Система управления поверхностным поливом

Система управления поверхностным поливом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в мелиорации для автоматизации поверхностного полива орошаемых массивов. Цель изобретения - упрощение системы и повышение качества полива. Поливная система содержит распределительный напорный трубопровод 1 для подачи воды в поливные трубопроводы 2, разделенные на две части задвижками 5 с гидроприводами от электрогидрореле 12. Из первой части поливных трубопроводов 2 полив в группы борозд осуществляется через водовыпуски 3, управляемые электрогидрореле 10, а из второй части - через неуправляемые водовыпуски 6. Управляющие обмотки электрогидрореле 10 и 12 подключены к линиям связи 8 с центральным блоком управления системы через встречно включенные диоды 9 и 11. Центральный блок управления 7 соединен также двухпроводной линией связи с источником 14 излучения датчика 15 влажности почвы и линией связи с фотоприемником 17 датчика 15 влажности почвы. Датчик влажности выполнен в виде стеклянной запаянной трубы, содержащей на одном конце источник излучения, который может быть экранирован от остального объема трубы матовым стеклом для рассеивания излучения, а на другом конце фотоприемник. Датчик устанавливается поперек борозд на репрезентативной глубине активного слоя почвы. Стеклянная труба датчика может быть дополнительно покрыта сорбционным материалом. Таким образом фотоприемник регистрирует излучение после интегрального поглощения части излучения после его многократного отражения от почвы или сорбционного покрытия трубы. В зависимости от влажности, регистрируемой с помощью датчика 15, центральный блок управления 7, включающий микроконтролер с аналого-цифровым преобразователем, дешифратором команд и выходными усилителями с транзисторными ключами, включает путем подачи соответствующих напряжений от источника питания полив той или иной частью поливных трубопроводов с помощью электрогидрореле 10 или 12. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1567136

А1 цц А 01 С 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4380327/3 0-15 (22) 03, 12 „8 7 (46) 30.05,90, Бюл, " 20 (75) Э. Э. Маковский, И.A. Ким и М.Б. Джамгирчинов (53) 631 347.1(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1162385, кл. А 01 С 25/16, 1985, ! (54), СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫМ

ПОЛИВОМ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использо2 вано е мелиорации для автоматизации поверхностного полива орошаемых массивов. Цель изобретения - упрощение системы и повышение качества полива.

Поливная система содержит распределительный напорный трубопровод 1 для подачи воды,в поливные трубопроводы

2, разделенные на две части задвижками 5 с гидроприводами от электрогидрореле 12, Из первой части поливных трубопроводов 2 полив в группы борозд осуществляется через водовыпуски 3, управляемые электрогидрореле 10, а из

1567136

15

20 второй части - через неуправляемые водовыпуски 6. Управляющие обмотки электрогидрореле 10 и 12 подключены к линиям связи 8 с центральным блоком управления системы через встречно включенные диоды 9 и 11. Центральный блок управления 7 соединен также двухпроводной линией связи с источником

14 излучения датчика 15 влажности почвы и линией связи с фотоприемником 17 датчика 15 влажности почвы.

Датчик влажности выполнен в виде стеклянной запаянной трубы, содержащей на одном конце источник излучения, который может быть экранирован от остального объема трубы матовым стеклом для рассеивания излучения, а на другом конце фотоприемник ° Лат чик устанавливается поперек борозд на репрезентативной глубине активноI

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в мелиорации для автоматизации поверхностного полива орошаемых массивов.

Целью изобретения является упрощение системы и повышение качества поли ва .

На фиг, 1 представлена схема системы управления поверхностным поливом; на фиг. 2 — блок-схема центрального блока управления поливом„.

Оросительная часть поверхностного полива содержит напорный распределительный трубопровод 1 с подключенными к нему ярусами поливных трубопроводов 40

2, каждый иэ которых разделен на две половины, первая из которых снабжена управляемыми водовыпусками 3 в группы борозд 4, а вторая задвижкой на входе 5 в неуправляемые водовыпуски 6, 45

На фиг. 1 приведен фрагмент оросительной системы, которая может содержать поливные трубопроводы 2, расположенные также и слева от напорного трубопровода 1. Число поливных тру- 0 бопроводов (ярусов) может быть больше чем показано на фиг. 1. Конкретная конструкция ОС зависит от размеров и формы поливного участка, устройства всей ОС, в состав которой входит описанная система. В предгорной зоне, характеризующейся большим разнообразием рельефа и формы поливных участков могут использоваться все описанго слоя почвы. Стеклянная труба датчика может быть дополнительно покрыта сорбционным материалом, Таким образом фотоприемник регистрирует излучение после интегрального поглощения части излучения после его многократного отражения от почвы или сорбционного покрытия трубы. В зависимости от влажности, регистрируемой с помощью датчика 15, центральный блок управления 7, включающий микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем, дешифратором команд и выходными усилителями с транзисторными ключами, включает путем подачи соответствующих напряжений от источника питания полив той или иной частью поI ливных трубопроводов с помощью электрогидрореле 10 или 12, 1 з.п, ф-лы, 2 ил. ные варианты ОС. Полив из описаннои системы производится по технологии сочетания импульсного и сосредоточенного полива.

Центральный блок 7 управления соелинен двухпроводной линией 8 связи через разделительные диоды 9 с обмотками электрогидрореле 10 управления приводами затворов водовыпусков 3 первых половин трубопроводов и через встречно включенные разделительные диоды 11 с обмотками электрогидрореле 12 управления приводами задвижек

5 на входе вторых половин поливных трубопроводов с неуправляемыми водовыпусками 6.

На вторых половинах поливных трубопроводов 2 не нужно применять управляемые микрогидранты, так как управление подачей воды в борозды осуществляется открытием и закрытием задвижек 5. Первая половина поливного трубопровода используется так же, как транспортирующая, и может содержать микрогидранты, управляемые от трубки управления или через задвижки, через которые вода подается в поливные трубопроводы с водовыпусками 3 в группы борозд 4. Такая конструкция позволяет увеличить длину трубопровода

2 без увеличения его диаметра.

Кроме того, центральный блок 7 управления соединен двухпроводной линией 13 связи с источником 14 излучения.

67136

5 15 датчика 15 влажности и линией 16 связ с фотоприемником 17 датчика 15., Последний выполнен в виде стеклянной запаянной трубы, на одном конце которой установлен точечный источник излучения, который может быть экранирован от основной части трубы рассеивающим устройством, например матовым стеклом, а на другой фотоприемник. Стеклянная трубка может быть дополнительно покрыта сорбционным материалом ° Датчик устанавливается поперек борозд на репре=-ентативной глубине активного слоя почвы„ Несмотря на то, что поперечный размер участка одновременного импульсного полива сос тавляеT около 25-30 м, длина тоубы датчика не должна обязательно бьп ь

25-30 мм. Даже если длина трубь датчика будет 1-10 м, он будет давать интегральную хара ктеристику влажности большого объема почвы и погрешность измерения влажности будет меньше, чем у точечного датчика. Это связано с тем, что точечный источник излучения излучает сферические волны, т.е, излучение равномерно по всем направле— ниям. При этом под точечным источником понимается источник света, размеры которого меньше поперечных размеров трубы, что обеспечивает наличие потока лучей, направленных под углом к поверхности трубы. В этом случае матовое стекло может не применяться

Источник света может быть экранирован матовь1м стеклом или другим светорассеивающим элементом, например калькой, для создания равномерно рассеянного по всем направлениям потока лучей, которые направлены под углом к поверхности трубы и сорбционного слоя покрытия (например, из пористого стекла). После м:1огократного отражения от сорбционного слоя свет попадает на фотоприемник, принося с собой информацию о содержании влаги в сорбционном слое и в почве. Стеклянные трубы имеют постоянные светоотражательные характеристики и не влияют на изменение показаний датчика. При попадании потока света под углом к поверхности сорбционного слоя часть его проходит или поглощается сорбционным слоем, а часть отражается. Коэффициент Р, равный отношению

I интенсивностей отраженного и падающего света зависит от поглощающей способности сорбционного слоя, которая и изменяется с изменением влагосодержания . Длина трубы датчи ка может быт ь

1-10 м и зависит от мощности источника излучения и чувствительности фотоприемника .

Центральный блок управления поливом (фиг. 2) содержит источник 18 питания, контроллер 19, вход которого соединен с выходом АЦП 20, вход которого соединен через усилитель 21 со средней точкой делителя опорного напряжения от источ 1ика 18 питания, состоящего иэ сопротивления 22 и фотоприемника 14, датчика 15 влажности.

Выход контроллера 19 соединен с дешифратором команд к;» троллера ?3,первый выход которого соединен с входом источника питания, второй выход через

2О T0Kooграничительное сопротивление 24 с ключевым транзистором 25, управляющ<-.го подачей напряжения на излучатель 17 датчика 1"; в.;,ажности, третий выход через токоограничительное со2 пpîтивление 26 с ключевым транзистором 27, управляющего подачей напряжения положительной полярности (27 В) в линию 8 связл, 1етвертый выход через токоогра личительйое сопротивлеЗ ние 28 с ключевым транзистором 29, управляющего подачей напряжения отрицательной полярности B линию 8 связи.

Источник 18 питания содержит аккумулятор и вторичные исio ëíèêè питания для подачи стабилизированных нагряже35 ний на узлы блока на делитель опорного напряжения, на ключевые транзисторы, в линию связи, подача ко1 орых управляется контроллером 19.

Контроллер 19 выполнен на основе ми кроЭВМ К1816. Дешифратор команд контроллера выполнен на микросхемах (серии К 561) и транзисторных преобразователях уровней управляющих напря" жений. Следует отметить, что при наличии поливных трубопроводов слева от напорного трубопровода 1 число транзисторных ключей равно четырем.

При поливе транзисторные ключи

27 и 29 включаются поочередно.

Этим осуществляется управление выдачей поочередно импульсов полива иэ первых или вторых половин всех поливных трубопроводов 2.

Система управления поверхностным поливом работает следующим образом.

Перед началом полива в контроллер центрального блока 7 управления вводят время полива участков и длительность

1567136 импульса полива. После пуска блока 7 управления поливом он подает напряжение на излучатель 14 датчика 15 влажности, С фотоприемника 17 датчика

14 снимается сигнал, который является интегральной характеристикой поглощения излучения почвой или сорбционным покрытием датчика, зависящим от влажности окружающей датчик почвы, и подается на вход усилителя, выход которого соединен с входом ЛЦП блока 7, Выходы

АЦП соединены с входами контроллера.

Если потенциал почвенной влаги достигает заданной величины, то контроллер формирует команду на начало полива

Блок 7 подает в линию 8 связи -i",ïðÿжение положительной полярности и включает электрог дрореле 10. Водовыпуски открываются и вода подается через 0 раэборные поливные трубопроводы или однобортные водораспределительные boрозды в группы борозд 4 первой половины участков., После выдачи импульса полива блок подает в линию связи напряжение обратной полярности, При этом водовыпуски 3 закрываются, включаются элс ктрогидрореле 12 и задвижки 5 на входе вторых половин поливных трубопроводов от крыва ются и вода подается через неуправляемые водовыпуск

6 в борозды второй половины участков °

Таким образом, осуществляется импул сный полив участков попеременной подачей воды на первые и вторые половины участков. После Lûäà÷è поливной нор- З5 мы блок 7 прекращает полив снятием напряжения из линии связи ° Последующий опрос датчика на начало полива производится после выдержки времени на релаксацию вылитой нормы полива

40 в активном слое почвы.

Испол ьзование интегрального оптического датчика влажности в системе управления поверхностным поливом позволяет более точно контролировать 45 влагозапасы в активном слое почвы и более точно назначать поливы> что повышает качество управления поливом.

Разделение участков на две части позволяет удлинить поливные трубопро- 50 воды или уменьшить их диаметр, что позволяет снизить капитальные затраты на оросительную систему и упростить систему управления,, ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Система управления поверхностным поливом, включающая источник водоподачи, напорный распределительный трубопровод, поливные трубопроводы с установленными на них, дистанционно гидроуправляемыми водовыпусками с приводом в виде электрогидрореле, управляющие обмотки которых подсоединены линиями связи к центральному блоку управления поливом, а также оптический датчик влажности почвы> установленный на контрольном участке и соединенный посредством линий связи с центральным блоком управления поливом, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы и повышения качества полива, система снабжена гидроуправляемыми задвижками, подключенными к электрогидрореле и установленными посередине поливных трубопроводов, а также диодами, включенными последовательно в цепи обмоток управления всех электрогидрореле, причем оптический датчик влажности выполнен в виде герметичной прозрачной трубы, покрытой сорбционным материаломм для установки параллельно поверхн сти почвы поперек борозд на репрезентативной глубине активного слоя почвы, при этом на одном конце трубы установлен источник излучения, отделенный от основного объема трубы светорассеивающим элементом, а на другом конце — фотоприемник, причем источник излучения и фотоприемник соединены посредством линией связи с входами центрального блока управления поливом, а дистанционного гидроуправляемые водовыпуски установлены только на ближних, по отношению к распределительному трубопроводу половинах поливных трубопроводов, на другой половине которых расположены неуправляемые водовыпуски, при этом диоды в цепях обмоток электрогидрореле всех дистанционно гидроуправляемых водовыпусков включены встречно по отношению к диодам в цепях обмоток управления всех электрогидрореле, подключенных .к гидроуправляемым задвижкам, 2. Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я Мем, что центральный блок управления поливом выполнен в виде двухполярного источника питания и последовательно включенных усилителя, аналого-цифрового преобразователя, контроллера и дешифратора команд, ° а также двух последовательно включенных ключевых каскадов, выполненных

Составитель Г.Параев

ТехРед П.олийнык КоРРектоР В.Кабаций

Редактор О. Спесивых

Заказ 1278

Тираж 459

Подписное

ВНИИПИ Государственного комита-,а по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 )1

9 1 5671 в виде транзисторов разной проводимости, эмиттеры которых подключены к разным полюсам источника питания, базы через токоограничивающие резисторы — к выходам дешифратора, а объединенные коллекторы включены в цепь подачи питания на обмотки электрогидрореле, причем вход усилителя под36 10 ключен к выходу фотоприемника, подключенного через дополнительный токоограничивающий резистор к источнику питания, а выход дешифратора команд связан с третьим транзисторным ключом, коллектор которого через излучатель датчика влажности соединен с источником питания.