DP—Ⅰ型自動溫濕控制設(shè)備性能試驗

聶影

摘要：為驗證DP-Ⅰ型自動溫濕控制設(shè)備在育苗大棚的應(yīng)用效果，在新民縣湖臺鎮(zhèn)車古營子村水稻育苗基地進(jìn)行試驗。試驗結(jié)果表明：機具的可靠性、自鎖性、安全性、溫度傳感器準(zhǔn)確度、溫控系統(tǒng)準(zhǔn)確度及土壤相對濕度等指標(biāo)均符合規(guī)定。

關(guān)鍵詞：自動溫濕控制設(shè)備；卷膜器自鎖性；溫度傳感器；自動溫控系統(tǒng)

中圖分類號：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）07-0013-03

水稻是遼寧省僅次于玉米的第二大糧食作物。目前，水稻生產(chǎn)主要以水稻育秧栽培為主。水稻的品質(zhì)和產(chǎn)量與育秧等農(nóng)事操作密切相關(guān)，其中培育壯苗是重中之重。大棚溫度、濕度是決定棚內(nèi)水稻秧苗生長發(fā)育的一項重要環(huán)境因素。目前，全省水稻育苗大棚的卷膜和放膜通風(fēng)工作，主要沿用手動操作來完成。灌溉方式主要是大水漫灌，浪費水資源、費工，而且易使土壤板結(jié)，工作效率低。為此，遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所研制一種自動溫、濕控制設(shè)備，監(jiān)控水稻育苗不同生長時期所需的溫、濕度，為秧苗生長提供最適環(huán)境。

1 DP-Ⅰ型自動溫濕控制設(shè)備工作原理

根據(jù)水稻秧苗的不同時間、不同生長階段對溫度、濕度的需要，在系統(tǒng)控制面板上進(jìn)行溫、濕度臨界值初始設(shè)置，系統(tǒng)會將用戶設(shè)置的值保存在芯片中，通過溫、濕度傳感器對大棚進(jìn)行實時檢測，并傳送給單片機，通過控制面板顯示大棚溫、濕度。將檢測到的溫、濕度與預(yù)先設(shè)置好的溫、濕度臨界值進(jìn)行比較，若實時溫、濕度達(dá)到臨界值，調(diào)用控制模塊自動執(zhí)行通風(fēng)、噴灌操作。若實時溫、濕度超過臨界值，則進(jìn)行報警，直至達(dá)到需求的溫、濕度。

自動控溫系統(tǒng)的優(yōu)點是可以自動實現(xiàn)大棚內(nèi)的溫、濕度調(diào)整，確保需要的棚室溫、濕度，為水稻秧苗提供適宜的生長環(huán)境，提高作業(yè)效率，極大降低人工勞動強度。

2 DP-Ⅰ型自動溫濕控制設(shè)備性能試驗

為驗證DP-Ⅰ型自動溫、濕控制設(shè)備在大棚水稻育苗過程中的應(yīng)用效果，試驗點選擇新民縣湖臺鎮(zhèn)車古營子村鶴湖農(nóng)機合作社的水稻育苗基地，根據(jù)項目研究內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)作業(yè)試驗，重點考核機具是否達(dá)到設(shè)計任務(wù)書所規(guī)定的性能指標(biāo)，為機具改進(jìn)提供依據(jù)。

2.1 試驗條件

試驗時間為2016年5月8日，試驗地位于新民縣湖臺鎮(zhèn)車古營子村水稻育苗基地。電壓為220 V；水源充足，水泵供水壓力滿足微噴需求；地形平坦開闊，四周無遮擋，通風(fēng)狀況良好。

選取一棟160 m×10 m鋼骨架塑料大棚進(jìn)行自動通風(fēng)、微噴試驗。育苗棚內(nèi)采用育苗盤進(jìn)行育苗，自配營養(yǎng)土。

工作電壓為DC 24 V。試驗樣機和配套動力均符合使用說明書的要求，測量儀器精度滿足測量要求，并經(jīng)校驗合格。輸入電壓：220 V；工作電壓：DC 24 V；溫度測量范圍：0～50 ℃；溫度顯示誤差小于±1 ℃；土壤相對濕度上限指標(biāo)為85%～90%。

2.2 結(jié)果與分析

2.2.1 開啟、關(guān)閉風(fēng)口時間 進(jìn)行人工與自動溫控設(shè)備開啟、關(guān)閉風(fēng)口時間試驗，通風(fēng)口開啟、關(guān)閉寬度為800 mm，利用秒表測量時間，結(jié)果如表1所示。

由表1中的數(shù)據(jù)可知：利用自動溫、濕控制設(shè)備可以節(jié)省時間，提高設(shè)備效率。平均每次開啟和關(guān)閉均需要2.79 min，而手搖開啟和關(guān)閉平均每次需要11.04 min和11.18 min，大約比手搖開啟和關(guān)閉節(jié)省8 min，節(jié)省時間為266%。同時，棚內(nèi)溫度相對穩(wěn)定，作物生長環(huán)境適宜，有利于發(fā)苗，減少生理病害，促進(jìn)秧苗生長。

2.2.2 卷膜器自鎖功能 采用目測法檢測，分別在額定行程的20%，50%，100%位置關(guān)閉卷膜器，查看突然失去動力時，自鎖功能是否有效可靠。正反轉(zhuǎn)時每次各測3次，測試結(jié)果如表2所示。

由表2的試驗結(jié)果及2015年、2016年春節(jié)育苗生產(chǎn)運行情況來看，卷膜器自鎖功能可靠，能夠滿足生產(chǎn)需要。

2.2.3 卷膜器可靠性 按照DG/T 056-2012《卷簾（膜）機》中5.3的規(guī)定開展卷放膜90次試驗，測試結(jié)果如表3所示。

由90次開啟試驗及2015年、2016年春季育苗運行結(jié)果可知，溫度傳感器未出現(xiàn)任何故障，滿足鑒定大綱要求。

2.2.4 溫度傳感器準(zhǔn)確度 啟動自動控溫設(shè)備，待其工作正常后查看顯示器溫度，再利用水銀溫度計測試溫度傳感器探頭位置溫度，測試結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，顯示器顯示誤差較小，為0.1，低于±1.0 ℃，符合產(chǎn)品使用說明書所規(guī)定的技術(shù)參數(shù)。

2.2.5 自動溫控系統(tǒng)準(zhǔn)確度 測試棚內(nèi)溫度后關(guān)閉通風(fēng)口，設(shè)定自動控溫設(shè)備溫度，等待自動控溫設(shè)備開啟、關(guān)閉后，測試棚內(nèi)溫度，結(jié)果如表5所示。

從表5中的數(shù)據(jù)可知：每次誤差都較小，低于±1.0 ℃，符合產(chǎn)品使用說明書所規(guī)定的技術(shù)參數(shù)。

2.2.6 土壤相對濕度 土壤相對濕度是指土壤含水量與田間持水量的百分比或相對于飽和水量的百分比，用相對含水量表示。根據(jù)土壤相對濕度（R）確定旱情評估指標(biāo)（見表6）。

土壤濕潤層深度是決定灌水定額的主要參數(shù)之一。目前，計劃濕潤層深度取決于根系密級層深度，水稻育苗根系很淺，育苗盤土壤層厚度為3 cm，宜采用3～5 cm深度的土壤相對濕度作為土壤墑情評估指標(biāo)。選擇4個育秧盤進(jìn)行2次試驗，育秧盤規(guī)格為300 mm×600 mm，噴頭流量150 L，微噴約30 min，噴頭間距約2 m。通過試驗測定微噴時間與土壤相對濕度之間的關(guān)系，結(jié)果見表7。

以往實踐證明，以土壤相對濕度85%～90%作為作物適宜土壤水分上限指標(biāo)，可以使計劃濕潤層的土壤水分達(dá)到適宜作物生長程度，有利于作物高產(chǎn)又避免水分浪費。一般認(rèn)為，土壤相對濕度為75%～90%最好，最適合作物生長。

由表7中的數(shù)據(jù)可知，土壤相對濕度值隨微噴時間延長而增大，應(yīng)用此種模式噴灌，大約0.5 h可達(dá)到要求的相對濕度。

3 結(jié)論

連續(xù)試驗（8 h）及春季水稻育苗生產(chǎn)過程中，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)件損壞現(xiàn)象。機具的可靠性、安全性、生產(chǎn)效率及作業(yè)面積均可滿足要求，且指標(biāo)均符合規(guī)定。

試驗證明，手動卷膜器、電動卷膜器、自動溫濕控制設(shè)備三者工作匹配，即可以手動、電動，也可自動，一機多用，填補國內(nèi)大棚育苗空白。該設(shè)備質(zhì)量輕、用電低、自動化程度高，是一種省工、省力適宜大棚水稻育苗的理想機型。該設(shè)備的應(yīng)用，使農(nóng)民從繁重勞動中解放出來，不僅提高作業(yè)效率，減輕操作人員的勞動強度，而且減少病蟲害發(fā)生，使秧苗茁壯生長，為水稻豐收打下堅實基礎(chǔ)。

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