監(jiān)測(cè)土壤濕度的灌溉控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種監(jiān)測(cè)土壤濕度的灌溉控制系統(tǒng)，為達(dá)到對(duì)植物生理需求的最佳灌溉效果可以對(duì)植物土壤中的濕度進(jìn)行監(jiān)控并且利用現(xiàn)有輸水設(shè)備即可使用，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)且易維護(hù)的特點(diǎn)。包括太陽(yáng)能電池板、電磁水閥、水管和濕度監(jiān)控儀，太陽(yáng)能電池板為系統(tǒng)控制電路的電源，電磁水閥安裝于水管上，用于控制水路的開(kāi)閉，水管用于輸送水源，給被測(cè)土壤灌溉，濕度監(jiān)控儀用于監(jiān)測(cè)土壤的濕度，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。濕度監(jiān)控儀與太陽(yáng)能電池板和電磁水閥通過(guò)導(dǎo)線連接形成串聯(lián)電路。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
監(jiān)測(cè)土壤濕度的灌溉控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)是一種能監(jiān)測(cè)土壤濕度的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林地種植、公園綠化、公路綠化帶、高爾夫球場(chǎng)等環(huán)境，經(jīng)常需要對(duì)植物進(jìn)行大規(guī)模地灌溉，植物離開(kāi)了水便不能生存，可見(jiàn)灌溉對(duì)植物生長(zhǎng)的重要性，現(xiàn)有條件下大多進(jìn)行人工灌溉或者電子系統(tǒng)灌溉，過(guò)度灌溉和灌溉不足都會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng)，根據(jù)植物生理需求的最適濕度進(jìn)行灌溉才是最佳選擇。
[0003]現(xiàn)有自動(dòng)灌溉系統(tǒng)主要存在三點(diǎn)不足之處:
[0004]1.大部分現(xiàn)有灌溉系統(tǒng)不能根據(jù)植物生理需求的最適濕度進(jìn)行科學(xué)灌溉。
[0005]2.大多數(shù)灌溉系統(tǒng)是針對(duì)某一種特定領(lǐng)域設(shè)計(jì)，適用范圍較窄；
[0006]3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多數(shù)系統(tǒng)需要外接電源才能實(shí)現(xiàn)植物灌溉，使用成本高；
[0007]4.利用現(xiàn)有技術(shù)下生產(chǎn)的濕度感應(yīng)器進(jìn)行濕度的監(jiān)測(cè)，使用壽命短且不易維護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是在于克服現(xiàn)有灌溉系統(tǒng)的不足，公開(kāi)一種能監(jiān)測(cè)土壤濕度的簡(jiǎn)易自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，為達(dá)到對(duì)植物生理需求的最佳灌溉效果可以對(duì)植物土壤中的濕度進(jìn)行監(jiān)控并且利用現(xiàn)有輸水設(shè)備即可使用，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)且易維護(hù)的特點(diǎn)。
[0009]—種監(jiān)測(cè)土壤濕度的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽(yáng)能電池板1、電磁水閥2、水管3和濕度監(jiān)控儀4，
[0010]所述太陽(yáng)能電池板I為系統(tǒng)控制電路的電源，
[0011 ]所述電磁水閥2安裝于水管3上，用于控制水路的開(kāi)閉，
[0012]所述水管3用于輸送水源，給被測(cè)土壤灌溉，
[0013]所述濕度監(jiān)控儀4用于監(jiān)測(cè)土壤的濕度，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0014]所述電磁水閥2包括閥芯13、水閥閥體14和電磁鐵15，所述閥芯13設(shè)置于水閥閥體14的活動(dòng)腔722內(nèi)，電磁鐵15安裝于水閥閥體14外部，例如，所述電磁鐵15位于所述活動(dòng)腔上方。所述電磁鐵15通過(guò)外部的繞組接入控制電路，如此，通電時(shí)電磁水閥2的磁場(chǎng)產(chǎn)生，閥芯13與電磁鐵15相吸，閥芯13被吸至活動(dòng)腔上方，由此水管3打開(kāi)；電磁鐵斷電時(shí)閥2的磁場(chǎng)消失，閥芯13從活動(dòng)腔內(nèi)落下，由此水管3被關(guān)閉。通過(guò)電磁水閥2的開(kāi)合，控制水管對(duì)所監(jiān)測(cè)土壤進(jìn)行灌溉/停止灌溉。
[0015]所述濕度監(jiān)控儀4包括支架7、杠桿5、棉線簇6、絕緣塊8、兩個(gè)螺釘9、游動(dòng)配重10，該濕度監(jiān)控儀4用于監(jiān)測(cè)土壤中的濕度并且調(diào)控控制電路的開(kāi)閉。
[0016]所述支架7設(shè)有觸點(diǎn)端73、基座71、棉線簇的安置腔72，基座71位于支架7的中部，基座71與杠桿5接觸形成杠桿的支點(diǎn)，把支架及杠桿分為左側(cè)部分和右側(cè)部分;所述安置腔72插入被監(jiān)測(cè)土壤中，與土壤接觸部分為鏤空。
[0017]所述杠桿5的最右端與棉線簇6相連接，構(gòu)成一個(gè)整體，棉線簇6置于安置腔72內(nèi)，由于安裝腔底部鏤空且與被測(cè)土壤接觸，從而棉線簇濕度與土壤濕度同步變化。
[0018]所述杠桿5的左側(cè)部分標(biāo)有刻度，且安裝有游動(dòng)配重10，用于平衡杠桿右側(cè)部分的棉線簇負(fù)荷，移動(dòng)游動(dòng)配重10可以調(diào)節(jié)適應(yīng)不同植物所需濕度的閾值，(局部改進(jìn)中，然后用緊定螺釘11擰緊)。
[0019]所述絕緣塊8安裝于支架7的觸點(diǎn)端73。所述兩個(gè)螺釘9分別安裝在絕緣塊8兩個(gè)端側(cè)，并與杠桿5的最左端相配合，杠桿5與兩個(gè)螺釘9的接觸實(shí)現(xiàn)該兩個(gè)螺釘9之間電極連接。
[0020]所述兩個(gè)螺釘9、太陽(yáng)能電池板I和電磁水閥2之間順次串接，形成串聯(lián)的閉合電路。
[0021]工作方式:
[0022]濕度監(jiān)控儀與太陽(yáng)能電池板和電磁水閥通過(guò)導(dǎo)線連接形成串聯(lián)電路。濕度監(jiān)控儀用于監(jiān)測(cè)土壤中的濕度并且控制串聯(lián)電路的開(kāi)閉；所述杠桿左端設(shè)有游動(dòng)配重用于平衡杠桿并標(biāo)有刻度，可以調(diào)節(jié)適應(yīng)不同植物所需濕度的閾值;所述杠桿右端與棉線簇連接，棉線簇與土壤深度接觸，吸收土壤中的水分，棉線簇濕度與土壤濕度同步變化;所述螺釘置于絕緣塊上，所述螺釘與杠桿左側(cè)接觸與否控制串聯(lián)電路的閉合;所述電磁水閥控制水管的開(kāi)閉。
[0023]當(dāng)土壤的濕度低于閾值時(shí)，棉線簇失水后的重量低于棉線簇臨界濕度時(shí)重量，杠桿左側(cè)下壓，與螺釘接觸，與太陽(yáng)能電池板以及電磁水閥組成閉合電路，太陽(yáng)能電池板為電路提供電源，電磁水閥通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，將閥芯往上吸，水管打開(kāi)，開(kāi)始灌溉；當(dāng)土壤濕度高于標(biāo)準(zhǔn)濕度時(shí)，棉線簇吸水后對(duì)支點(diǎn)的力矩高于杠桿配重端的力矩，杠桿配重端抬起，配重端端頭與螺釘分開(kāi)，與太陽(yáng)能電池板以及電磁水組成的電路斷開(kāi)，電磁水閥斷電后磁場(chǎng)消失，閥芯落下，水管關(guān)閉，灌溉過(guò)程結(jié)束，以此實(shí)現(xiàn)根據(jù)土壤濕度智能灌溉的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明的濕度監(jiān)控儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明的支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明的電磁水閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖中:1:太陽(yáng)能電池板;2:電磁水閥；3:水管;4:濕度監(jiān)控儀;5:杠桿;6:棉線簇;7:支架;8:絕緣塊;9:螺釘；10:游動(dòng)配重；11:緊定螺釘；12:軸銷(xiāo)；13:閥芯；14:水閥閥體；15:電磁鐵;71基座;72棉線簇的安置腔;73觸點(diǎn)端;722閥芯活動(dòng)腔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作出進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明監(jiān)測(cè)土壤濕度的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽(yáng)能電池板1、電磁水閥2、水管3和濕度監(jiān)控儀4，
[0031]所述太陽(yáng)能電池板I為系統(tǒng)控制電路的電源，
[0032]所述電磁水閥2安裝于水管3上，用于控制水路的開(kāi)閉，
[0033]所述水管3用于輸送水源，給被測(cè)土壤灌溉，
[0034]所述濕度監(jiān)控儀4用于監(jiān)測(cè)土壤的濕度，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0035 ] 如圖4所示，所述電磁水閥2包括閥芯13、水閥閥體14和電磁鐵15，所述閥芯13設(shè)置于水閥閥體14的閥芯活動(dòng)腔722內(nèi)，電磁鐵15安裝于水閥閥體14外部，例如，所述電磁鐵15位于所述閥芯活動(dòng)腔上方。所述電磁鐵15通過(guò)外部的繞組接入控制電路，如此，通電時(shí)電磁水閥2的磁場(chǎng)產(chǎn)生，閥芯13與電磁鐵15相吸，閥芯13被吸至閥芯活動(dòng)腔上方，由此水管3打開(kāi)；電磁水?dāng)嚯姇r(shí)閥2的磁場(chǎng)消失，閥芯13從閥芯活動(dòng)腔內(nèi)落下，由此水管3被關(guān)閉。通過(guò)電磁水閥2的開(kāi)合，控制水管對(duì)所監(jiān)測(cè)土壤進(jìn)行灌溉/停止灌溉。
[0036]如圖2所示，所述濕度監(jiān)控儀4包括支架7、杠桿5、棉線簇6、絕緣塊8、兩個(gè)螺釘9、游動(dòng)配重10，該濕度監(jiān)控儀4用于監(jiān)測(cè)土壤中的濕度并且調(diào)控控制電路的開(kāi)閉。
[0037]所述支架7設(shè)有觸點(diǎn)端73、基座71、棉線簇的安置腔72，基座71位于支架7的中部，基座71與杠桿5接觸形成杠桿的支點(diǎn)，把支架及杠桿分為左側(cè)部分和右側(cè)部分;所述安置腔72插入被監(jiān)測(cè)土壤中，與土壤接觸部分為鏤空。
[0038]所述杠桿5的最右端與棉線簇6相連接，構(gòu)成一個(gè)整體，棉線簇6置于安置腔72內(nèi)，由于安裝腔底部鏤空且與被測(cè)土壤接觸，從而棉線簇濕度與土壤濕度同步變化。
[0039]所述杠桿5的左側(cè)部分標(biāo)有刻度，且安裝有游動(dòng)配重10，用于平衡杠桿右側(cè)部分的棉線簇負(fù)荷，移動(dòng)游動(dòng)配重10可以調(diào)節(jié)適應(yīng)不同植物所需濕度的閾值。
[0040]所述絕緣塊8安裝于支架7的觸點(diǎn)端73。所述兩個(gè)螺釘9分別安裝在絕緣塊8兩個(gè)端側(cè)，并與杠桿5的最左端相配合，杠桿5與兩個(gè)螺釘9的接觸實(shí)現(xiàn)該兩個(gè)螺釘9之間電性連接。[0041 ]所述兩個(gè)螺釘9、太陽(yáng)能電池板I和電磁水閥2之間順次串接，形成串聯(lián)的閉合電路。
[0042]基于以上技術(shù)方案，所述濕度監(jiān)控儀4的棉線簇的濕度低于閾值時(shí)，棉線簇重量減輕，杠桿向配重端傾斜，并與下方螺釘9接觸，形成閉合回路;所述濕度監(jiān)控儀4的棉線簇的濕度等于閾值時(shí)，棉線簇重量增加，杠桿保持平衡，與螺釘9斷開(kāi)，電流關(guān)閉。
[0043]局部改進(jìn)，所述基座71頂部設(shè)有凹槽，凹槽兩側(cè)設(shè)有耳部，杠桿、耳部分別設(shè)有通孔，并通過(guò)軸銷(xiāo)12連接，用于穩(wěn)定杠桿5在支點(diǎn)處的活動(dòng)。
[0044]局部改進(jìn)，游動(dòng)配重10設(shè)計(jì)成凹形，與杠桿5的外形相配合，為穩(wěn)定游動(dòng)配重10的杠桿5上的移動(dòng)。再進(jìn)一步創(chuàng)新，在所述凹形的游動(dòng)配重10上設(shè)有耳部，緊定螺釘11在杠桿5底部連接凹形的游動(dòng)配重10的兩個(gè)耳部，將游動(dòng)配重10進(jìn)一步限位，使得運(yùn)行更加穩(wěn)定。
[0045]本發(fā)明的工程實(shí)驗(yàn)過(guò)程:根據(jù)植物對(duì)最適濕度的要求在杠桿5的左側(cè)上設(shè)置不同的刻度，例如:15%、20%、25%、30%、35%等，將棉線簇6吸收相應(yīng)濕度要求的水分，棉線簇6吸水后重量發(fā)生變化，例如植物對(duì)濕度的要求是15%，則將15%的棉線簇6吸水飽和后，滑動(dòng)杠桿5左側(cè)游動(dòng)配重10的位置，杠桿5平衡時(shí)棉線簇吸水后重量為臨界濕度重量，棉線簇6對(duì)應(yīng)的濕度為土壤的含水量15%時(shí)的濕度，在游動(dòng)配重相應(yīng)位置的杠桿5左側(cè)上標(biāo)注濕度15%的刻度，以此類(lèi)推。
[0046]本發(fā)明的工作過(guò)程如下:棉線簇6中的濕度會(huì)根據(jù)土壤的濕度動(dòng)態(tài)變化，當(dāng)土壤的濕度低于閾值時(shí)，棉線簇6的重量減輕，其對(duì)支點(diǎn)的力矩大幅減少，杠桿5向配重一端傾斜，杠桿此側(cè)端頭與下端螺釘9接觸，螺釘9通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能電池板I以及電磁水閥2組成閉合電路，太陽(yáng)能電池板I為電路提供電源，電磁水閥2通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，將閥芯13往上吸，水管3打開(kāi)，開(kāi)始灌溉；當(dāng)土壤濕度高于標(biāo)準(zhǔn)濕度范圍時(shí)，棉線簇6吸水后的對(duì)支點(diǎn)的力矩高于杠桿5配重的力矩，杠桿5配重側(cè)抬起，杠桿5左端與下端螺釘9分開(kāi)，與太陽(yáng)能電池板I以及電磁水閥2組成的電路斷開(kāi)，電磁水閥2斷電后磁場(chǎng)消失，閥芯13落下，水管3關(guān)閉，灌溉過(guò)程結(jié)束，以此實(shí)現(xiàn)根據(jù)土壤濕度智能灌溉的效果。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種監(jiān)測(cè)土壤濕度的灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽(yáng)能電池板(I)、電磁水閥(2)、水管(3)和濕度監(jiān)控儀(4)， 所述太陽(yáng)能電池板(I)為系統(tǒng)控制電路的電源， 所述電磁水閥(2)安裝于水管(3)上，用于控制水路的開(kāi)閉， 所述水管(3)用于輸送水源，給被測(cè)土壤灌溉， 所述濕度監(jiān)控儀(4)用于監(jiān)測(cè)土壤的濕度，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行； 所述電磁水閥(2)包括閥芯(13)、水閥閥體(14)和電磁鐵(15)，所述閥芯(13)設(shè)置于水閥閥體(14)的活動(dòng)腔(722)內(nèi)，電磁鐵(15)安裝于水閥閥體(14)外部，所述電磁鐵(15)位于所述活動(dòng)腔上方;所述電磁鐵(15)通過(guò)外部的繞組接入控制電路，通電時(shí)電磁水閥(2)的磁場(chǎng)產(chǎn)生，閥芯(13)與電磁鐵(15)相吸，閥芯(13)被吸至活動(dòng)腔上方，由此水管(3)打開(kāi)；電磁鐵斷電時(shí)電磁水閥(2)的磁場(chǎng)消失，閥芯(13)從活動(dòng)腔內(nèi)落下，由此水管(3)被關(guān)閉； 所述濕度監(jiān)控儀(4)包括支架(7)、杠桿(5)、棉線簇(6)、絕緣塊(8)、兩個(gè)螺釘(9)、游動(dòng)配重(10)，該濕度監(jiān)控儀(4)用于監(jiān)測(cè)土壤中的濕度并且調(diào)控控制電路的開(kāi)閉； 所述支架(7)設(shè)有觸點(diǎn)端(73)、基座(71)、棉線簇的安置腔(72)，基座(71)位于支架(7)的中部，基座(71)與杠桿(5)接觸形成杠桿的支點(diǎn)，把支架及杠桿分為左側(cè)部分和右側(cè)部分;所述安置腔(72)插入被監(jiān)測(cè)土壤中，與土壤接觸部分為鏤空； 所述杠桿(5)的最右端與棉線簇(6)相連接，構(gòu)成一個(gè)整體，棉線簇(6)置于安置腔(72)內(nèi)，由于安裝腔底部鏤空且與被測(cè)土壤接觸，從而棉線簇濕度與土壤濕度同步變化； 所述杠桿(5)的左側(cè)部分標(biāo)有刻度，且安裝有游動(dòng)配重(10)，用于平衡杠桿右側(cè)部分的棉線簇負(fù)荷，移動(dòng)游動(dòng)配重(10)可以調(diào)節(jié)適應(yīng)不同植物所需濕度的閾值； 所述絕緣塊(8)安裝于支架(7)的觸點(diǎn)端(73)。所述兩個(gè)螺釘(9)分別安裝在絕緣塊(8)兩個(gè)端側(cè)，并與杠桿(5)的最左端相配合，杠桿(5)與兩個(gè)螺釘(9)的接觸實(shí)現(xiàn)該兩個(gè)螺釘(9)之間電極連接； 所述兩個(gè)螺釘(9)、太陽(yáng)能電池板(I)和電磁水閥(2)之間順次串接，形成串聯(lián)的閉合電路。2.如權(quán)利要求1所述一種監(jiān)測(cè)土壤濕度的灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于，基座(71)頂部設(shè)有凹槽，凹槽兩側(cè)設(shè)有耳部，杠桿、耳部分別設(shè)有通孔，并通過(guò)軸銷(xiāo)(12)連接，用于穩(wěn)定杠桿(5)在支點(diǎn)處的活動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述一種監(jiān)測(cè)土壤濕度的灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于，游動(dòng)配重(10)設(shè)計(jì)成凹形，與杠桿(5)的外形相配合，為穩(wěn)定游動(dòng)配重(10)的杠桿(5)上的移動(dòng)。4.如權(quán)利要求3所述一種監(jiān)測(cè)土壤濕度的灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述凹形的游動(dòng)配重(10)上設(shè)有耳部，緊定螺釘(11)在杠桿(5)底部連接凹形的游動(dòng)配重(10)的兩個(gè)耳部，將游動(dòng)配重(10)進(jìn)一步限位。
【文檔編號(hào)】A01G25/16GK105830871SQ201610218070
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】石鳳, 莊輝玲, 王騫盛, 劉飄, 邵潔, 李永
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)