Система управления поверхностным поливом

(19) И 1) 13 А С 25/16 51 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИЯ ПИ А ЕТЕПЬСТВУ 2 Бюл, 1" 20 ский, И.А инов 088 .8) свидетель А 01 С 25 тво СССР 16, 1985 ОВЕРХНОСТНЫМ я к сельско использо К АВТОРСКОМУ(75) Э. Э. Ма ко и М.Б. Джамгир (53) 6313471 (56) Авторское И 1162385, кл 54), СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯОЛИВОМ57) Изобретение относиту хозяйству и может быт вано в мелиорации для автоматизацииповерхностного полива орошаемых массивов, Цель изобретения - упрощениесистемы и повышение качества полива.Поливная система содержит распределительный напорный трубопровод 1 дляподачи воды,в поливные трубопроводы2, разделенные на две части задвижками 5 с гидроприводами от электрогидрореле 12, Из первой части поливныхтрубопроводов 2 полив в группы бороздосуществляется через водовыпуски 3управляемые электрогидрореле 10, а из1567136 1 О 15 20 второй части - через неуправляемые водовыпуски 6. Управляющие обмотки электрогидрореле 10 и 12 подключены клиниям связи 8 с центральным блокомуправления системы через встречновключенные диоды 9 и 11. Центральныйблок управления 7 соединен также двухпроводной линией связи с источником14 излучения датчика 15 влажностипочвы и линией связи с фотоприемником 17 датчика 15 влажности почвы.Датчик влажности выполнен в видестеклянной запаянной трубы, содержащей на одном конце источник излучения, который может быть экранированот остального объема трубы матовымстеклом для рассеивания излучения,а на другом конце фотоприемник. Латчик устанавливается поперек бороздна репрезентативной глубине активноИ зоб ретение от носи тся к сел ьс комухозя йству и может быть испол ьзованов мелиорации для автоматизации поверхностного полива орошаемых массивов,Целью изобретения является упрощение системы и повышение качестваполи ва .На фиг, 1 представлена схема системы управления поверхностным поливом;на фиг, 2 - блок-схема центральногоблока управления поливом,Оросительная часть поверхностногополива содержит напорный распределительный трубопровод 1 с подключеннымик нему ярусами поливных трубопроводов 402, каждый иэ которых разделен на двеполовины, первая из которых снабженауправляемыми водовыпусками 3 в группыборозд 4, а вторая задвижкой на входе 5 в неуправляемые водовыпуски 6, 45На фиг. 1 приведен фрагмент оросительной системы, которая может содержать поливные трубопроводы 2, расположенные также и слева от напорноготрубопровода 1. Число поливных трубопроводов (ярусов) может быть большечем показано на фиг. 1, Конкретнаяконструкция ОС зависит от размерови формы поливного участка, устройствавсей ОС, в состав которой входитописанная 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 спомощью датчика 15, центральный блокуправления 7, включающий микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем, дешифратором команд и выходными усилителями с транзисторнымиключами, включает путем подачи соответствующих напряжений от источникапитания полив той или иной частью поливных трубопроводов с помощью электрогидрореле 10 или 12, 1 з.п, ф-лы,2 ил. ные варианты ОС. Полив из описанноисистемы производится по технологиисочетания импульсного и сосредоточенного полива,Центральный блок 7 управления соелинен двухпроводной линией 8 связичерез разделительные диоды 9 с обмотками электрогидрореле 10 управленияприводами затворов водовыпусков 3первых половин трубопроводов и черезвстречно включенные разделительныедиоды 11 с обмотками электрогидрореле 12 управления приводами задвижек5 на входе вторых половин поливныхтрубопроводов 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 поливноготрубопровода используется так же,как транспортирующая, и может содержать микрогидранты, управляемые оттрубки управления или через задвижки,через которые вода подается в поливныетрубопроводы с водовыпусками 3 в группы борозд 4, Такая конструкция позволяет увеличить длину трубопровода2 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 рассеиваюцим устройством, например матовым стеклом, а на другой Фотоприемник. Стеклянная трубка может быть дополнительно покрыта сорбционным материалом. Датчик устанавливается поперек борозд на репрезентативной глубине активного слоя почвы Несмотря на то, что поперечный размер участка одновременного импульсного полива сос тавляет около 25-30 м, длина тоубы датчика не должна обязательно бы ь 25-30 мм. Лаже если длина трубы датчика будет 1-10 м, он будет дават интегральную характеристику влажности большого объема почвы и погрешность измерения влажности будет меьше, чем у точечного датчика. Это связано с тем, что точечный источник излучения излучает сферические волны, т,е, излучение равномерно по вссм направле - ниям. При этом под точечным источником понимается источник света, разме. ры 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 матовым 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 многократного 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 свето- отражательные 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 интенсивностей отраженного и падаюцего света зависит от поглощающей спо. собности сорбционного слоя, которая и изменяется с изменением влагосодержания. Длина трубы датчика может быть1-10 м и зависит от мощности источника излучения и чувствительности фотоприемника,Центральный блок управления поливом (фиг. 2) содержит источник 18п 1 лтанияконтроллер 19, вход которогосоединен с выходом АЦП 20, вход которого соединен через усилитель 21 сосредней точкой делителя опорного напряжения от источника 18 питания, состоящего иэ сопротивления 22 и фотоприемника 1 ч, датчика 15 влажности,Выход контроллера 19 соединен с дешиФратором команд к; троллера 23,первыйвыход которого соедине с входом источника питания, второй выход через20 токоограничительное сопротивление 2 Чс ключевым транзистором 25, управляющего подачей напряжения на излучатель 17 датчика 1", влажности, третийвыход через токоограничительное со 25 противление 26 с ключевым транзистором 27, управляющего подачей напряжения положительной полярности (27 В)в линию 8 связл, четвертый выход через токоогра личительйое сопротивлеЗ 0 ние 28 с ключевым транзистором 29,управляющего подачей напряжения отрицательной полярности в линию 8 связи.Источник 18 питания содержит аккумулятор и вторичные источники питаниядля подачи стабилизированных напряже 35ний на узлы блока на делитель опорного напряжения, на ключевые транзисторы, в линию связи, подача ко 1 орых управляется контроллером 19.Контроллер 19 выполнен на основемикроЭВМ К 1816. Дешифратор командконтроллера выполнен на микросхемах(серии К 561) и транзисторных преобразователях уровней управляющих напря"5 жений. Следует отметить, что при наличии поливных трубопроводов слеваот напорного трубопровода 1 числотранзисторных ключей равно четырем.При поливе транзисторные ключи27 и 29 включаются поочередно.Этим осуществляется управление выдачей поочередно импульсов полива иэпервых или вторых половин всех поливных трубопроводов 2.55Система управления поверхностнымполивом работает следующим образом.Перед началом полива в контроллерцентрального блока 7 управления вводятвремя полива участков и длительностьимпульса полива. После пуска блокауправления поливом он подает напряжение на излучатель 14 датчика 1влажности, С фотоприемника 17 датчика1 ч снимается сигнал, который является интегральной характеристикой поглощения излучения почвой или сорбционнымпокрытием датчика, зависящим от влажности окружающей датчик почвы, и подается на вход усилителя, выход которогосоединен с входом ЛЦП блока 7, ВыходыАЦП соединены с входами контроллера,.Если потенциал почвенной влаги достигает заданной величины, то контроллерформирует команду на начало полива.Блок 7 подает в линию 8 связи напряжение положительной полярности и включает электрог дрореле 10, Водовыпуски3 открываются и вода подается через20раэборные поливные трубопроводы илиоднобортные водораспределительные борозды в группы борозд ч первой половины участковПосле выдачи импульсаполива блок подает в линию связи напряжение обратной полярности, Приэтом водовыпуски 3 закрываются, включаются элс ктрогидрореле 12 и задвижки , "на входе вторых половин поливныхтрубопроводов открываются и вода подается через неуправляемые водовыпуск306 в борозды второй половины участков.Таким образом, осуществляется импульсный полив участков попеременной подачей воды на первые и вторые половиныучастков. После выдачи поливной нормы блок 7 прекращает полив снятиемнапряжения из линии связиПоследующий опрос датчика на начало поливапроизводится после выдержки временина релаксацию вылитой нормы полива40в активном слое почвы,Использование интегрального оптического датчика влажности в системе управления поверхностным поливомпозволяет более точно контролировать 45влагозапасы в активном слое почвы иболее точно назначать поливы что повышает качество управления поливом.Разделение уцастков на две частипозволяет удлинить поливные трубопроводы или уменьшить их диаметр, чтопозволяет снизить капитальные затраты на оросительную систему и упростить систему управленияформула изобретения 551, Система управления поверхностным поливом, включающая источник водоподачи, напорный распределительный трубопровод, поливные трубопроводы сустановленными на них, дистанционногидроуправляемыми водовыпусками сприводом в виде электрогидрореле,управляющие обмотки которых подсоединены линиями связи к центральномублоку управления поливом, а также оптический датчик влажности почвы установленный на контрольном участкеи соединенный посредством линий связи с центральным блоком управленияполивом, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью упрощения системыи повышения качества полива, системаснабжена гидроуправляемыми задвижками, подклюценными к электрогидрорелеи усановленными посередине поливныхтрубопроводов, а также диодами, включенными последовательно в цепи обмоток управления всех электрогидрореле,причем оптический датчик влажностивыполнен в виде герметичной прозрачной трубы, покрытой сорбционным материаломм для установки параллельноповерхности почвы поперек борозд нарепрезентативной глубине активногослоя почвы, при этом на одном концетрубы установлен источник излучения,отделенный от основного объема трубысветорассеивающим элементом, а надругом конце - фотоприемник, причемисточник излучения и фотоприемниксоединены посредством линией связи свходами центрального блока управления поливом, а дистанционного гидроуправляемые водовыпуски установленытолько на ближних, по отношению краспределительному трубопроводу половинах поливных трубопроводов надругой половине которых расположенынеуправляемые водовыпуски, при этомдиоды в цепях обмоток электрогидрореле всех дистанционно гидроуправляемых водовыпусков включены встречнопо 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, выполненныхСоставитель Г,ПараеТехред Л,Олийнык дактор О.Спесивы рректор В.Кабац аказ 1278 раж 45 сное по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раушская наб., д, 1/5 ИПИ Государс енного комитет13035, Москва,роизводственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина 9 15671 в виде транзисторов разной проводимости, эмиттеры которых подключены к разным полюсам источника питания, базы через токоограничивающие резисторы - к выходам деширатора, а объединенные коллекторы включены в цепь подачи питания на обмотки электрогидрореле, причем вход усилителя под 36 10ключен 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,