一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置

摘要

一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，包括控制机构、供电组件、管路固定组件、检测组件和离子浓度调节组件，管路固定组件将滴灌带管路等距固定在作物根部，检测组件用于实时监控长距离滴灌管道不同位置中混肥液离子浓度，离子浓度调节组件用于在滴灌管路中形成正电场，将混肥液中的钾、氮、磷等离子均匀分布在磁场中，并随着混肥液的流动均匀分布在整个长距离滴灌管道滴射灌浇至农田。本发明不仅能够对滴灌管路进行很好的固定，避免滴灌管路在使用过程中产生的扭曲和翻转，杜绝混肥液的浪费，还能够方便、快速地调节滴灌管路内部不同部位混肥液的离子浓度保持一致，以提高大田内农作物施肥的均匀度，保证施肥质量。

权利要求

1.一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，该调节装置设置在滴灌管路（5）上，且滴灌管路（5）连接在混肥罐（8）的出料口处，其特征在于：所述的调节装置包括控制机构、供电组件、管路固定组件、检测组件和离子浓度调节组件，其中，供电组件包括交流电源和交直流转换器（12），管路固定组件由沿滴灌管路（5）的长度方向间隔设置的多个固定单元构成，每个固定单元均包括底座（1）、托架（2）和卡箍件，所述的底座（1）呈平台状，在底座（1）的下方向下延伸设置有倒锥形支撑腿，所述的托架（2）竖直设置在底座（1）的上表面上，在托架（2）上表面的中部还开设有一个用于放置检测组件的沉孔，所述的卡箍件由能够相互配合的上部固定卡扣（4）和下部固定卡扣（3）构成，其卡箍在滴灌管路（5）的外圆周上，并与底座（1）和托架（2）配合，实现滴灌管路（5）在待滴灌作物根部的固定；

所述的检测组件包括流量传感器（6）和多个离子浓度传感器（7），所述离子浓度传感器（7）的个数与管路固定组件中固定单元的个数一致，每个离子浓度传感器（7）均配合设置在一个固定单元的沉孔内，且离子浓度传感器（7）的顶端通过滴灌管路（5）底部预设的穿入孔竖直向上延伸至滴灌管路（5）的内部，所述流量传感器（6）连接在滴灌管路（5）上，且流量传感器（6）和离子浓度传感器（7）均与控制机构和供电组件连接；

所述的离子浓度调节组件包括正极电场形成极（11）和多个支撑架（10），其中，支撑架（10）呈U形结构，多个支撑架（10）一一对应架设在多个离子浓度传感器（7）的顶端，正极电场形成极（11）呈长条状结构，其置于U形结构支撑架（10）顶部的凹槽内，正极电场形成极（11）的一端与供电组件中交直流转换器（12）的正极连接，且正极电场形成极（11）与控制机构电连接。

2.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述每个底座（1）下方倒锥形支撑腿的个数为两个，且两个倒锥形支撑腿在垂直于滴灌管路（5）中轴线的平面上左右对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述的托架（2）呈圆柱形结构，且其上表面的沉孔与其同轴设置。

4.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述的上部固定卡扣（4）和下部固定卡扣（3）均呈半圆环形结构，且上部固定卡扣（4）和下部固定卡扣（3）相互配合对滴灌管路（5）进行卡箍固定后，其配合对接面与土壤的上表面平齐。

5.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述的多个固定单元沿滴灌管路（5）的长度方向均匀设置。

6.根据权利要求1或5所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述滴灌管路（5）上，每相邻两个固定单元之间的间距为10m。

7.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述的下部固定卡扣（3）上也设置有供离子浓度传感器（7）的顶端穿过的通孔，且在每个卡箍件的内侧，均设置有一个用于实现滴灌管路（5）与离子浓度传感之间密封的圆环形密封圈（9）。

8.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述流量传感器（6）的一端连接混肥罐（8）的出料口，另一端连接滴灌管路（5）的起始端。

9.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述多个离子浓度传感器（7）的顶端位于同一高度。

10.根据权利要求1所述的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其特征在于：所述的正极电场形成极（11）为一导电金属丝。

说明书

一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置

技术领域

[0001] 本发明涉及水肥一体化技术领域，具体的说是一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置。

背景技术

[0002] 水肥一体化是根据土壤与作物的需水、需肥规律，实现精准灌溉与施肥的新技术。施肥设备是水肥一体化系统的关键部件，其借助压力灌溉系统，将可溶性的肥料与灌溉水
配兑均匀后经输水管路输送到作物根部土壤，根据作物生长需要，进行全生育期需求设计，
把水分和养分定量、定时、按比例直接供应给作物。输水管路是水肥一体化系统的终端，是
上述要求实现的根本保障。

[0003] 现有技术中的水肥一体化装置大都在解决如何让混肥罐内的水肥实现快速混合均匀；或如何嵌入控制器完成一体化灌溉施肥浓度、比例、时间的精确控制。

[0004] 但在实际大田作业中，当灌溉流量较大时，滴灌管不同位置离子浓度差异较小，由于重力等因素造成混肥液体内溶质沉降的影响可忽略不计。而当灌溉流量较小时，由于滴
灌带的输送距离较长，在远离混肥罐出水口管路部分当中的混肥液在管内存在的时间较
长。混肥液中的养分物质会自然地沉积在管路底部，进而致使滴灌带不同位置滴出液的离
子浓度不同，且随着距离的增加呈非线性关系，致使不同位置作物所获得养分不一致，影响
作物品质。另外，在实际大田作业过程中，大田畦沟并非全部为平直状态。因此，铺设的滴灌
管路会产生扭曲或翻转现象，致使肥液喷洒在田畦或其上的农作物，容易使农作物腐烂。若
一一扶正，费时费力，倘若任其倾、扭，易导致作物有肥伤害。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，其不仅能够对滴灌管路进行很好的固定，避免滴灌管路在使用过程中产生的扭曲和翻
转，杜绝混肥液的浪费，还能够方便、快速地调节滴灌管路内部不同部位混肥液的离子浓度
保持一致，以提高大田内农作物施肥的均匀度，保证施肥质量。

[0006] 本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，该调节装置设置在滴灌管路上，且滴灌管路连接在混肥罐的出料口处，所述
的调节装置包括控制机构、供电组件、管路固定组件、检测组件和离子浓度调节组件，其中，
供电组件包括交流电源和交直流转换器，管路固定组件由沿滴灌管路的长度方向间隔设置
的多个固定单元构成，每个固定单元均包括底座、托架和卡箍件，所述的底座呈平台状，在
底座的下方向下延伸设置有倒锥形支撑腿，所述的托架竖直设置在底座的上表面上，在托
架上表面的中部还开设有一个用于放置检测组件的沉孔，所述的卡箍件由能够相互配合的
上部固定卡扣和下部固定卡扣构成，其卡箍在滴灌管路的外圆周上，并与底座和托架配合，
实现滴灌管路在待滴灌作物根部的固定；

[0007] 所述的检测组件包括流量传感器和多个离子浓度传感器，所述离子浓度传感器的个数与管路固定组件中固定单元的个数一致，每个离子浓度传感器均配合设置在一个固定
单元的沉孔内，且离子浓度传感器的顶端通过滴灌管路底部预设的穿入孔竖直向上延伸至
滴灌管路的内部，所述流量传感器连接在滴灌管路上，且流量传感器和离子浓度传感器均
与控制机构和供电组件连接；

[0008] 所述的离子浓度调节组件包括正极电场形成极和多个支撑架，其中，支撑架呈U形结构，多个支撑架一一对应架设在多个离子浓度传感器的顶端，正极电场形成极呈长条状
结构，其置于U形结构支撑架顶部的凹槽内，正极电场形成极的一端与供电组件中交直流转
换器的正极连接，且正极电场形成极与控制机构电连接。

[0009] 进一步的，所述每个底座下方倒锥形支撑腿的个数为两个，且两个倒锥形支撑腿在垂直于滴灌管路中轴线的平面上左右对称设置。

[0010] 进一步的，所述的托架呈圆柱形结构，且其上表面的沉孔与其同轴设置。

[0011] 进一步的，所述的上部固定卡扣和下部固定卡扣均呈半圆环形结构，且上部固定卡扣和下部固定卡扣相互配合对滴灌管路进行卡箍固定后，其配合对接面与土壤的上表面
平齐。

[0012] 进一步的，所述的多个固定单元沿滴灌管路的长度方向均匀设置。

[0013] 进一步的，所述滴灌管路上，每相邻两个固定单元之间的间距为10m。

[0014] 进一步的，所述的下部固定卡扣上也设置有供离子浓度传感器的顶端穿过的通孔，且在每个卡箍件的内侧，均设置有一个用于实现滴灌管路与离子浓度传感之间密封的
圆环形密封圈。

[0015] 进一步的，所述流量传感器的一端连接混肥罐的出料口，另一端连接滴灌管路的起始端。

[0016] 进一步的，所述多个离子浓度传感器的顶端位于同一高度。

[0017] 进一步的，所述的正极电场形成极为一导电金属丝。

[0018] 进一步的，所述的交流电源与控制机构电连接。

[0019] 有益效果：

[0020] 1、本发明的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，结构简单、设计合理。其通过装置中管路固定组件的设置，能够有效的避免滴灌管路在使用的过程中，由于内部液体
压力作用而造成的滴灌管路扭曲或翻转现象的发生，不仅降低了滴灌管路铺设过程的工作
强度，也从根本上杜绝了混肥液的浪费，还避免了混肥液泄露部分对于其附近农作物的有
肥伤害。经管路固定组件固定过的滴灌管路在大田内铺设平整、顺直、均一，且滴灌位置满
足作物灌溉的目标要求，能够很好的保证农作物的正常、有序生长。

[0021] 2、本发明的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，通过装置内部控制机构、检测组件和离子浓度调节组件等的设置，可对长距离滴灌管路内不同位置处混肥液的离子
浓度进行实时监控，以保证滴灌管路内的混肥液一直处于均一状态；一旦滴灌管路内的混
肥液不再均一时，其能够通过离子浓度调节组件产生的正极电场效应，利用同性相斥原理，
使混肥液中的钾、氮、磷等离子均匀地分布在滴灌管道内的磁场中，以调节滴灌管路内部不
同部位混肥液的离子浓度保持一致，从而保障了水肥一体化技术最后一环的精准性和均匀
度，并实现了滴灌工程建设的预期减肥、节水、增产的技术目标，尤其适合小流量滴灌管道
使用，实用效果较好。

附图说明

[0022] 图1为本发明的结构示意图；

[0023] 图2为图1的A‑A向剖开结构示意图；

[0024] 图3为图1的局部剖开结构示意图；

[0025] 图示标记：1、底座，2、托架，3、下部固定卡扣，4、上部固定卡扣，5、滴灌管路，6、流量传感器，7、离子浓度传感器，8、混肥罐，9、圆环形密封圈，10、支撑架，11、正极电场形成
极，12、交直流转换器。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

[0027] 一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置，该调节装置设置在滴灌管路5上，且滴灌管路5连接在混肥罐8的出料口处，所述的调节装置包括控制机构、供电组件、管路固定组
件、检测组件和离子浓度调节组件，其中，供电组件包括交流电源和交直流转换器12，交直
流转换器12将交流电源提供的交流电转换为直流电，为控制机构、检测组件、离子浓度调节
组件供电。

[0028] 所述的管路固定组件将滴灌带管路等距固定在作物根部，管路固定组件由沿滴灌管路5的长度方向间隔设置的多个固定单元构成，多个固定单元沿滴灌管路5的长度方向均
匀设置，且每相邻两个固定单元之间的间距为10m。每个固定单元均包括底座1、托架2和卡
箍件，所述的底座1呈平台状，在底座1的下方向下延伸设置有倒锥形支撑腿，每个底座1下
方倒锥形支撑腿的个数为两个，且两个倒锥形支撑腿在垂直于滴灌管路5中轴线的平面上
左右对称设置，使整个底座1呈Π型结构，所述的托架2呈圆柱形结构，托架2竖直设置在底
座1的上表面中心处，在托架2上表面的中部还开设有一个用于放置检测组件的沉孔，且该
沉孔与圆柱形托架2同轴设置，所述的卡箍件由能够相互配合的上部固定卡扣4和下部固定
卡扣3构成，上部固定卡扣4和下部固定卡扣3均呈半圆环形结构，且上部固定卡扣4和下部
固定卡扣3相互配合对滴灌管路5进行卡箍固定后，其配合对接面与土壤的上表面平齐，上
部固定卡扣4和下部固定卡扣3配合扣住后，卡箍在滴灌管路5的外圆周上，并与底座1和托
架2配合，实现滴灌管路5在待滴灌作物根部的固定。

[0029] 所述的检测组件用于实时监控长距离滴灌管道不同位置中混肥液离子浓度；检测组件包括流量传感器6和多个离子浓度传感器7，所述离子浓度传感器7的个数与管路固定
组件中固定单元的个数一致，每个离子浓度传感器7均配合设置在一个固定单元的沉孔内，
且离子浓度传感器7的顶端通过滴灌管路5底部预设的穿入孔竖直向上延伸至滴灌管路5的
内部，所述多个离子浓度传感器7的顶端位于同一高度，所述流量传感器6的一端连接混肥
罐8的出料口，另一端连接滴灌管路5的起始端，且流量传感器6和离子浓度传感器7均与控
制机构和供电组件连接。

[0030] 所述的离子浓度调节组件用于在滴灌管路中形成正电场，根据同性相斥原理，将混肥液中的钾、氮、磷等离子均匀分布在磁场中，并随着混肥液的流动均匀分布在整个长距
离滴灌管道滴射灌浇至农田。离子浓度调节组件包括多个支撑架10和正极电场形成极11，
其中，支撑架10呈U形结构，支撑架10的个数与离子浓度传感器7的个数一致，且多个支撑架
10一一对应架设在多个离子浓度传感器7的顶端，正极电场形成极11为一导电金属丝，其呈
长条状结构，并置于U形结构支撑架10顶部的凹槽内，正极电场形成极11的一端与供电组件
中交直流转换器12的正极连接，且正极电场形成极11与控制机构电连接。

[0031] 所述的下部固定卡扣3上也设置有供离子浓度传感器7的顶端穿过的通孔，且在每个卡箍件的内侧，均设置有一个用于实现滴灌管路5与离子浓度传感之间密封的圆环形密
封圈9，所述密封圈9置于圆柱型托架2与离子浓度传感器7的结合处，保证了裸露在滴灌管
路5中伸出部分与圆柱型托架2结合处不会出现混肥液渗漏。

[0032] 所述交直流转换器12的正极与正极电场形成极11相连，负极通过导线穿过上部固定卡扣4上预设的负极电线穿引孔，与离子浓度传感器7、流量传感器6相连，正极电场形成
极11一端与交直流转换器12相连，另一端与布置在系统始端的流量传感器6的正极相连，流
量传感器6的负极通过导线经上部固定卡扣4预留的过线孔回到交直流转换器12，使其形成
回路。

[0033] 本发明的一种滴灌管道用混肥液离子浓度调节装置的具体使用方法为：

[0034] 首先，根据大田内的实际种植情况选用合适直径和长度的滴灌管路5，确定固定单元的间隔，将固定单元中本身即为一体结构的底座1和托架2按照所确定的间隔等距插入土
壤中，同时使土壤上表面与下部固定卡扣3的上表面平齐，将离子浓度传感器7放入圆柱型
托架2的沉孔内，并将支撑架10置于多个离子浓度传感器7顶部。之后，将滴灌管路5放入下
部固定卡扣3内，并调整好位置，使支撑架10和离子浓度传感器7通过滴灌管路5底部预设的
穿入孔竖直向上伸入滴灌管路5的内部，用密封圈9实现滴灌管路5与离子浓度传感之间密
封，调整好位置后将下部固定卡扣3与上部固定卡扣4扣住，实现对滴灌管路5的卡箍固定。

[0035] 然后，再将正极电场形成极11从滴灌管路5的起始端穿至末端，并使之架设在多个支撑架10上，再将滴灌管路5经流量传感器6与混肥罐8出料口处相连，交直流转换器12的正
极与正极电场形成极11相连，负极通过导线穿过上部固定卡扣4上预设的负极电线穿引孔，
与离子浓度传感器7、流量传感器6相连，正极电场形成极11一端与交直流转换器12相连，另
一端与布置在系统始端的流量传感器6的正极相连，流量传感器6的负极通过导线经上部固
定卡扣4预留的过线孔回到交直流转换器12，使其形成回路。

[0036] 完成连接后启动装置，控制机构进行控制，当流量传感器6检测到滴灌管路5内流量较大时，滴灌管路5不同位置离子浓度差异较小，装置不启动；当流量传感器6检测到滴灌
管路5内流量较小时，装置启动，正极电场形成极11与正极相连，形成正电场，使混肥液当中
钾、氮、磷等离子均匀分布在磁场中，并随着混肥液的流动均匀分布在整个长距离滴灌管道
滴射灌浇至农田。

[0037] 同样的，可以在装置的不同位置设定离子浓度差，当离子浓度传感器7检测到滴灌管路5规定距离内的离子浓度差达到预设值时，自动启动系统，当差值恢复到预设值以内
时，关闭系统。可以设置离子浓度差值与流量传感器数值的优先级，使系统更加符合不同需
求。

[0038] 最后应当说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的全部内容，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员
来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行形式上的修改，或者对其中部分技
术特征进行等同替换。凡在本发明的思路启示之内所作出的形式修改、等同替换等，均应包
含在本发明的权利保护范围之内。