專利名稱：自動澆灌洗塵機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動給花木植物澆水灌溉沖洗灰塵，使土壤保持一定濕度，花木潔凈美觀的電器產品。
背景技術：
在環境綠化中，部分盆景，特別是公路、街道旁的綠化帶因人工澆水管理不力，造成花木生長不良， 甚至枯死。更為嚴重的是枝葉長期覆滿灰塵，綠色變成灰色，大煞風景。目前，還沒有因花木枝葉灰塵厚 而自動噴水洗塵的機器設備。
發明內容
為解決環境綠化中人工管理的不足，本發明設計一種機器，能自動檢測判斷土壤干濕和植物灰塵厚薄， 當土壤太干或灰塵太厚時，自動澆水灌溉沖洗灰塵。
本發明設計解決其技術問題所采用的技術方案如圖5所示
機器分為三部分主機、土壤干濕檢測探頭、灰塵厚薄檢測探頭。主機每小時啟動一次土壤干濕檢測 探頭和灰塵厚薄檢測探頭，每次檢測10秒鐘，二探頭將檢測信息(電壓降)傳送回主機，分別經電壓比 較器與基準電壓(即參考電壓)設定值比較。土壤干濕電壓降超過其設定時，為土壤太干；灰塵厚薄電壓 降超過其設定時，為植物灰塵太厚。當土壤太干或灰塵太厚時，就觸發555延時器，同時啟動電磁閥(或 水泵)供水，噴頭即噴水灌溉洗塵，噴水時間到達設定值(即延時結束)，噴水停止。 本發明的有益效果是
1. 土壤保持一定濕度(根據植物、土壤、習慣等實際情況設定)，花木經常保持清潔衛生狀態，生長 良好，提高綠化效果，使人們能真真切切得到環境美的享受。
2. 節省資源、人力，提高工作效率，使環境綠化工程的管理逐步實現自動化、現代化。
圖1是本發明自動澆灌洗塵機電路原理圖。
圖2是土壤干濕檢測探頭結構簡圖。圖中①.③.石墨電極，②.塑料絕緣層， .電極導線。 圖3是灰塵厚薄檢測探頭結構簡圖。圖中①,紅外接收二極管(圖1中VL8)，②.探頭盒體，③.V
型透明膠片， .紅外接收二極管(圖1中VL9)， .探頭導線(標 有"I"的為檢測電壓降信息線)，⑥.紅外發光二極管(圖1中 VL6、 VL7),⑦.限流電阻(圖1中R26)。
圖4是自動澆灌洗塵機面板布置圖。 圖5是自動澆灌洗塵機工作原理圖。 下面結合附圖對工作原理作進一步說明。 1. 土壤干濕檢測
工作原理土壤導電能力與其水分含量有關，含水量大導電能力強，含水量小導電能力弱。探頭置入 土壤中加上一定電壓(該機器采用9V直流電)就產生電壓降，其電壓降隨土壤含水量的減小而增大。
在圖1中R7， R8、 RP1 (圖4中的土壤干濕設定)，R9, 土壤干濕檢測探頭構成檢測電橋。調節RP1的 阻值，可改變電壓比較器A2的電壓基準值；在圖4中，土壤干濕設定旋扭向右旋轉一RP1的阻值增大一電壓基準值增大。土壤逐漸變干一探頭測得的電壓降逐漸增大一當其大于電壓基準值(即大于土壤干
濕設定值)時一A2的6腳輸出高電平一啟動噴水灌溉。
綜上所述，土壤干濕設定旋扭向右旋轉一土壤保持的最低含水量減小一即土壤越干；反之，土壤越濕。 圖1中負熱敏電阻R8的作用。環境溫度、降低一R8的阻值增大一A2的電壓基準值增大一土壤保持越干，
R此，安裝初期七壤干濕設定好，以后不需人們調整設定，冬季，土壤保持最低濕度自動減小；夏季，土
壤保持最低濕度自動增人。
2. 灰塵厚薄檢測
探頭工作原理紅外接收二極管在紅外光照射下屯阻減小，光越強阻值越小，在同一電流下，電壓降 越小。
在圖3中， 為圖中的VL6. VL7兩個紅外發光二極管串聯(比并聯降低耗電量)構成；③為V型 透明膠片，其兩個表面接收環境中的灰塵^⑥發出的紅外光透過覆蓋有灰塵的兩層膠片后再照到①(圖1 中的VL8)紅外接收二極管，膠片上灰塵越厚一①接收到的光越弱一其電壓降越大；而⑥發出的紅外光直 接照到④(圖1中的VL9)紅外接收二極管，其電壓降不受膠片上灰塵的影響。值得注意的是，①、④接 收到的紅外光除⑥發出的外，還有經常變化不定的環境自然光產生的，按圖3的探頭結構，①、④會受同 等程度影響。即④起到消除環境自然光及電壓不穩定的影響，使檢測準確可靠。
檢測原理圖1中的R25, RP4 (圖4中的灰塵厚薄設定)，VL9， VL8構成檢測電橋，調節RP4的阻值， 可改變A5電壓比較器的電壓基準值。在圖4中，灰塵厚薄設定旋扭向右旋轉—RP4的阻值增大一電壓基準 值增大，反之減小。RP4的電壓降接入A5的2腳，VL8的電壓降為灰塵厚薄電壓降，接入A5的3腳。
將灰塵厚薄檢測探頭安置于綠化帶中，同一時期內探頭與綠化帶中花木受灰塵相同程度的影響，花木 上的灰塵增多一探頭膠片上的灰塵同樣增多(增厚) 一灰塵厚薄電壓降增大，當其大于電壓降基準值(灰 塵厚薄設定值)時一A5的6腳輸出高電平一啟動噴水洗塵。
綜上所述，灰塵厚薄設定旋扭向右旋轉一花木最大允許覆蓋灰塵厚度增大反之，花木最大允許覆蓋 灰塵厚度減小。
3. 定時檢測
土壤干濕檢測的過程也是土壤電解的過程，長期連續檢測，會影響探頭周圍土質結構和檢測的準確性。 在圖1中，采用555定時器A1構成多諧振蕩器。
工作原理接通電流瞬間，Al的3腳輸出高電平一三極管VT1導通一繼電器KA1得電吸合一檢測電路 電源接通—兩個檢測探頭和電壓比較器A2、 A5得電工作；IO秒鐘后，Al的3腳輸出低電平一三極管VT1 截止一檢測電路失電一檢測結束。Al的3腳輸出低電平的時間為1小時，之后，高電平、低電平循環輸出。 即每小時檢測1次，每次檢測10秒鐘。
4. 噴水啟動
在圖1中，土壤干濕檢測電路與灰塵厚薄檢測電路平行并聯，同時進行，啟動同一噴水電路。二檢測 輸出分別經三極管VT2、 VT4反相，再分別經二極管VD4、 VD8與電容C7，同電阻R14構成或門電路。
工作原理檢測時，若土壤太干一A2的6腳輸出高電平一經三極管VT2反相輸出低電平一VD4—電容 C7由高電平變為低電平一觸發兩個并聯的555定時器A3、 A4— A3、 A4的3腳都輸出高電平一啟動噴水； 或者灰塵太厚一A5的6腳輸出高電平一經三極管VT4反相輸出低電平一VD8—電容C7由高電平變為低電平 —觸發兩個并聯的555定時器A3、 A4 —A3、 A4的3腳都輸出高電平—啟動噴水。
5. 雙控吋噴7jC—雙保險
在圖1中，噴水延時分別由A3、 C9、 R16、 RP2 (圖4中的噴水時間設定A)， A4、 C10、 R19、 RP3 (圖 4中的噴水時間設定B)兩個555單穩態觸發器分別通過VD5, VD7同R17構成與門電路。RP2、 RP3的阻值 為1MQ，可在4分鐘內調節，若換為2.2MQ，可在8分鐘內調節。
工作原理當電容C7由高電平變為低電平一A3、 A4的2腳同時由高電平變為低電平而觸發啟動一A3、 A4的3腳同時輸出高電平一二極管VT3導通一繼電器KA2得電吸合一輸出220V市E^啟動電磁閥供水一噴頭噴水。A3、 A4中任何一個的延時時間到一其3腳輸出由高電平變為低電平一VT3都會截止一KA2失電 釋放一電磁閥關閉一噴水停止。
該電路的特點是若A3、 A4 二時基電路突然有一個發生故障，但另一個工作正常，仍能停止噴水， 可避免噴水不停事故的發生。
具體實施例方式
在圖1中，兩個檢測探頭所需電壓較低，為節省能量，選用9V直流電。定時器A1、 A3、 A4都選用555 時基電路，電壓比較器A2、 A5都選用3140型集成塊。這樣，減少集成塊種類，便于維修。在各重要工作 階段都設有指示燈顯示，既便于管理使用，也便于維修判斷故障。設置臨時檢測按扭ST1，便于灰塵厚薄 設定，土壤干濕設定和噴水時間設定的設置調整。
在圖2中，土壤干濕檢測探頭太大，不便于在盆景中安置；太小，易產生與土壤接觸不良。兩塊電極 大小為50X30X2mm較合適，粘結在塑料絕緣板的兩面。安裝時，選擇具有代表性之處，將探頭置于泥面 50mm以下。
在圖3中，紅外發光二極管⑥與紅外接收二極管①、④成三角形排列，①、④的軸線分別對準⑥，但 ⑥的軸線在①、④之間靠近①。適當調整此偏角大小，使膠片③上無灰塵時①的電壓降約為總壓/4,可 調在2 2. 5V。膠片③按圖示折成V型的優點是，①透過兩層灰塵接收⑥發射的紅外光，提高檢測靈敏度； 噴水沖洗時，膠片表面灰塵易洗凈，提高檢測準確性。
安裝時，灰塵厚薄檢測探頭置于綠化帶中具有代表性的位置，探頭膠片上灰塵的厚度不可能等于花木 枝葉上灰塵的厚度，且各枝葉上的灰塵厚度也不可能完全相等。因此，灰塵厚薄設定是根據實際情況及人 們的觀賞要求，憑直觀感覺而設置。故在圖4中灰塵厚薄設定刻度盤上的數字不直接代表灰塵厚薄或電壓 基準值，只是便于旋扭轉動時確定位置。
在圖4中，噴水時間A、 B的設定.二者所設時間應相同，否則，噴水實際時間就以最短時間為準。
土壤干濕設定刻度盤上的數字也不直接代表含水量或電壓基準值。 一是因為同一塊地各處的含水量不 一定相同；二是因為土壤的導電能力不但與含水量有關，還與土質結構有關，即具有相同含水量的不同土 壤檢測到的電壓降是不同的；三是處于第一線的廣大花木管理人員也不知道(也不必知道)某花木在此地 生長良好的最低含水量，是根據實踐經驗確定此地花木干到什么程度該澆水而確定旋扭的位置。
水源(1)池塘溪河取水.電磁閥換為水泵，接線時須在水泵與圖4的"接電磁閥開關"接線柱之 間串聯交流接觸器。(2)自來水.電磁閥開關直接接入自來水管。如自來水壓力不大，噴水效果差，在 電磁閥后接水泵加壓。水泵接線與(1)相同，電磁閥接線與水泵并聯。以上兩種根據各自實際情況而定。
噴頭當前市場上有多種形式，應根據各自實際情況選配，如地面寬窄、花木種類等選擇噴頭的 大小及安裝數量，以達到澆全，澆勻，灰塵沖洗干凈，節約用水，不損傷花木。
一臺機器控制地面不宜太大，因各處土壤厚薄干濕及周圍灰塵大小相差太大，不利于 土壤干濕及灰塵厚薄的設定，應根據各自實際情況而定。
綜上所述，機器及噴水系統的安裝應由有經念的安裝公司(隊)完成。組建"噴灌洗塵安裝公司(隊)" 從事"自動澆灌洗塵"工程的安裝，將能發揮自動澆灌洗塵機的最大效益。
權利要求
1.所發明的自動澆灌洗塵機主要由三部分構成(a)主機、(b)土壤干濕檢測探頭、(c)灰塵厚薄檢測探頭，二探頭平行并聯后與主機電連接(另外配置電磁閥、水管和噴頭)，其特征是自動定時檢測土壤干濕和花木灰塵厚薄，當土壤太干或花木灰塵太厚時，自動噴水澆灌洗塵，保持土壤濕度在一定范圍內和花木清潔無塵。
2. 根據權利要求l所述的自動澆灌洗塵機，其特征是采用555定時器構成多諧振蕩器，檢測時間短(l分鐘內)，岡隔時間長，土壤干濕和灰塵厚薄同時檢測。
3. 根據權利要求1所述的自動澆灌洗塵機，其特征是土壤干濕檢測探頭和灰塵厚薄檢測探頭檢測得到的信息(電壓降)各自經電壓比較器處理，二電壓比較器的輸出以或門電路結構啟動噴水定時器。
4. 根據權利要求1所述的自動澆灌洗塵機，其特征是噴水定時器是由兩個555定時器構成兩個單穩態觸發器，平行并聯組成雙時控制器，二者同時觸發啟動，兩定時器的輸出以與門電路結構同時控制一 個噴水電路，起雙保險作用。
5. 根據權利要求l所述的自動澆灌洗塵機，其特征是灰塵厚薄檢測探頭主要部件由具有V型透明面③的探頭盒，盒內的紅外發光二極管⑥、紅外接收二極管①、紅外接收二極管④、限流電阻⑦構成，⑥ 與⑦串聯為一支路，①與④串聯為一支路，再將二支路并聯引出兩個接線， 端接+極，①端接-極， 又在①與④之間引出一線，即是灰塵厚薄檢測電壓降信息輸出線(以"I"表示)，①.④.⑥三者排列成三角形，V型透明片③的棱插過①. 間，但不能插進④.⑥之間，使 發出的紅外光透過③的兩個面才被①接收，而④直接接收⑥發出的紅外光。
6. 根據權利要求1所述的自動澆灌洗塵機，其特征是在土壤干濕檢測電橋的基準電壓支路中串聯負熱敏電阻，電壓基準值自動隨環境溫度的改變而改變， 一年四季，土壤濕度隨季節變化而自動改變，夏 季增大，冬季減小。
全文摘要
自動澆灌洗塵機是一種土干了就自動澆水灌溉，灰塵厚了也自動噴水洗塵的機器。定時檢測土壤的干濕和花木覆蓋灰塵的厚薄，若土壤的干濕或灰塵的厚薄超過設定值(土壤太干或灰塵太厚)，便啟動電磁閥(或水泵)噴水澆灌洗塵，噴水延長時間(簡稱噴水時間，根據實際情況設定)到，噴水停止。噴水時間設計為雙時控制(即雙保險)，以杜絕因機器故障而造成水流不止事故的發生。土壤干濕設定后，可常年不管，機器能根據季節變化自動調節控制土壤濕度夏季氣溫高，葉面蒸發水分快，土壤濕度增大；相反，冬季土壤濕度減小。從而保證花木生長良好，清潔無塵。該機全自動化，使用管理簡單，耗電低，節約水，節省人力，減少開支，使園林綠化、花木管理逐步走向現代化。
文檔編號B08B3/02GK101292623SQ20081006954
公開日2008年10月29日 申請日期2008年4月11日 優先權日2008年4月11日
發明者楊天匯 申請人:楊天匯