，保证营养液中各营养成分的精确比例，实现自动配比、检测、传输与控制。

为了达到上述目的，本发明包括盛放营养液的采样池，营养液中插入有若干离子选择电极， 离子选择电极连接有信息采集模块，信息采集模块通过AD转换器连接上位机控制系统，上位 机控制系统通过继电器模块连接电磁阀，上位机控制系统通过DA转换器连接肥泵，上位机控 制系统还连接显示器。

所述AD转换器还连接有用于接收流量计数据信号的数据采集模块。

所述DA转换器与肥泵间设置有调速控制模块。

所述上位机控制系统通过I/O端口连接继电器模块。

所述上位机控制系统通过串口连接显示器。

所述显示器为触屏显示器。

所述显示器包括参数设置模块和历史数据存储模块。

与现有技术相比，本发明的信息采集模块将离子选择电极的测量数据发送给上位机控制系 统，上位机控制系统将测量数据显示在显示器上，并通过肥泵和电磁阀调整施肥比例，整体装 置结构简单、操作方便，可以实现营养液浓度自动检测、自动配比、自动控制，为无土栽培提 供精良化营养液，满足作物最优生长条件。

进一步的，本发明设置有调速控制模块，能够通过上位机控制系统控制调整输出电压信号 而驱动肥泵调整转速，进而调整肥料的流量。

【附图说明】

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电气原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1和图2，本发明包括盛放营养液15的采样池14，营养液15中插入有若干离子选 择电极13，离子选择电极13连接有信息采集模块3，信息采集模块3通过AD转换器4连接 上位机控制系统6，AD转换器4还连接有用于接收流量计数据信号的数据采集模块5，上位 机控制系统6通过继电器模块11连接电磁阀12，上位机控制系统6通过I/O端口10连接继电 器模块11，上位机控制系统6通过DA转换器7连接肥泵9，DA转换器7与肥泵9间设置有 调速控制模块8，上位机控制系统6通过串口2连接显示器1，显示器1包括参数设置模块和 历史数据存储模块。

优选的，显示器1为触屏显示器。

在触摸显示器1中的初始单元设置，通过上位机控制系统6的单片机通过I/O端口10控 制继电器模块11，对相应的电磁阀12进行开关动作，完成不同肥的切换和吸收以及水路的通 断，对相应的肥进行输入，采样池14进行样本收集，营养液进行输出灌溉。由于单片机是一 个弱电器件，其驱动电流是毫安级的，无法直接驱动继电器模块11，通过三极管对电流进行 放大。为了保护三极管，继电器模块11两端并联了一个二极管，当继电器线圈断电时，会产 生反向的感应电动势，线圈电流不能立即变为0，此时的电流经二极管流出，保护三极管正常 工作。

串口2实现单片机与触摸显示器1之间的双向通信。采用单片机发送相应的串口指令可完 成文本、图片及曲线的显示，单片机接收相应的按钮、文本输入等串口指令来完成对应的控制 及数据的获取。