工业二氧化碳气肥自动布施装置的制作方法

本实用新型涉及园艺设施中用二氧化碳气肥施肥装置技术领域，具体地说涉及一种工业二氧化碳气肥自动布施装置。

背景技术：

近年来，设施农业大力发展，设施环境调控是设施栽培的重要内容，亦是决定设施栽培成败的关键。其中，二氧化碳是主要的设施环境因素之一。设施结构的密闭造成了设施内部二氧化碳浓度的剧烈波动，设施与外部空气相对隔绝，设施内因光合作用所消耗的二氧化碳得不到及时补充，使设施内的二氧化碳更为缺乏。长期二氧化碳不足使设施栽培作物的光合生产受到严重影响，导致作物生物产量降低，进而影响经济产量，从而成为限制设施生产效益的主要因子。因此，进行二氧化碳施肥，提高设施内二氧化碳浓度，促进设施作物的光合生产，是进一步提高设施生产效益的有效措施。我国菜农也意识到补充co2大幅提高单产的效果，采用各种方法施用co2，取得良好效果。但基本采用化学反应的方法制备co2并向设施供气，所涉及的设备结构复杂，成本高，无法定时定量排气，反应剩余的废液会造成污染，不适于大面积推广。

目前，由于新能源的开发与应用目前还存在技术及经济方面的极大困难，化石燃料仍将是世界的主要能源，故co2的排放量还将急剧上升，由此而产生的环境影响不容忽视。co2的减排、回收、固定、利用及相关的资源再生问题已成为全球关注的“热点”，如何将co2作为新碳源来对待，如何减轻我区环境压力是一个急待解决的问题问题。

综上，需要开发一种设备，将工业产生的co2施用到设施农业中，不仅能够高效利用，数倍提高蔬菜和果品产量，还能缓解工业co2带来的污染。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种高效安全、经济实惠、使用稳定、有效期长、省工省力、自动化程度较高的工业二氧化碳气肥自动布施装置，并在温室中安装使用，以实现大规模实施，高效增产的目的，同时，让工业废气变为农业的资源，发展富碳农业可以消耗co2，缓和工业碳排放压力，减轻大气污染和水资源短缺等资源环境压力。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种工业二氧化碳气肥自动布施装置，包括二氧化碳自动布施控制仪，所述二氧化碳自动布施控制仪分别与气源部分、二氧化碳传感器和温湿度控制器连接，温湿度控制器分别与温湿度传感器和风机连接；

所述二氧化碳传感器测量温室内二氧化碳浓度，并将数值传递到二氧化碳自动布施控制仪中，二氧化碳自动布施控制仪根据二氧化碳浓度，控制气源部分的工作；

所述温湿度传感器测量温室内温湿度，并将数值传递给温湿度控制器中，温湿度控制器根据温湿度控制风机开启通风，同时将信号传递给二氧化碳自动布施控制仪，二氧化碳自动布施控制仪将停止气源部分的工作。

优选的，所述气源部分包括二氧化碳储存罐、设于二氧化碳储存罐出气口处的汽化器和减压阀。

优选的，所述气源部分出气口与气体输送部分接通，气体输送部分包括气路，所述气路上设有喷淋头，气路进气端设有电磁阀，电磁阀与二氧化碳自动布施控制仪连接，由二氧化碳自动布施控制仪控制其开关。

优选的，所述气路是外径20mm、内径16mm的塑料软管，每1.5m安装一个喷淋头。

优选的，所述二氧化碳储存罐包括内胆和外胆，内胆和外胆之间设有保温层，外胆上设有泄放装置，内胆上连接有管路，管路上设有管路阀门，还包括仪表、抽真空口及真空阀门。

优选的，所述二氧化碳自动布施控制仪的核心是西门子可编程控制器(plc)，结合自动冷端补偿、自动稳零及非线性处理技术，确保其在全程测量精确性；采用宽电源供电及字符人机操作界面，掉电保护设置，密码权限设置，输入信号故障指示：超上限显示、超下限显示，以及输入输出可组态；带隔离rs232或rs485通讯隔离接口，可以和计算机、plc和dcs通讯。

本实用新型的优点：①使用的co2是工业副产品，来源广泛而稳定。②co2是纯净的，长期施放对大气和土壤没有污染。③盛装co2的气瓶，使用寿命同液化气罐，可反复灌装。④由于该设备装备了自动控制仪，可监测温室内co2浓度，控制施肥时间和浓度，易于根据作物的生长需要调整温室中的co2浓度。⑤该设备使用过程中安全可靠。⑥气瓶一次性投资较大，但因其使用寿命很长，从长远的观点来看，是可行的。

本实用新型的工业二氧化碳气肥自动布施装置，通过自主研制的储存、释放、布施与检测控制一体化的设备，进行co2气肥标准化、集中化温室大棚效果试验，以明确其在设施中的使用效果和科学有效的使用方法，总结出科学的量化指标和成套技术，为今后大面积推广应用提供科学依据。项目研究成果为展示出工业co2回收净化装置良好的市场前景、以及气肥的产业化与大规模应用奠定坚实的科技基础；对工农业提高能源利用效率、节约能源具有十分重大的意义，完全符合中国发展低碳经济城市的战略定位，在国内乃至国际上也具有引导和示范意义。

该装置具有结构简单紧凑、易于加工、制造成本低、经济实惠；自动化控制程度高、使用操作方便可靠、省工省力、高效安全；使用稳定、有效期长、节能环保、适于大面积推广应用等特点。在温室中安装使用，可以实现大规模实施，高效增产的目的，同时，让工业废气变为农业的资源，发展富碳农业可以消耗co2，缓和工业碳排放压力，减轻大气污染和水资源短缺等资源环境压力。

附图说明

图1为本实用新型的工业二氧化碳气肥自动布施装置结构示意图；

图2为图1中气源部分与气体输送部分分布图；

图3为图2中二氧化碳储存罐结构示意。

图中：1-二氧化碳自动布施控制仪，2-气源部分，21-二氧化碳储存罐，22-汽化器，23-减压阀，211-内胆，212-外胆，213-保温层，214-泄放装置，215-管路，216-管路阀门，217-仪表，218-抽真空口，219-真空阀门，3-二氧化碳传感器，4-温湿度控制器，5-温湿度传感器，6-风机，7-气体输送部分，71-气路，72-喷淋头，73-电磁阀

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明：

如图1所示，本实用新型的工业二氧化碳气肥自动布施装置，包括二氧化碳自动布施控制仪1，所述二氧化碳自动布施控制仪1分别与气源部分2、二氧化碳传感器3和温湿度控制器4连接，温湿度控制器4分别与温湿度传感器5和风机6连接；

所述二氧化碳传感器3测量温室内二氧化碳浓度，并将数值传递到二氧化碳自动布施控制仪1中，二氧化碳自动布施控制仪1根据二氧化碳浓度，控制气源部分2的工作；

所述温湿度传感器5测量温室内温湿度，并将数值传递给温湿度控制器4中，温湿度控制器4根据温湿度控制风机6开启通风，同时将信号传递给二氧化碳自动布施控制仪1，二氧化碳自动布施控制仪1将停止气源部分2的工作。

如图2所示，所述气源部分2包括二氧化碳储存罐21、设于二氧化碳储存罐21出气口处的汽化器22和减压阀23。

所述气源部分2出气口与气体输送部分7接通，气体输送部分7包括气路71，所述气路71上设有喷淋头72，气路71进气端设有电磁阀73，电磁阀73与二氧化碳自动布施控制仪1连接，由二氧化碳自动布施控制仪1控制其开关。

所述气路71是外径20mm、内径16mm的塑料软管，每1.5m安装一个喷淋头72。

如图3所示，所述二氧化碳储存罐21包括内胆211和外胆212，内胆211和外胆212之间设有保温层213，外胆212上设有泄放装置214，内胆上连接有管路215，管路215上设有管路阀门216，还包括仪表217、抽真空口218及真空阀门219。

所述二氧化碳自动布施控制仪1的核心是单片机，结合自动冷端补偿、自动稳零及非线性处理技术，确保其在全程测量精确性；采用宽电源供电及字符人机操作界面，掉电保护设置，密码权限设置，输入信号故障指示：超上限显示、超下限显示，以及输入输出可组态；带隔离rs232或rs485通讯隔离接口，可以和计算机、plc和dcs通讯。

本实用新型的工作原理：

由二氧化碳传感器3测量温室内二氧化碳浓度，并将数值传递到二氧化碳自动布施控制仪1，二氧化碳自动布施控制仪1根据二氧化碳浓度，控制气源部分2的工作，当检测值低于设定值时，控制电路给出开启信号，电磁阀23吸合，打开气源2向气路71供气。气路71工作压力范围在0～8mpa之间。

与此同时，由温湿度传感器5测量温室内温湿度，并将数值传递给温湿度控制器4，温湿度控制器4根据温湿度控制风机6开启通风，同时将信号传递给二氧化碳自动布施控制仪1，二氧化碳自动布施控制仪1将停止气源部分2的工作，避免气源浪费。

该装置为储存、释放、布施与检测控制一体化的co2气肥自动布施装置，co2气体通过均匀分布在温室内四周及中间布置塑料软管进行释放。试验设计，分别为施肥10min(9点)，20min(9点半)，30min(10点)，测定3种情况下的co2浓度变化情况，取3天平均值。

从数据来看，温室内co2浓度与施肥时间的长短有关，施肥的时间越长，co2浓度越大。施肥10-20min，co2浓度可达1200-1500ppm。667m²左右的种植面积，每天施肥10-15min(1.25-1.94kgco2)，通常800-1500ppm作为多数作物的推荐施用浓度，所以对于667m²，每天施肥10-15min(1.25-1.94kgco2)就可以了。

上述结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。