Устройство для автоматического управления поливом Советский патент 1983 года по МПК A01G25/16 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к орошаемому земледелию, и может быть испольэова но для автоматического управления исполнительными механизмами полива в открытых и закрытых грунтах.

Известно устройство для автоматического управления поливом, содержащее измеритель влажности почвы, блок сравнения с задатчиком предполивного значения, блок полива и программного управления. Кррме того, устройство снабжено блокомэвтоматической калибровки измерителя влажности , сЪединенным с выходом и входом измерителя влажности и с выходом блока программного управления .

Однако данное устройство характеризуется невысокой точностью измерения, таккак полив осуществляется на основании измерения влагосодержания почвы, оптимальное значение которой меняется для различных типов почвы, погоднь1х условий и т.д.

Известно также устройство для автоматического управления поливом, включающее датчики полива, блоки сравнения, блок логического управления, реле времени и блок полива, а также блок синхронизации измерений, выходы которых подключеклй к датчикам полива и к блокам сравнения и логического управления 2.

Недостаток известного устройства - неточность измерений, несмотря на применение нескольких датчиков влажности, вследствие неучетв конкретного состояния развития растения, требующего полива.

Цель изобретения - повышение точности управления поливом.

Цель достигается тем, что в устройстве для автоматического управления поливом в качестве датчиков полива использованы датчики измерения скорости водного тока в стебле и диаметра стебля растений, снабженные узлами запоминания входы которых подключены к блоку синхронизации, а выходы - к блокам сравнения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на Фиг. 2 принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство для автоматического управления поливом фиг. 1) содержит датчик 1 измерения скорости водного тока в стебле, датчик 2 измерения диаметра стебля, блок сравнения 3,

первый вход которого соединен с выходом -прибора 1, блок сравнения t, первый вход которого соединен с выходом прибора 2, запоминающие узлы S и 6, выходы которых соединены каждый со вторыми вводами блоков сравнения 3 и соответственно, логический блок управления 7, два входы которого соединены с выходами блоков сравнения 3 и j, а выходы - со входами запоминающих узлов 5 и 6 и со входом реле времени 8, блок полива 9 вход которого соединен с выходом реле времени 8, блок синхронизации 10, причем приборы измерения скорости водного тркэ в стебле и диаметра стебля, запоминающие устройства и блок управления дополнительно соединены с выходами блока синхронизации.

Датчики измерения скорости водного тока в стебле растения и измерения диаметра стебля содержат соответствующие преобразователи и дают на выходе сигналы постоянного напряжения, пропорциональные измеряемым величинам.

Блоки сравнения (фиг. 2) содержат усилитель постоянного тока (УПТ) 11 и 12, включенные по схеме суммирующего усилителя.

Запоминающие устройства построе-ны на потенциометрах 13 и 1, вращающиеся движки которых через редукторы связаны с валами электродвигателей 15 и 16.

Блок управления представляет собой системы реле К1-К7 . Реле времени полива 24 служит для выдержки определённого, заранее установлен ного времени полива в том случае, если это необходимо. В этом случае реле К8 25 своими контактами К8.1 включает цепь питания реле времени полива.

Блок полива в качестве управляющего элемента содержит магнитный вентиль.

Схема синхронизации содержит ре- ле времени включения прибора, которое управляет включением запоминающих устройств, блока управления и измерительных приборов.

Принцип действия устройства является чисто физиологическим и основан на одновременном измерении скорости водного тока в стебле растения и его диаметра. При отсутствии почвенной засухи обе эти величины изменяются в противофазе. В случае за сухи эти величины изменяются в стор ну уменьшения и обнаружение водного дефицита служит сигналом к поливу растений. . Устройство автоматически анализи рует изменение .двух параметров растения и, если результат соответствует алгоритму уп|5авления поливом, то выдается команда на включение {бл ка полива. Устройство работает следующим об разом. На один из входов УПТ подается исследуемый сигнал с датчика (прибо ра) измерения, а также постоянное напряжение противоположной полярнос ти таким образом,.что при равенстве входных сигналов УПТ оказывается сбалансированным и поляризационное реле К1 16 или К2 16 (фиг. 2) обесточено. Это напряжение снимается с движков переменных резисторов 13 и Н (R и Н2,) связанных с валами двигателей D1 и ь1 15 и 16. Пусть, в исходном состоянии движки переменных резисторов находятся в среднем положении, а сигналы на входах обоих ртличаются от снимаемых с потенциометров R и R. УПТ обрих каналов оказываются разбалансированными, и напряжения на их выходах имеют знак разности входных напряжений. Поляризационные реле К1 и К2 17 и 18 своими контактами подготавливают цепи питания реле КЗ 19 или К1 20, К5 21 или Кб 25. Сигнал ; блока - синхронизации включает реле k7 23 которое .подает 4-20 В через контакты К7.2 на реле КЗ 19 КА 20 и К5 21 или Кб 22 и -t-S В через контакты К7.1 к контактам КЗ, 1, KJ.1,K5.1, К6.1. Валы двигателей D1 и D прихо . дят в движение, направление которого определяется полярностью напряжения на входах УПТ П и 12 обоих каналов и, врацая движки потенциометров (R и 1) 13 и Ц, изменяют напряжения, подаваемые на входы УПТ, до тех пор, пока они не скажутся равными входным напряжениям. В момент их равенства УПТ оказываются х:балансированными, реле К1 17 и К2 18 обесточиваются и разрывают своими контактами цепи питания реле КЗ, Kk, К5 и Кб 13-22 которые, в свою очередь, разрывают цепи питания двигателей.

1 - замыкание какого-либо из контактов; 0 - размыкание.

Таким образом, происходит запоминание значений входных напряжений на потенциометрах (R, И R2) 13 и И. При следующем цикле измерений (по сигналу блока синхронизации) устройство автоматически сравнивает входные сигналы с ранее заполненными, .и работа устройства будет происхо55 лить аналогично.

Логика работы схемы поясняется следующей таблицей. Таким образом, при замыкании контактов КЗ.2 и К5.2 срабатывает реле К8 и своими контактами К8.1 запускает реле времени полива, которое в свою очередь открывает магнитный вентиль управления поливом и происходит полив растений. При других логических состояниях элементов полив невозможен. Таким образом, только при одновременном уменьшении сигналов, пропорциональных относительной скорости водного тока в побеге растения и его диаметра, реализуется алгоритм управлейия поливом растений. Использование устройства, автоматически определяющего в процессе работы режим полива растений по изменению их физиологических параметров, повышает точность управления поливом так как рабосга устройства не связаI .1л ж на с измерением влажности почвы, которая неоднозначно определяет потребность растений в поливе, так как ее величина может быть различна для разных типов почв, географических зон, культур и. погодных условий. Устройство позволяет более точно определить потребность в поливе, так как оно осуществляет автоматическое слежение за измерением состояния непосредственно самого растения и не подвержено влиянию посторонних факторов. Повышение точности управления поливом, которое достигается предлагаемым устройством, позволяет улучшить водный режим растений и тем самым повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Лги «Т Тг