Принцип работы схемы автоматического управления концентрацией раствора минеральных удобрений

Система автоматического управления концентрацией, растворов минеральных удобре­ний (рис. 11.2) позволяет измерять концентрацию растворов в диапазоне от 0 до 0,2 МПа осмо­тического давления с точностью до +10% и управлять ею. Концентрированный раствор мине­ральных удобрений готовят в специальном бассейне 5, откуда насосами дозаторами НД подают его через регулирующий клапан КР1 в поливную воду. Насосы НД включаются от реле KV22,KV23 и KV24 аналогично включению поливных насосов НП. Концентрацию удобрений в по­ливной воде измеряют датчиком ДКУ кондуктометрического типа (по электропроводности раствора). Он имеет встроенный терморезистор, предназначенный для компенсации темпера­турной погрешности. Датчик устанавливают в трубопровод за участком смешения концен­трированного раствора и поливной воды. Его присоединяют через анализатор удобрений АУ к регулирующему прибору РП, который настраивают на двухпозиционное управление исполни­тельным механизмом ИМ1 при помощи реле KV1 "Концентрация больше" и KV2 "Концентра­ция меньше".

Рисунок 11.2 – Принципиальная схема управления концентрацией растворов минеральных удобрений.

Например, если концентрация минеральных удобрений в поливной воде больше задан­ной, то срабатывает реле KV1, которое включает исполнительный механизм на уменьшение пропуска клапаном КР1 концентрированного раствора. При этом загорается сигнальная лампа НL1. Если концентрация удобрений меньше заданной, то срабатывает реле KV2 и исполни­тельный механизм открывает регулирующий клапан КР1. При достижении концентрации за­данного значения реле KV1 или KV2 отключает исполнительный механизм. Для улучшения качества двухпозиционного регулирования используется импульсный прерыватель, состоя­щий из реле KV3 и блока БД генератора импульсов с периодом 20 с. Его принцип действия приведен к описании системы регулирования температуры питательной воды

Одной из основных характеристик растворов минеральных удобрений является показа­тель величины рН, который обеспечивает протекание кислотно щелочной реакции в гидро­понной теплице. Теоретически величина рН может изменяться от 0 до 14. При рН<7 реакцию считают кислой, при рН>7- щелочной.

Характер реакции питательного раствора оказывает сложное и разностороннее влияние на рост и развитие растений. При этом в разные периоды роста растений требуется различное оптимальное значение рН. При рН<4 рост большинства растений затормаживается из за сни­жения усвоения растением катионов минеральных веществ из почвы. При рН>8 также резко снижается рост растений из за того, что многие минеральные вещества осаждаются на поверх­ности корней и затрудняют дыхание и питание растений.

Для каждого вида растений есть свое оптимальное значение рН, которое для большинства растений находится в пределах от 5 до 7 единиц рН.

В процессе роста растений рН тепличной почвы изменяется, поэтому необходимо управ­лять значением рН питательного раствора.

Значение рН определяют методами физико-химического анализа. Из экспрессных мето­дов наиболее подходит электрометрический метод измерения рН, принцип действия которого основан на определении электродных потенциалов на электродах, помещенных в исследуе­мый раствор. Такой электродный датчик измеряет концентрацию водородных ионов рН в рас­творе и выдает на выходе сигнал в виде гальванического напряжения. Датчик измеряет рН с точностью до 0,1 рН, а для растений допускаются отклонения до +0,2 рН, а иногда до + (0,3...0,5) рН от оптимальных.

При отклонении рН раствора от заданного значения на выходе датчика ДрН изменяется гальваническое напряжение, которое усиливается усилителем У с большим входным сопротив­лением. С усилителя сигнал поступает на исполнительный механизм ИМ2, который изменяет степень открытия регулирующего клапана КР2. Это приводит к изменению подачи из бака БК специального раствора, корректирующего значение рН раствора удобрений в бассейне Б. Ме­шалка с электроприводом М обеспечивает выравнивание концентрации минеральных удобре­ний и значения рН по всему объему раствора.

Управлять значением рН обязательно необходимо при выращивании растений в гидро­понных теплицах.