一种文丘里施肥器吸肥管流量调控装置及其控制方法
专利汇可以提供一种文丘里施肥器吸肥管流量调控装置及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种文丘里 施肥 器吸肥管流量调控装置及其控制方法，属 灌溉 施肥领域。本发明包括 驱动器 、球 阀 、固定夹和 接口 电缆 ；所述驱动器包括直流 电机 、 联轴器 、限位器Ⅰ、限位器Ⅱ、限位杆、驱动器 外壳 、 单片机 、3V/9V/12V稳压 电路 、H桥驱动电路、 电压 比较器、阀 门 最小/最大开度检测电路；所述 球阀 通过固定夹固定于驱动器上，球阀的一端与文丘里施肥器的吸肥口相连，另一端与吸肥管相连；所述接口电缆包括电源线、地线、 信号 输入线和信号输出线，其与外部电缆线相连。本发明通过连续调节阀门开度来改变文丘里施肥器吸肥管流量，并且根据误差等级采用五档变速调节阀门转动速度的方法，可更快更准地实现肥液浓度的在线连续调节。，下面是一种文丘里施肥器吸肥管流量调控装置及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种文丘里施肥器吸肥管流量调控装置及其控制方法，其特征在于：包括驱动器
（1）、球阀（2）、固定夹（3）和接口电缆（4）；所述球阀（2）通过固定夹（3）固定于驱动器（1）上，球阀（2）的一端与文丘里施肥器的吸肥口相连，另一端与吸肥管相连；所述接口电缆（4）与外部电缆线相连。
2.根据权利要求1所述的文丘里施肥器吸肥管流量调控装置，其特征在于：所述驱动器（1）包括控制主板（11）、直流电机（12）、联轴器（13）、限位器Ⅰ（14）、限位器Ⅱ（15）、限位杆（16）、驱动器外壳（17）；所述控制主板（11）包括单片机（111）、阀门控制电路、12V稳压电路（112）、3V稳压电路（113）和9V稳压电路（114）；所述阀门控制电路包括H桥驱动电路（51）、电压比较器（52）、阀门最小开度检测电路（53）和阀门最大开度检测电路（54）。
3.根据权利要求2所述的文丘里施肥器吸肥管流量调控装置，其特征在于：所述控制主板（11）固定于驱动器外壳（17）内的侧壁上，所述直流电机（12）、限位器Ⅰ（14）和限位器Ⅱ（15）固定于驱动器外壳（17）内的底板上；所述直流电机（12）的电机轴通过联轴器（13）与球阀（2）的阀杆相连，所述球阀（2）的阀杆上垂直设有一个限位杆（16）。
4.根据权利要求2所述的文丘里施肥器吸肥管流量调控装置，其特征在于：所述限位器Ⅰ（14）包括支架Ⅰ（141）、复位弹簧Ⅰ（142）和限位开关Ⅰ（143）；所述支架Ⅰ（141）为Z型结构，复位弹簧Ⅰ（142）固定于支架Ⅰ（141）的上端平行板底部，限位开关Ⅰ（143）嵌套于复位弹簧Ⅰ（142）中；所述限位器Ⅱ（15）包括支架Ⅱ（151）、复位弹簧Ⅱ（152）和限位开关Ⅱ（153），所述支架Ⅱ（151）为L型结构，复位弹簧Ⅱ（152）固定于支架Ⅱ（151）的竖直板背面，限位开关Ⅱ（153）嵌套于复位弹簧Ⅱ（152）中；所述限位器Ⅰ（14）和限位器Ⅱ（15）的安装位置满足限位开关Ⅰ（143）与限位开关Ⅱ（153）互成90°，并且满足在限位杆（16）随着球阀（2）阀杆旋转的过程中，当球阀（2）旋转到阀门最小开度位置处限位杆（16）刚好碰触到限位开关Ⅰ（143），当球阀（2）旋转到阀门最大开度位置处限位杆（16）刚好碰触到限位开关Ⅱ（153）。
5.根据权利要求2所述的文丘里施肥器吸肥管流量调控装置，其特征在于：所述H桥驱
动电路（51）的VCC端与12V稳压电路（112）输出端相连，GND端与12V稳压电路（112）的地线相连，IN1和IN2端分别与单片机（111）的PWM0、PWM1输出端相连，OUT1和OUT2端分别与限位开关Ⅰ（143）的公共端CC和限位开关Ⅱ（153）的公共端CC相连；限位开关Ⅰ（143）的常闭端NC与直流电机（12）的正极相连，限位开关Ⅰ（143）的常开端NO与电阻R3相连，电阻R3的另一端与电阻R4相连，电阻R4的另一端与限位开关Ⅱ（153）的公共端CC相连，限位开关Ⅱ（153）的常闭端NC与直流电机（12）的负极相连，限位开关Ⅱ（153）的常开端NO与电阻R2相连，电阻R2的另一端与电阻R1相连，电阻R1的另一端与限位开关Ⅰ（143）的公共端CC相连；电阻R1和R2的公共端与电压比较器（52）的1IN+端相连，电阻R3和R4的公共端与电压比较器（52）的2IN+端相连，电压比较器（52）的VDD端与12V稳压电路（112）输出端相连，GND端与12V稳压电路（112）地线相连，1IN-和2IN-分别与9V稳压电源（114）的输出端相连，1OUT端分别与单片机（111）的ADC0端和电阻R5的一端相连，2OUT端分别与单片机（111）的ADC1端和电阻R6的一端相连，电阻R5和R6的另一端分别与3V稳压电路（113）的输出端相连。
6.根据权利要求2所述的文丘里施肥器吸肥管流量调控装置，其特征在于：所述12V稳
压电路（112）的输入端与接口电缆（4）的电源线相连，12V稳压电路（112）的输出端与9V稳压电路（114）的输入端相连，9V稳压电路（114）的输出端与3V稳压电路（113）的输入端相连，3V稳压电路（113）的输出端与单片机（111）的电源端相连。
7.根据权利要求2所述的文丘里施肥器吸肥管流量调控装置，其特征在于：所述接口电缆（4）包括电源线、地线、信号输入线和信号输出线；接口电缆（4）中电源线与地线的一端分别与12V稳压电路（112）的输入端正负极相连，另一端分别与外部12 15VDC电源的输出端正~
负极相连；所述接口电缆（4）中信号输入线的一端与单片机（111）的串口RX端相连，另一端与外部控制器或上位机的串口TX端相连，信号输出线的一端与单片机（111）的串口TX端相连，另一端与外部控制器或上位机的串口RX端相连。
8.一种文丘里施肥器吸肥管流量调控装置的控制方法，其特征在于：所述方法的具体
步骤如下所示：
1）所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置将施肥浓度误差划分为若干个等级，并通过试验确定各个误差等级的电机PWM调速占空比，以确定与各个误差等级一一对应的阀门开度转动速度，误差范围等级越大其对应的阀门开度转动速度越大，从而使施肥浓度更快更精准地调节至允许误差范围内；
2）进行流量调控前，所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置先将球阀的开度置于最大位置，并通过接口电缆中的信号输入线和信号输出线，启动与上位机之间的串口通信，获取来自上位机的目标施肥浓度；
3）进行流量调控时，所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置与上位机进行串口通信，获取来自上位机的施肥浓度实时检测值，并将该施肥浓度实时检测值与目标施肥浓度进行比较，计算出施肥浓度误差，然后与误差等级相对应的阀门开度转动速度，执行增大/减小球阀阀门开度的动作；
4）重复执行步骤3），直至施肥浓度误差小于±3%；
5）当施肥浓度误差在±3%范围内时，不执行增加/减小球门阀门开度的动作，但仍然与上位机进行串口通信并计算此时的施肥浓度误差，若施肥浓度误差超出±3%范围，则按步骤3）执行球阀阀门开度的相应动作；
6）在执行增大/减小球阀阀门开度的过程中，通过单片机（111）的ADC0端和ADC1端实时检测电压比较器（52）的1OUT端或2OUT端是否为0V，以判断球阀阀门是否处于最小/最大开度的极限位置，若是则通过单片机（111）立即停止当前阀门开度的执行动作，并通过串口通信报告上位机。
9.根据权利要求8所述的文丘里施肥器吸肥管流量调控装置的控制方法，其特征在于：
所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置将施肥浓度误差划分为5个等级：±(3 10)%、±(11~
20)%、±(21 35)%、±(36 60)%和＞±60%。
~ ~ ~
一种文丘里施肥器吸肥管流量调控装置及其控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
52的VDD端与12V稳压电路112输出端相连，GND端与12V稳压电路112地线相连，1IN-和2IN-分别与9V稳压电源114的输出端相连，1OUT端分别与单片机111的ADC0端和电阻R5的一端相连，2OUT端分别与单片机111的ADC1端和电阻R6的一端相连，电阻R5和R6的另一端分别与3V稳压电路113的输出端相连。
10)%、±(11 20)%、±(21 35)%、±(36 60)%和＞±60% ，并通过试验确定各个误差等级的~ ~ ~
电机PWM调速占空比，以确定与各个误差等级一一对应的5个阀门开度转动速度，误差范围等级越大其对应的阀门开度转动速度越大，从而使施肥浓度更快更精准地调节至允许误差范围内；
2）进行流量调控前，所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置先将球阀的开度置于最大位置，并通过接口电缆中的信号输入线和信号输出线，启动与上位机之间的串口通信，获取来自上位机的目标施肥浓度；
3）进行流量调控时，所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置可以每1 s与上位机进行1次串口通信，获取来自上位机的施肥浓度实时检测值，并将该施肥浓度实时检测值与目标施肥浓度进行比较，计算出施肥浓度误差，然后与误差等级相对应的阀门开度转动速度，执行增大/减小球阀阀门开度的动作，每次执行时间可以为0.2 s；
4）重复执行步骤3），直至施肥浓度误差小于±3%；
5）当施肥浓度误差在±3%范围内时，不执行增加/减小球门阀门开度的动作，但仍然可以每1 s与上位机进行1次串口通信并计算此时的施肥浓度误差，若施肥浓度误差超出±3%范围，则按步骤3）执行球阀阀门开度的相应动作；
6）在执行增大/减小球阀阀门开度的过程中，通过单片机111的ADC0端和ADC1端实时检测电压比较器52的1OUT端或2OUT端是否为0V，以判断球阀阀门是否处于最小/最大开度的极限位置，若是则通过单片机111立即停止当前阀门开度的执行动作，并通过串口通信报告上位机。
具体实施方式
10)%、±(11 20)%、±(21 35)%、±(36 60)%和＞±60% ，并通过试验确定各个误差等级的~ ~ ~
电机PWM调速占空比，以确定与各个误差等级一一对应的5个阀门开度转动速度，误差范围等级越大其对应的阀门开度转动速度越大，从而使施肥浓度更快更精准地调节至允许误差范围内；
2）进行流量调控前，所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置先将球阀的开度置于最大位置，并通过接口电缆中的信号输入线和信号输出线，启动与上位机之间的串口通信，获取来自上位机的目标施肥浓度；
3）进行流量调控时，所述文丘里施肥器吸肥管流量调控装置每1 s与上位机进行1次串口通信，获取来自上位机的施肥浓度实时检测值，并将该施肥浓度实时检测值与目标施肥浓度进行比较，计算出施肥浓度误差，然后与误差等级相对应的阀门开度转动速度，执行增大/减小球阀阀门开度的动作，每次执行时间为0.2 s；
4）重复执行步骤3），直至施肥浓度误差小于±3%；
5）当施肥浓度误差在±3%范围内时，不执行增加/减小球门阀门开度的动作，但仍然每
1 s与上位机进行1次串口通信并计算此时的施肥浓度误差，若施肥浓度误差超出±3%范围，则按步骤3）执行球阀阀门开度的相应动作；
6）在执行增大/减小球阀阀门开度的过程中，通过单片机111的ADC0端和ADC1端实时检测电压比较器52的1OUT端或2OUT端是否为0V，以判断球阀阀门是否处于最小/最大开度的极限位置，若是则通过单片机111立即停止当前阀门开度的执行动作，并通过串口通信报告上位机。
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