本发明专利技术公开了一种水分感应装置，具有：一包含有至少一个与一较小的第二种材料的水分感应结构联在一起的第一种材料的水分感应结构的水分感应元件，其中，第一种材料具有比第二种材料更好地吸收水分和增加吸水量的倾向，该两种结构机械地布置在一起并使该水分感应元件因不同的膨胀量而产生机械变形；而且还包括与所述水分感应元件机械地联接在一起的操控元件，该操控元件由柔韧性很好的可以任意弯曲的材料制成，这样，当水分感应元件感受到水分的存在而发生变形后，使得操控元件也发生变形，操控元件在第一功能态和第二功能态之间切换。本发明专利技术还公开了一种本装置的应用方法，特别是浇灌控制方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种水分感应装置，特别是涉及一种在第一状态和第二状态之间机械地改变来进行操作的装置，如用作阀、开关、传感器或者其它类似装置，还涉及一种使用该装置的方法。本专利技术的优选方式涉及一种用于植物生长环境的浇灌调节控制的装置和方法，例如在一种或几种植物、藤本植物、灌木及树木等植物的生长环境中限制放水和关闭水源的操作(不论是室内还是室外)，其包含有感知环境中水分水平的自动感应装置，特别是包含有一种自动感应阀装置。本文中主要描述了本专利技术的内容及现有技术，但本专利技术的更多应用应充分理解。技术背景装饰用的植物和农业物种在土壤容器中、生长媒介等上有相通之处，不论是室外的寒冷环境下，还是在聚乙烯围成的棚室中，或者是温室中，亦或是野外需要适应的新环境中。这些盆栽植物由于植物类型、尺寸、摄取率、湿度、叶片间气流、土壤的排水情况、，通过容器壁的蒸发量(如果有的话)等的不同需要不同的浇灌量。对于放在室内家具旁的植物是有例外的，无论是从上面还是下面，人工或者自动的规律性的从中央控制浇灌系统喷洒或者水管喷淋这些植物，在实际经验中大量、过量的喷淋和水流，不管怎么样，都会造成浪费。对于室内养植的盆栽植物，过量的水流是不能允许的，因为这可能会损坏家庭或者是办公室的家具，这就需要规范盆栽植物的浇灌用水，而且常常都是需要人工完成的。还有一些自动化时间控制的浇灌系统，还有一些包含有水分传感器，在商业应用中供水时，一个或者多个盆栽植物通过多路三通管路或系统来实现。每个三通管中的内孔滴出的水滴可以通过调节滴水管径大小或者手动调节接通的阀门装置来调节水滴的流速，滴水形成细流注入到盆中或容器中。在细长的传递系统中需要阀门另一个原因这样可以抵消在多路三通管路中产生的不同的外流。滴水阀门的通道在硬度高的水流过的情况下由于水中含有的其他物质而易于被堵塞。开口管径滴水管更简单，且不易发生堵塞问题，但是如果不改变开口管径的大小其就不能针对不同植物进行流量的调节，或者针对与水源的距离长短进行流量补偿，并且，最佳情况是，对于使用中央时间控制系统浇灌的植物并需要同样的浇灌要求，并且水流的提供要保证其通道的畅通安全。最好的情况是，这两种方法可以在需要人工干预前可以使用一小段时间，来增加或减少向一套植物容器的浇灌用水的供应。两套系统一旦启动，其供水率会维持在预先设定的水平，而不考虑植物生长中由于天气波动，如阳光、热、冷或者更简单的其他变化带来的变化而造成的供水改变。植物可能由于水阀的堵塞而缺水或因过度浇灌而死亡。在这样极端情况下，容器会溢出，结果造成对家具的损坏。在田地种植的情况下，如农业或者园艺生产中，特别是在热带干旱地区，其表层土壤和底层土壤是变化波动的，由于蒸发和水层深度的变化，表层水分会丢失，当这种情况发生时，可以明显的感觉到地表水分的变化和作物生产的变化。这些可以在果园和田地的鸟瞰图中看到，有些时候通过植物能够看到。在缺乏水源的地区，使用传统浇灌的方法对每平方米的区域都放入相通的水量直到水开始溢出是很难行得通的。特殊的情况是，在山坡上的葡萄园中，用滴水的细流浇灌， 喷雨管浇灌技术只能用于在微型地表情况下使用过剩的水分，需要保证大部分植物得到健康的生长，确保干旱的区域能得到充足的浇灌水。更进一步来看，对于生长在土壤中的有根植物来说，存在一基于科学性的最小氧需求，但是该最小氧气需求会被盆栽的或其他形式根束和土壤破坏，完全浸透需要一很长的周期。已证实在自然界中，许多植物种类可以在连续流过水流之后的干燥时期从出现在根部和土壤中的氧气中获益。现在已知有各类装置用来尝试调节水的输送，期望能有一种更加动态的感知方法。于1977年2月14日提交的、申请人为MacLeod的美国专利US4，121，608“Liquid metering device"(《液体计量装置》)公开了一种用水分感应元件控制的夹管阀(pinch valve)。该水分感应元件细长并埋放在需要调节水的土壤中。开始后，阀门完全打开，在干燥的土壤中开始有水分进入，并逐渐接近并产生一个或多个收缩线穿过弹性管道。结果是，当水分感应元件开始打开并完全处于闭合状态后，不会有液体流动。当土壤变干后，水分感应元件也开始变干并开始收缩，该收缩不断增加，结果使得流体的流动恢复。可以发现，这样的设置在打开和闭合期间在一定程度上限制了流动。还有种可能性是阀门将流过足够的流体，过长时间，即或是这两种状态下的一种或全部，不会再次达到完全不受限开膛(open-bore)。不受限全内膛流动被认为是不可少的，最起码要间或的达到这个要求，这样可以清洁阀门本身，其上积累了很多物质，微生物材料、硬水的沉淀物、砂粒等，这些东西能从浇灌设备的一端或两端进入。由于细长的水分感应元件，这个阀并不容易使用在浇灌管的自由端，该浇灌管端接在底层中，用来给盆栽植物供水。对于盆栽植物的底部浇灌是个很重要的要求。阀的关闭时间，以及随后的开启时间等都有相当大不同的提升，存在一个固有的滞后影响作用。于1978年3月2日提交的、申请人为Ornstein的美国专利US 4，182，357“Method of controlirig the relative humidity in a soil environment and apparatus for accomplishing same"(《土壤环境相对湿度的控制方法及装置》)公开了了一种本身短而宽的夹管阀，包含一封闭在开口小室中的水分感应元件。该元件构造可能较适合底层水，短而宽的结构使之在打开和闭合状态下都很相似。该半封闭形态可以用来有效的延长水分感应元件在打开时的干燥时间，并且，特别可保存水分不丢失。在打开阀和关闭阀的情况下水分单独的时间的对比有了提升，该滞后影响效果和前面所述的MacLeod装置中的相似。于1978年8月28日提交的、申请人为Beckmann的美国专利US 4，214，701 "Irrigation valve device"(《浇灌阀装置》)公开了一种可调节夹管阀，气结合构造和前述装置相似，但是也具有相似的缺点。该水分感应元件同样封闭在一个开口室内，在阀的安装周线上通过一膨胀芯安装构成。在另一个装置中做成一个环绕并略过中央控制的可膨胀的中心销的周围。在前述两个例子中，这些装配都是自由的，可相对移动的，8大约位移在几毫米，并在材料之间包含有水分感应元件和非膨胀销或填有土壤环境的开口格。这些结构都具有MacLeod装置中的滞后影响效果，与前述的几种装置类似，在半个循环内阀打开和阀关闭之间的时间都相当不同。于1995年9月9日提交的、申请人为Graham等人的美国专利US 5，382，270“Plant growth media comprising cross-linked hydrogel particles，，(X〈包含交联水凝胶粒子的植物生产媒介》)公开了一种包含有水分感应元件的小排量隔板止流阀(end-stop valve) 0 这个密封设置的装置适用放在在盆栽植物放置的圆盘或较浅的托盘中的底部。该装置中水的流经可以根据需要沿笔直的流经或者弯曲的路径流过。本装置易于出现各类故障，如生物的入侵，硬水的防治和不期望的内嵌的残片，这些可能从装置本身掉落产生。同样，由于水分感应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水分感应装置，具有：一包含有至少一个与一较小的第二种材料的水分感应结构联在一起的第一种材料的水分感应结构的水分感应元件，其中，第一种材料具有比第二种材料更好地吸收水分和增加吸水量的倾向，该两种结构机械地布置在一起并使该水分感应元件因不同的膨胀量而产生机械变形；该水分感应装置还具有一与所述水分感应元件机械地联接在一起的操控元件，以致水分感应元件感应到水分的存在而产生的变形使操控元件在至少一个第一构象态和第二构象态之间产生机械上的转变，从而使操控元件在第一功能态和第二功能态之间切换。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔爱德华布朗，
申请(专利权)人：迈克尔爱德华布朗，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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