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土壤湿度检测与PLC技术在大棚节水灌溉中的应用
固 澎江雇J-：学 2011年第6期 文献著录格式 ：戴欣平．土壤湿度检测与 PLC技术在大棚节水灌溉 中的应用 [J]．浙江农业科学 ，2011(6)：1248—1251 土壤湿度检测与 PLC技术在大棚节水灌溉中的应用 戴欣平 (金华职业技术学院，浙江 金华 321017) 摘 要：采用负压式土壤湿度传感器采集土壤湿度，选择可编程控制器 (PLC)为控制单元，设计一种适 用大棚的节水灌溉控制器。该控制器具备土壤湿度控制、时钟控制、频繁间歇控制 3种灌溉模式，具有操作方 便、节水效果好、宜于推广的特点。 关键词：大棚 ；节水灌溉 ；土壤湿度 ；PLC 中图分类号：S625．5 8 文献标志码 ：B 文章编号：0528—9017(2011)06-1248—04 大棚是一种采用围护结构，将棚内的环境与外部 土头与土壤紧密贴合 ，当土壤湿度发生变化时，水 相对隔离的半封闭作物栽培设施。与大 田种植相 比 分子在土壤与密封管之间产生扩散运动 ，使管 内产 较，大棚具有内部温湿度高，风速低，土壤、空气、 生负压，由压阻传感器测定并输 出负压信号，该信 水分等作物生长环境相对独立的特点。这种特点为人 号能大致反应出土壤的含水量状况 ，其测定精度满 工控制作物生长的温度、光照、空气湿度 、土壤湿度 足一般蔬菜等大棚作物生长的灌溉要求 。 等因素提供条件。在作物的灌溉管理上，快速、准确 2 灌溉控制器组成 地测定大棚土壤水分 ，并依据不同作物生长过程中的 需水墒情，适时作出灌溉、施肥决策及排水措施，不 灌溉控制器由负压式土壤湿度传感器 、变送器 仅有利于作物产量与品质的提高，减少病虫害，缩短 和 LOGO112／24RC型PLC组成。 成熟期 ，而且可以节约宝贵的淡水资源。 2．1 土壤湿度传感器与变送器 现介绍一种监测土壤湿度实施 自动灌溉的节水 选择 由中国科 学 院南京土壤研 究所生产 的 灌溉控制器 ，该控制器采用负压式土壤湿度计为土 FJA一10型负压式土壤湿度计为土壤湿度测定传感 壤湿度传感器 ，以LOGO112／24RC型可编程控制 器 。FJA一10型负压式土壤湿度计 由土壤湿度计和 器 (PLC)为控制单元 ，实现土壤湿度控制灌溉、 变送器组成 ，土壤湿度计 由多孔陶土头、密封管、 时间控制灌溉、频繁间歇灌溉等多种灌溉模式，满 集气室、压力传感器组成。压力传感器采用扩散硅 足不同作物及外部气候条件下的灌溉管理。 压力传感器，在硅膜片上制成一个惠斯登电桥，当 硅片受到压力时，电桥失去平衡 ，产生一个 电位 l 土壤湿度检测技术 差 ，将压力转换为电信号。在土壤水吸力为零至一 目前土壤湿度测定的主要方法有张力法、石膏 个大气压 时，压力 传感 器输 出电压值 为 0～ 块电阻法、中子仪法、时域反射仪 (TDR)法 100mV，而且土壤水吸力值 与输 出电压值之间呈 等。土壤水分受土壤孔隙的毛管引力和土粒 的分子 良好的线性关系 。变送器 由恒流源、测量放大 引力的作用 ，使土壤孔隙中的水分处于负压状态 ， 器和电源等组成 ，既能对压 电传感器提供恒流源 ， 土壤吸力愈大，土壤孔隙中的水分愈少 ，土壤含水 又把压电传感器产生的小电压信号加以放大 ，输出 量也就愈低；反之，土壤吸力愈小，土壤孔隙中的 0～5V电压作为后续控制或显示仪器的输入信号。 水分愈多，则土壤含水量愈高，张力法正是利用土
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