一种水肥pH值控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种水肥pH值控制装置，包括pH传感器、pH比对单元和执行机构单元；pH传感器安装在水肥一体化单元的管道出口处，用于检测管道中水肥的pH值；执行机构单元与水肥一体化单元的酸碱度干预液输送管道连接；pH比对单元连接于pH传感器和执行机构单元之间。与现有技术相比，本实用新型提供的一种水肥pH值控制装置，结构简单，监控范围广且能及时调整水肥的pH值。
【专利说明】一种水肥pH值控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种PH值控制装置，具体涉及一种水肥pH值控制装置。
【背景技术】
[0002]水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化借助压力灌溉系统，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技术，可按照作物生长需求，进行全生育期的需求设计，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物。
[0003]压力灌溉包括喷灌和微灌等形式，目前通常采用微灌与施肥相结合，且主要是以滴灌、微喷与施肥结合的方式。微灌施肥系统由水源、首部枢纽、输配水管道、灌水器四部分组成。水源包括:河流、水库、机井、池塘等；首部枢纽包括电机、水泵、过滤器、施肥器、控制和量测设备、保护装置；输配水管道包括主、干、支、毛管道及管道控制阀门；灌水器包括滴头或喷头、滴灌带。
[0004]当前水肥一体化技术已经由局部试验、示范发展，逐步发展到华北地区、西北旱区、东北寒温带和华南亚热带地区。然而由于水肥生产企业众多，品牌杂乱，效果良莠不齐，以及地区水质酸碱度的不同，使得选用肥料的难度逐年加大；只有综合考虑水源，土壤或基质和肥料三者pH值的基础上才能提高肥料的利用率，从而提高作物产量。
[0005]传统灌溉中pH值的测量主要是以人工现场取样、实验室分析为主，但是该方法只能在一个周期的灌溉开始前对灌溉水源，土壤或基质进行取样、测定、数据分析，然后将信息记录作为本次灌溉肥料配比参考。这种方法不但浪费人力和物力，且时效性也差不利与推广。
[0006]综上提供一种监控范围广，且能及时调整水肥pH值的控制装置显得尤为重要。
【发明内容】
[0007]为了满足现有技术的需要，本实用新型提供了一种水肥pH值控制装置，所述装置包括PH传感器、pH比对单元和执行机构单元；所述pH传感器安装在水肥一体化单元的管道出口处，用于检测所述管道中水肥的PH值；所述执行机构单元与水肥一体化单元的酸碱度干预液输送管道连接，用于调整向所述管道中输送的酸碱度干预液流量；所述PH比对单元连接于所述PH传感器和所述执行机构单元之间。
[0008]优选的，所述pH比对单元包括AD转换电路、pH值设定电路和数值比较器；
[0009]所述AD转换电路的输入端与所述pH传感器连接；所述AD转换电路的输出端与所述数值比较器连接；
[0010]所述pH值设定电路与所述数值比较器连接后接入所述执行机构单元；
[0011]优选的，所述pH值设定电路包括滑动电阻电路和AD转换电路；所述滑动电阻电路通过改变滑动电阻的阻值调整PH设定值；所述pH值设定电路的AD转换电路将滑动电阻电路输出的电压信号转换为数字信号后发送到所述数值比较器；
[0012]优选的，所述执行机构单元包括光电耦合器、继电器和电磁阀；所述电磁阀安装在所述酸碱度干预液输送管道上，用于调整所述酸碱度干预液的流量；
[0013]优选的，pH比对单元的数值比较器与所述光电耦合器连接。
[0014]与最接近的现有技术相比，本实用新型的优异效果是:
[0015]1、本实用新型技术方案中，pH值设定电路中采用滑动变阻器设定pH值提供了一种结构简单，操作方便的数值输入模式，能够快速、可靠和有效的设定PH需求值，适应复杂的野外环境；
[0016]2、本实用新型技术方案中，pH值设定电路和pH传感器分别与数值比较器的输入端连接，实现了设定值和采样值之间的比对，简化了装置的复杂度；
[0017]3、本实用新型技术方案中，数值比较器电路中采用4个74LS85芯片组成16位数值比较器电路，结构简单，成本低；
[0018]4、本实用新型技术方案中，执行机构单元电路包括光电耦合器、继电器和电磁阀，提供了一种多重隔离和弱电驱动强电的实现方式，减弱了模块之间的耦合性；
[0019]5、本实用新型提供的一种水肥pH值控制装置，结构简单，监控范围广且能及时调整水肥的pH值。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0021]图1是:本实用新型实施例中一种水肥pH值控制装置的结构图；
[0022]图2是:本实用新型实施例中pH值设定电路结构图；
[0023]图3是:本实用新型实施例中数值比较器结构图；
[0024]图4是:本实用新型实施例中执行机构单元结构图。
【具体实施方式】
[0025]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0026]如图1所示本实施例中水肥pH值控制装置包括水肥一体化单元、pH传感器、pH比对单元和执行机构单元；执行机构单元与酸碱度干预液的输送管道连接；pH比对单元连接于PH传感器和执行机构单元之间。
[0027]①:水肥一体化单元包括水源、酸碱度干预液、管道和控制阀；水源与酸碱度干预液的混合溶液与肥料原液一并通过管道浇灌到温室或田地里；控制阀用于控制混合溶液的流量。
[0028]②:pH传感器的数据采集头安装在水肥一体化单元的管道出水口处，用于检测管道中水肥的pH值。
[0029]③:pH比对单元包括AD转换电路、pH值设定电路和数值比较器；
[0030]a、AD转换电路的输入端与pH传感器连接；AD转换电路的输出端与数值比较器连接；其用于将PH传感器输出的电信号转换为数字信号发送到数值比较器；
[0031]b、如图2所示本实施例中pH值设定电路包括滑动电阻电路和AD转换电路；
[0032]滑动电阻电路通过改变滑动电阻的阻值调整pH设定值，即滑动电阻RP的量程为PH设定值的设定范围；pH值设定电路的AD转换电路将滑动电阻电路输出的电压信号转换为数字信号；如图所示本实施例中采用串并口电路将AD转换电路输出的串行数字信号转换为并行数字信号发送到数值比较器；
[0033]本实施例中AD转换电路采用ADSl 100芯片，串并口电路采用PCA9539。
[0034]C、如图3所示本实施例中数值比较器采用4个74LS85芯片组成16位数值比较器，C0NN4-1总线与图2所示pH值设定电路的C0NN1-1总线连接，C0NN4-2总线与AD转换电路连接，U4-4输出管脚A = Bo与执行机构单元连接；其中A代表pH采样值，B代表pH设定值。
[0035]④:如图4所示本实施例中执行机构单元包括光电耦合器U3-1、继电器U3-2和电磁阀U3-3 ;当执行机构单元接收到数值比较器的输出信号后，光电耦合器U3-1使得继电器U3-2动作吸合，此时电磁阀U3-3通电后动作，从而调整酸碱度干预液的流量。
[0036]本实施例中的水肥pH值控制装置工作过程为:
[0037]①:依据每种作物生长环境的差异人工设定水肥pH值控制装置中pH传感器的采样周期T1以及pH值设定电路的pH设定值；
[0038]②:PH传感器的数据采集模块采集管道中水肥的pH值，并将pH采样值发送到pH比对单元；
[0039]③:数值比较器对pH设定值和pH采样值进行比较；
[0040]④:执行机构单元依据逻辑比较值调整电磁阀U3-3，从而调整酸碱度干预液的流量。
[0041]最后应当说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
【权利要求】
1.一种水肥pH值控制装置，其特征在于，所述装置包括pH传感器、pH比对单元和执行机构单元；所述PH传感器安装在水肥一体化单元的管道出口处，用于检测所述管道中水肥的PH值；所述执行机构单元与水肥一体化单元的酸碱度干预液输送管道连接，用于调整向所述管道中输送的酸碱度干预液流量；所述PH比对单元连接于所述pH传感器和所述执行机构单元之间。
2.如权利要求1所述的一种水肥pH值控制装置，其特征在于，所述pH比对单元包括AD转换电路、pH值设定电路和数值比较器； 所述AD转换电路的输入端与所述pH传感器连接；所述AD转换电路的输出端与所述数值比较器连接； 所述PH值设定电路与所述数值比较器连接后接入所述执行机构单元。
3.如权利要求2所述的一种水肥pH值控制装置，其特征在于，所述pH值设定电路包括滑动电阻电路和AD转换电路；所述滑动电阻电路通过改变滑动电阻的阻值调整pH设定值；所述PH值设定电路的AD转换电路将滑动电阻电路输出的电压信号转换为数字信号后发送到所述数值比较器。
4.如权利要求1所述的一种水肥PH值控制装置，其特征在于，所述执行机构单元包括光电耦合器、继电器和电磁阀；所述电磁阀安装在所述酸碱度干预液输送管道上，用于调整所述酸碱度干预液的流量。
5.如权利要求4所述的一种水肥pH值控制装置，其特征在于，pH比对单元的数值比较器与所述光电耦合器连接。
【文档编号】A01C23/04GK203968657SQ201420384871
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】林凡, 林辉, 刘峥 申请人:福建地平线信息科技有限公司