一种太阳能自动间歇喷灌的控制方法及其装置

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本发明公开一种太阳能自动间歇喷灌的控制方法及其装置，该方法包括：所述太阳能电池板输出的电能供给储能单元充电，所述储能单元电压达到预设值时触发所述开关控制电路驱动电磁阀开通和关闭。一种太阳能自动间歇喷灌装置，其特征在于，包括：调光板、太阳能电池板、升压模块、储能单元、开关控制电路、连接架、电磁阀、喷灌头，所述调光板覆盖在所述太阳能电池板的上面，所述升压模块用于提升所述太阳能电池板的输出电压，所述连接架上端接合所述太阳能电池板，下端接合所述喷灌头，所述开关控制电路间歇控制所述电磁阀的开通和关闭。本发明简化目前喷灌装置的控制手段及设施，提高了安全系数，节约了资源。

1.一种太阳能自动间歇喷灌的控制方法，其特征在于，在一次喷灌周期中，用相对较长的时间通过小功率太阳能电池板吸收和积蓄电能，然后在相对较短时间内集中较大功率的电能去控制喷灌的执行器。 2.根据权利要求1所述的太阳能自动间歇喷灌的控制方法，其特征包括：所述太阳能电池板（1）输出的电能通过所述升压模块（2）提升电压供给所述储能单元（3）充电，所述储能单元（3）的电压达到预设触发电压时，触发所述开关控制电路（4）驱动所述电磁阀（5）开通，所述储能单元（3）的电量使所述电磁阀（5）保持短暂的开启状态，所述储能单元（3）电量耗尽，所述电磁阀（5）自动关闭，完成一次喷灌，所述开关控制电路（4）复位，所述储能单元（3）重新充电，进入下一次循环。 3.根据权利要求2所述的太阳能自动间歇喷灌的控制方法，其特征在于通过控制所述储能单元（3）的充电速度来控制喷灌间歇时间的长短。 4.根据权利要求2或3所述的太阳能自动间歇喷灌的控制方法，其特征在于所述的控制储能单元（3）充电速度的方法包括：内部控制方法和外部控制方法，所述内部控制方法是：在所述储能单元（3）充电回路中设置可变电阻，所述外部控制方法是：通过更换不同透光率的所述调光板（6）来调节入射太阳光的强度。 5.根据权利要求2所述的太阳能自动间歇喷灌的控制方法，其特征在于所述的升压模块提升的电压值和所述的预设触发电压值要和所述电磁阀（5）的额定电压值相匹配。 6.一种太阳能自动间歇喷灌装置，其特征在于，包括：调光板（6）、太阳能电池板（1）、升压模块（2）、储能单元（3）、开关控制电路（4）、连接架（7）、电磁阀（5）、喷灌头（8），所述调光板（6）覆盖在所述太阳能电池板（1）的上面，所述升压模块（2）用于提升所述太阳能电池板（1）的输出电压，所述连接架（7）上端接合所述太阳能电池板（1），下端接合所述喷灌头（8），所述开关控制电路（4）间歇控制所述电磁阀（5）的开通和关闭。 7.根据权利要求6所述太阳能自动间歇喷灌装置，其特征在于所述调光板（6）采用不同透光率的透明材料制作，边缘做折回形折边，所述折边套插在所述太阳能电池板（1）边缘上，所述调光板（6）配置若干块。 8.根据权利要求6所述太阳能自动间歇喷灌装置，其特征在于所述储能单元（3）使用大容量电容作为储能元件，所述大容量电容容量≥20000uF。 9.根据权利要求6所述太阳能自动间歇喷灌装置，其特征在于所述开关控制电路（4）使用晶闸管作为触发闸流元件，所述开关控制电路（4）设计为2级触发控制电路。 10.根据权利要求6所述太阳能自动间歇喷灌装置，其特征在于所述连接架（7）设计为壳体结构，所述壳体结构内部放置所述升压模块（2）、所述储能单元（3）和所述开关控制电路（4）并用树脂填充密封。 11.根据权利要求6或10所述太阳能自动间歇喷灌装置，其特征在于所述连接架（7）下端和所述喷灌头（8）的接合部位设计有卡扣的活动连接结构。

技术领域

本发明涉及流体喷灌控制技术，特别涉及利用太阳能作为控制能源的自动喷灌控制技术。

背景技术

农林应用中常用到喷灌装置对植被和作物实施喷灌，如何提高喷灌效果，除了喷罐头的设计科学合理以外，通常还通过合理控制喷灌的时间和流量来提高喷灌的效果，一般的方法是通过人工或定时器控制阀门的开启和关闭来实现喷灌时间和流量的控制，但这样的控制手段自动化程度低，且难保证喷灌量的准确性。当前，更为先进的方法是使用智能喷灌系统，其工作原理是由温度传感器和湿度传感器采集空气温度和土壤湿度信息，根据采集到的信息，再通过控制电路启动阀门、水泵等喷灌执行器完成喷灌过程，实现准确、及时、精量的喷灌效果，智能喷灌控制系统自动化程度高，喷灌效果良好，但由于此类系统使用的是外部电源，在潮湿环境中会带来一定的安全隐患，加之系统复杂精密，存在建造成本高，维护困难等不利的因素，致使适用范围和规模受一定的影响。。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有喷灌技术的缺陷，本发明提供一种太阳能自动间歇喷灌的控制方法及其装置，简化了目前喷灌的控制手段和设施，提高了安全系数，节约了资源，降低了成本。

为了达到上述目的，本发明采用了如下述的策略：在一次喷灌周期中（图3），利用小功率太阳能电池板在相对较长的时间内吸收和积蓄电能，然后在相对较短时间内集中较大功率的电能去控制喷灌执行器，从而实现对喷灌时间和流量的控制。

所述太阳能自动间歇喷灌的控制方法包括：所述太阳能电池板输出的电能通过升压模块提升电压后供给储能单元充电，储能单元不断的积蓄电量，电压上升，当储能单元的电压上升到预定值时触发开关控制电路驱动电磁阀打开，并使电磁阀保持开启状态0.5-1秒钟，随即储能单元的电量迅速耗尽不能维持电磁阀的开启，电磁阀自动关闭，完成一次喷灌，控制电路复位，储能单元重新充电，进入下一次循环。

所述的太阳能自动间歇喷灌的控制方法，其特征在于通过控制所述储能单元的充电速度来控制喷灌间歇时间的长短。

所述的控制储能单元充电速度的方法包括：内部控制方法和外部控制方法，所述内部控制方法是：在所述储能单元充电回路中设置可变电阻，改变充电电流既能改变充电速度，所述外部控制方法是：通过更换不同透光率的调光板来调节入射太阳光的强度，作为优选，采用外部控制的方法控制喷灌间歇时间的长短有利于设备运行的稳定性和延长寿命。

所述的升压模块提升后的电压值和所述的预定触发电压值要和所述电磁阀的额定电压值相匹配,作为优选，升压模块提升后的电压=电磁阀的额定电压+5V，作为优选，预定触发电压=电磁阀的额定电压。

本发明还提供一种太阳能自动间歇喷灌装置，包括：调光板（6）、太阳能电池板（1）、升压模块（2）、储能单元（3）、开关控制电路（4）、连接架（7）、电磁阀（5）、喷灌头（8）。所述调光板（6）覆盖在所述太阳能电池板（1）的上面，所述升压模块（2）用于提升所述太阳能电池板（1）的输出电压，所述连接架（7）上端接合所述太阳能电池板（1），下端接合所述喷灌头（8），所述开关控制电路（4）间歇控制所述电磁阀（5）的开通和关闭。

所述调光板（6）用不同透光率的透明材料制作，面积大小和所述太阳能电池板（1）相符，边缘做折回形折边，套插在所述太阳能电池板（1）上，松紧程度以方便徒手更换为优选，作为优选，配备若干块不同透光率的所述调光板（6），可以根据所需喷灌间歇时间的长短更换不同透光度的所述调光板（6）或不使用所述调光板（6）。

作为优选所述储能单元（3）选用大容量电容作为储能元件，作为优选所述大容量电容容量取值>20000uf。

作为优选所述开关控制电路（4）使用晶闸管作为触发闸流元件，作为优选所述开关控制电路（4）采用2级晶闸管触发控制模式。

所述连接架（7）设计为壳体结构，所述壳体内部放置所述升压模块（2）、所述储能单元（3）和所述开关控制电路（4），作为优选，所述壳体内部用树脂填充密封。

所述连接架（7）和喷灌头（8）接合部位设计为螺栓连接结构或卡扣插接结构或和喷罐头一体制造，作为优选采用卡扣插接结构，以便在使用过程中方便更换不同的喷灌头（8）。

如上述方案可知，本发明提供的一种太阳能自动间歇喷灌的控制方法及其装置具有如下有益效果：省去外部供电所需要的电源电缆等设施，既节约了资源又提高了安全系数。控制模式为全自动间歇模式，喷灌的时间依随太阳的作息：白天工作，夜间，雨天、阴天进入睡眠状态，喷灌频率随阳光的强度变化而变化，阳光越强喷灌频率越快，符合植物的用水需求，提高了水资源的利用效率，同时具有结构简单，运行稳定，寿命长、建造和维护成本低的优点。

附图说明

图1为太阳能自动间歇喷灌装置结构示意图。

图2为太阳能自动间歇喷灌装置控制系统图。

图3为一次喷灌周期。

具体实施方式

参照图2以本装置一次喷灌周期为例，对本发明作进一步详细说明。

工作起始， 所述太阳能电池板BP吸收光能转换成电能通过所述升压模块提升电压后供给储能单元的电容C1充电，电容C1 两端电压缓慢上升，当电压达到预定值12V时，稳压二极管VD1被反向击穿，晶闸管VS 2控制极获得正向触发电压而导通并向晶闸管VS 1控制极提供正向电压，晶闸管VS 2导通，电容C1向电磁阀YV供电，电磁阀开启，随即电容C1电量迅速耗尽，不能维持电磁阀的开启状态，电磁阀自动关闭，完成一次喷灌过程，同时晶闸管VS 2的控制极通过电阻R1获得负压，晶闸管VS 1关断，电容C1重新充电，进入下一次循环。

以上内容仅以农林领域中应用的喷灌装置作为范例对本发明的技术方案及特点进行阐述，其目的在于使所属技术领域的普通技术人员更容易了解本发明的内容并据以实施，不代表本发明仅限应用于农林领域，也不代表本发明只针对‘水’一种流体的应用，本发明通用于其他领域和其他的流体，也并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本方案精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本文标签： 太阳能装置方法