[发明专利]一种营养液浓度控制方法及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种营养液浓度控制方法及控制系统，属于无土栽培技术领域。

背景技术

营养液栽培是属于水培种植技术的一种新型无土栽培方法，它以营养液代替 天然土壤或者基质，为植物提供水分、养分和氧气，从而确保作物正常生长。营养 液中各组分含量的多少影响到植物的生长状况，各营养组分的浓度在植物正常生长 所需的范围内，能为植物生长提供有效的营养供给，保证植物的健康生长。

目前，广泛使用的营养液浓度管理方法是电导率值(EC)管理方法，即通过 监测营养液总盐分的离子浓度来管理营养液浓度。但是，EC管理方法是对营养液 状况的整体衡量，无法反应营养液组分变化、水肥变化，而且在测定电导率时，其 他的具有导电性的非营养物质也会反映出来，影响电导率仪读数的准确性。大多现 代化管理方法，如利用传感器进行多组分在线检测等，也是基于电导率值进行追肥。 这些问题始终存在于实际生产中，不仅影响植物的生长，还会造成肥料的浪费，亟 待运用更为科学、有效的方法来管理营养液浓度。

中国专利CN103499984A公布了一种营养液离子浓度控制方法及系统，系统 包括：检测池、控制平台、离子浓度调控装置、传感器阵列装置、第一蠕动泵，控 制平台，用于控制第一蠕动泵从营养液槽向检测池抽取营养液，检测池，用于存储 从营养液槽抽取的营养液；控制平台还用于，控制传感器阵列装置启动检测；传感 器阵列装置，用于检测检测池中存储的营养液中至少一种离子的浓度，并向控制平 台传输检测结果；控制平台还用于，接收传感器阵列装置传输的检测结果，根据检 测结果向离子浓度调控装置发送离子浓度调整指令；离子浓度调控装置，用于接收 控制平台发送的离子浓度调整指令，根据离子浓度调整指令调整营养液槽中至少一 种离子的浓度。能够精确控制营养液中离子的浓度。该专利公开的控制方法是以营 养液中具体离子浓度为检测指标，根据具体离子浓度的变化单独的补充离子浓度， 该方法能够控制一种或多种离子浓度的准确性，但是由于因为在营养液浓度的管理 中，是以肥料盐来配制营养液而并非单一的营养离子，而且营养液中离子种类较多， 单独调整每一种离子浓度达到平衡所需时间较长，还会影响到营养液中其它离子的 平衡，控制程序复杂，难以达到预期的效果。

发明内容

本发明就是为了克服现有的EC管理方法无法反映营养液组分和水肥的变化 及易受非营养物质干扰的不足，而提供一种营养液浓度控制方法及控制系统，本发 明方法及系统不仅能反映营养液的主要组分，而且能降低非营养物质对测量的干 扰。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种营养液浓度控制方法，包括以下步骤：

(1)设定营养液中硝态氮浓度的范围值、营养液的电导率范围值、及营养液 的pH范围值；

(2)首先调节营养液中硝态氮在设定浓度值范围内，再调节营养液的电导率 在设定范围值内，最后调节营养液的pH在设定范围值内。

步骤(2)具体包括以下步骤：

(21)硝态氮浓度调节：

检测营养液中硝态氮浓度，当硝态氮浓度小于硝态氮设置范围下限时，向营养 液池中补充硝态氮原料，当硝氮浓度达到硝态氮设置范围上限时，停止加入硝态氮 原料，营养液搅拌均匀后，再检测营养液池中的硝态氮浓度，若营养液池中的硝态 氮浓度大于设置的硝态氮下限浓度时，则启动下一步EC调节程序，如果营养液池 中的硝态氮浓度仍然小于设置的硝态氮下限浓度，则继续加入硝态氮原料，以下步 骤则相同，直到营养液中的硝态氮浓度至少大于设置的硝态氮下限浓度；

(22)营养液的电导率调节：

在完成了硝态氮浓度的调节之后，根据营养液池电导率的检测值，如果EC的 检测值低于EC设置范围下限时，向营养液中加入除了硝态氮肥料以外的大量元素 肥料与微量元素肥料，并搅拌营养液，当EC值达到设置范围上限时，停止大量元 素肥料与微量元素肥料的加入，营养液搅拌均匀后，再检测营养液池中的EC值， 如果营养液池中的EC值大于设置的下限浓度时，则启动下一步pH调节程序，如 果营养液池中的EC值仍然小于设置的EC下限浓度，则继续加入大量元素肥料与 微量元素肥料，以下步骤则相同，直到营养液池中的EC值至少大于设置的EC下 限浓度；

(23)营养液的酸碱度调节：