新型大棚自动灌溉技术
摘要:该技术应用于农业大棚灌溉中,模拟厂房吊车技术,用输水车代替吊车对大棚中任意位置处的需水作物进行灌溉,与传统管灌相比,无需在田间埋设任何管道沟渠,整个灌溉过程都是自动的,无需人工干预操作,实现了农业生产的现代化和科学化,对作物按需供水,有效减少农业灌溉水用量,提高水的利用效率,达到节约水资源的目的,因此有较大的应用前景和推广空间。
关键词:按需供水输水车升降管自动化节水灌溉
中图分类号:s275 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2012)07(a)-0145-01
1 设计背景
中国是农业大国,水是农业生产必不可少的重要资源。
但是,中国的水资源比较贫乏,人多水少且水资源时空分布不均,尤其在近十几年,随着我国工业经济快速发展,中国的水问题日趋严峻,水利对全局的影响更为重大,因此在农业生产中推广节水灌溉技术是当务之急,大势所趋。
近几年,管道输水灌溉技术在我国农业生产中发展很快,管灌是一种用管道代替田间沟渠的灌溉技术,灌水时利用在田地里埋设的管道系统把水送到田间,该技术具有节水、节能、省地等功能。
但是管灌技术仍存在很多问题:例如水经输水管道进入田地后,仍沿用传统的漫灌的方式,并没有真正解决水资源浪费的问题；此外,我国东北、西北地区,冻土层深普遍在2m以下,为满足管道防冻
要求,输水管要埋在2m以下处,这样不但增大了水头损失,而且给施工带来困难,增加了农业生产的成本。
我们知道,目前的装载厂房上部大多设有吊车梁,吊车梁上有吊
车轨道,吊车可通过轨道在吊车梁上来回行驶,达到在厂房内自由
装载、运输重物的作用。
因此,模拟厂房吊车技术,我们希望设计出一项应用于农业大棚
的自动化节水灌水技术,用输水车代替吊车,输水车可在大棚上部
来回自由移动,当大棚里某出检测出土壤含水量低于作物需水量时,输水车及时地对其补充水量以满足作物用水要求。
该技术无需在田间埋设管道或沟渠,对作物进行按需供水,可达到有效利用水资源,减少生产成本,节约灌溉用水,避免水资源浪费的目的。
2 设计原理
2.1 输水车工作原理
该灌溉技术模拟厂房吊车技术,将吊车用输水车代替,输水梁置
于大棚两侧的牛腿柱上,输水梁上设有输水车轨道,装有水的输水
车可通过轨道在输水梁上左右自由行驶,又因为输水梁可在牛腿柱上前后自由移动,输水梁带动输水车,因此输水车就可自由移动到
大棚的任意位置处进行灌溉。
另外,输水车上的安装有信号感应器,当感应器接收到某处土壤缺水的信号时,输水车就会自动移动到需水处的上方,便于进行下一步的输水工作。
2.2 升降输水管工作原理
输水车上设有升降输水管,当输水车上的感应器接收到土壤缺水
的信号时,输水车就会自动移动到需水土壤处的上方,然后升降输水管开始下延,直至输水管道到达需水土壤处。
另外,输水车与输水管之间通过电磁阀来控制连通。
当电磁阀打开时,输水车与输水管连通,这样输水车里的水就可通过延长后的升降输水管传递到需水处的土壤中以补充土壤水分。
升降管可选择竹节式电动推杆,它的工作原理为:电动机经齿轮减速后,带动一对丝杆螺母,把电机的旋转运动变成直线运动,利用电动机正反转完成推杆动作,从而完成升降功能。
2.3 土壤水分检测仪
土壤水分检测仪器采用decagon公司的ec-5土壤水分传感器,其工作原理为:水分检测仪发射处一定频率的电磁波,电磁波沿探针传输,到达土壤底部后返回电磁信号,检测探头输出的电压,由于土壤介电常数的变化取决于土壤的含水量的大小,因此由输出电压和水分的关系就可计算出土壤的含水量。
2.4 工作步骤
该技术模拟厂房吊车技术,用输水车代替吊车,是一项应用于农业大棚的自动化节水灌水技术,其工作过程为:
(1)当大棚中的土壤水分检测仪测出某处的土壤含水量低于作物需水量时,检测仪发出电磁信号；
(2)输水车感应器接收土壤缺水信号后,输水车通过输水梁及其上的输水轨道移动到需水处土壤的上方；
(3)输水车上的升降输水管开始下延,直至输水管道底部到达需
水的土壤处；
(4)升降输水管里的电磁阀打开阀门,输水车与输水升降管连通,输水车上的水经升降输水管进入土壤中,补充土壤水,直至满足作物正常需水量。
当大棚内其它位置处土壤含水量低于作物需水量时,上述过程重复循环进行,这样即可保证整个大棚里作物的正常生长用水。
2.5 创新特色
(1)创造性的模仿厂房吊车技术,用输水车代替吊车,将其应用于农业大棚灌溉技术中,为农业灌溉提供了新思路。
(2)实现了对作物按需供水的目标,达到了有效利用灌溉水的目的,大大降低了农业大棚的灌溉用水量,节约水资源,避免水资源的浪费,符合现代农业节水灌溉的发展趋势。
(3)较于传统形式的管灌,此技术无需安装埋设任何输水管道,减少灌水的工程量,降低农业生产成本。
(4)作物灌溉的整个工作过程都是自动的,无需人工干预操作,节省了大量的人力劳动,与传统灌溉技术相比,更为现代化和科学化,因此有较大的应用前景和推广空间。
参考文献
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