本发明专利技术公开了一种植物自动喷灌防霜系统及方法，属于农业气象灾害监测与控制领域。灌溉防霜操作方式粗放、控制方式简单，造成了水的过量使用。本发明专利技术将池塘或湖中的水经水泵加压后，通过喷头从植物冠层下方向上喷洒；将高于植物临界冻害温度一定阈值的湿球温度作为设定值，与植物种植不同温度区域的湿球温度比较后，控制水泵和各区域电磁阀的启闭，从而分别实现对各区域喷灌防霜的控制。本发明专利技术能够实现植物自动化喷灌防霜，减少用水量，适用于具备水源条件区域的植物防霜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业气象灾害监测与控制领域，具体涉及一种植物自动喷灌防霜技术 。
技术介绍
早春晚霜冻害，对植物生长和发育造成严重伤害。现有的防霜措施中，漫灌使用较普遍。它通过增加土壤湿度，降低孔隙度，使土壤的热容量与导热率增大，可在一定程度上提高果园温度，但该方法需要消耗大量的水，防霜效果不显著，也易造成田块的涝灾。此外，漫灌容易形成地表径流，造成土壤营养流失，影响植物的生长。日本专利JPH01291729和JPH06225650分别公开了用于茶园和果园的喷水防霜方法和装置，其原理是:当温度为(TC时，Ig水凝固结冰时释放出SOcal的潜热，所以喷洒到植株上的水在植株表面结冰时，所释放出的潜热能够使植株温度保持在临界冻害温度以上，从而达到防霜的目的；但其公开的喷头位置，均是在植物冠层上方，喷洒时使水滴大量存留在无植株的空地上，从而造成水资源的浪费。申请号201110333226.X的中国专利公开了一种弥雾喷灌设备进行茶园春节防霜冻的方法，也是基于以上原理，但由于迷雾量一般较小，释放的潜热较少，难以满足防霜所需的热量要求。此外，以上公开的喷水和迷雾防霜方法，均未涉及使用时的控制技术，若使用不当反而会加重冻害。日本专利JP2006238767公开了一种霜冻害防止装置，该装置以防霜全部区域的最低温作为启动系统的控制条件，可能会导致对未发生霜冻害的区域也进行喷水防霜操作，从而造成水资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种植物喷灌防霜系统及方法，实现不同区域喷灌防霜的自动化，且减少用水量。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案如下:一种植物自动喷灌防霜系统，包括干管(I)、水泵(2)、逆止阀(3)、过滤器(4)、流量表(5)、支管(6)、空气阀(7)、压力表(9)、竖管(10)、喷头(11)、自动泄水阀(13)，其特征在于还包括:控制器(14)、电磁阀(8)、温度传感器(12);在所述干管(I)上依次连接水泵(2)、逆止阀(3)、过滤器(4)、压力表(9)、流量表(5);在各支管(6)上依次连接空气阀(7)、电磁阀(8)、压力表(9)、竖管(10)、自动泄水阀(13);各温度传感器(12)置于田间不同区域，均与控制器(14)输入端连接；水泵(2)、各电磁阀(8)均与控制器(14)输出端连接。所述喷头(11)位于植物冠层的下方。所述温度传感器(12)外表面包裹湿润的脱脂棉或脱脂纱布，分布于田间不同温度的区域。利用所述的一种植物自动喷灌防霜系统的植物喷灌防霜方法，其特征在于包括以下步骤:第一步，在控制器(14)中输入控制喷灌的温度设定值； 第二步，当某区域湿球温度小于或等于所述温度设定值时，启动水泵(2)，并打开该区域支管(6)上的电磁阀(8);否则使该区域的电磁阀⑶保持关闭； 第三步，喷灌防霜系统运行后，当某区域湿球温度大于温度设定值时，关闭该区域支管(6)上的电磁阀⑶； 第四步，当所有区域湿球温度均大于温度设定值时，保持水泵(2)和所有电磁阀(8)均处于关闭状态。所述的温度设定值范围为高于植物临界冻害温度2.5^3.50C。本专利技术的工作原理与过程。利用水凝结成冰时所释放的热量，使植株温度保持在临界冻害温度以上，从而达到防霜的目的。本专利技术在控制器(14)中输入控制喷灌的温度设定值，当某区域的湿球温度小于或等于温度设定值时，控制器(14)控制水泵(2)启动，并打开该区域支管(6)上的电磁阀(8)。水流依次通过干管(I)、支管(6)和竖管(10)，最后经喷头(11)向上喷洒到植物冠层；当某区域植物冠层的湿球温度大于温度设定值时，控制器(14)控制该区域电磁阀(8)关闭，从而停止该区域的喷灌；然后该区域的自动泄水阀(13)打开，支管(6)中的水经自动泄水阀(13)流出。当所有区域湿球温度均大于温度设定值时，控制器(14)控制水泵(2)和所有电磁阀⑶均处于关闭状态。本专利技术具有的有益效果。本专利技术将喷头设置于植物冠层下方，实现对植物冠层从下向上的对靶喷洒，避免向株间空地的喷洒。由于种植植物区域内地形、植被等立地条件复杂，不同区域的温度差异明显，所以对各区域分别进行温度监测和喷灌控制，可有效降低用水量。本专利技术中，实际测得的是湿球温度，一般低于干球温度，所以将湿球温度作为控制参数，可降低植物霜冻害的风险。本专利技术可实现不同区域喷灌防霜的自动化，减少用水量。【附图说明】图1为本专利技术的系统组成与结构示意图。图中:1干管，2水泵，3逆止阀，4过滤器，5流量表，6支管，7空气阀，8电磁阀，9压力表，10竖管，11喷头，12温度传感器，13自动泄水阀，14控制器；虚线代表控制流。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。以茶园中的茶树为例。本专利技术的系统组成和结构如图1所示，包括干管1、水泵2、逆止阀3、过滤器4、流量表5、支管6、空气阀7、压力表9、竖管10、喷头11、自动泄水阀13 ;控制器14、电磁阀8、温度传感器12 ;干管I上依次连接水泵2、逆止阀3、过滤器4、压力表9、流量表5 ;在各支管6上依次连接空气阀7、电磁阀8、压力表9、竖管10、自动泄水阀13 ;各温度传感器12置于田间不同区域，均与控制器14输入端连接；水泵2、各电磁阀8均与控制器14输出端连接。喷头11采用固定式微喷头，设置在茶树一侧冠层下方，距离地面IOcm ;控制器14采用三菱FX2N-32MR-00 1型可编程控制器；温度传感器12型号为WZP-PtlOO。根据茶园不同区域温度的不同，将试验田块划分为三个区域，分别为试验区域一、试验区域二和试验区域三。为更好地说明本专利技术的方案，现将本专利技术在茶园中的工作过程做进一步介绍。供试品种龙井43茶树的临界冻害温度为_2°C。利用上述系统，分三次进行喷灌防霜试验，三次试验的温度设定值分别为0.50CU.5°C和1.0°C。第一次: 第一步，在控制器14中输入温度设定值为0.50C ； 第二步，在晚间22:00时，检测到试验区域一、二和三的湿球温度分别为0.5、1.2和1.5°C，控制器14控制水泵2启动，同时控制试验区域一中的电磁阀8打开，进行喷灌；在凌晨1:30时，检测到试验区域一、二和三的湿球温度分别为0.2、0.5、1.1°C，控制器14控制试验区域二中的电磁阀8打开，进行喷灌； 第三步，在凌晨5:00时，检测到试验区域一、二和三的湿球温度为0.3、1.0和1.(TC，控制器14控制试验区域二中的电磁阀8关闭，停止试验区域二的喷灌，同时自动泄水阀13打开泄水； 第四步，在凌晨6:30时，检测到试验区域一、二和三的湿球温度为1.0、0.8和0.8°C，控制器14控制水泵2和试验区域一中的电磁阀8均关闭，停止试验区域一的喷灌，同时自动泄水阀13打开泄水。第二次: 第一步，在控制器14中输入温度设定值为1.50C ； 第二步，在晚间23:00时，检测到试验区域一、二和三的湿球温度分别为1.5、1.8和2.(TC，控制器14控制水泵2启动，同时控制试验区域一中的电磁阀8打开，进行喷灌；在凌晨2:00时，检测到试验区域一、二和三的湿球温度分别为1.2、1.5、1.8°C，控制器14控制试验区域二中的电磁阀8打开，进行喷灌； 第三步，在凌晨4:30时本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种植物自动喷灌防霜系统，包括干管(1)、水泵(2)、逆止阀(3)、过滤器(4)、流量表(5)、支管(6)、空气阀(7)、压力表(9)、竖管(10)、喷头(11)、自动泄水阀(13)，其特征在于还包括：控制器(14)、电磁阀(8)、温度传感器(12)；在所述干管(1)上依次连接水泵(2)、逆止阀(3)、过滤器(4)、压力表(9)、流量表(5)；在各支管(6)上依次连接空气阀(7)、电磁阀(8)、压力表(9)、竖管(10)、自动泄水阀(13)；各温度传感器(12)置于田间不同区域，均与控制器(14)输入端连接；水泵(2)、各电磁阀(8)均与控制器(14)输出端连接。
【技术特征摘要】
1.一种植物自动喷灌防霜系统，包括干管(I)、水泵(2)、逆止阀(3)、过滤器(4)、流量表(5)、支管(6)、空气阀(7)、压力表(9)、竖管(10)、喷头(11)、自动泄水阀(13)，其特征在于还包括:控制器(14)、电磁阀(8)、温度传感器(12);在所述干管(I)上依次连接水泵(2)、逆止阀(3)、过滤器(4)、压力表(9)、流量表(5);在各支管(6)上依次连接空气阀(7)、电磁阀(8)、压力表(9)、竖管(10)、自动泄水阀(13);各温度传感器(12)置于田间不同区域，均与控制器(14)输入端连接；水泵(2)、各电磁阀(8)均与控制器(14)输出端连接。2.如权利要求1所述的一种植物自动喷灌防霜系统，其特征在于:所述喷头(11)位于植物冠层的下方。3.如权利要求1所述的一种植物自动喷灌防霜系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡永光，赵臣，杨朔，鹿永宗，吴文叶，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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