DP—Ⅰ型自動溫濕控制設備性能試驗

聶影

摘要：為驗證DP-Ⅰ型自動溫濕控制設備在育苗大棚的應用效果，在新民縣湖臺鎮車古營子村水稻育苗基地進行試驗。試驗結果表明：機具的可靠性、自鎖性、安全性、溫度傳感器準確度、溫控系統準確度及土壤相對濕度等指標均符合規定。

關鍵詞：自動溫濕控制設備；卷膜器自鎖性；溫度傳感器；自動溫控系統

中圖分類號：S126 文獻標識碼：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，水稻生產主要以水稻育秧栽培為主。水稻的品質和產量與育秧等農事操作密切相關，其中培育壯苗是重中之重。大棚溫度、濕度是決定棚內水稻秧苗生長發育的一項重要環境因素。目前，全省水稻育苗大棚的卷膜和放膜通風工作，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，工作效率低。為此，遼寧省農業機械化研究所研制一種自動溫、濕控制設備，監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境。

1 DP-Ⅰ型自動溫濕控制設備工作原理

根據水稻秧苗的不同時間、不同生長階段對溫度、濕度的需要，在系統控制面板上進行溫、濕度臨界值初始設置，系統會將用戶設置的值保存在芯片中，通過溫、濕度傳感器對大棚進行實時檢測，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、濕度與預先設置好的溫、濕度臨界值進行比較，若實時溫、濕度達到臨界值，調用控制模塊自動執行通風、噴灌操作。若實時溫、濕度超過臨界值，則進行報警，直至達到需求的溫、濕度。

自動控溫系統的優點是可以自動實現大棚內的溫、濕度調整，確保需要的棚室溫、濕度，為水稻秧苗提供適宜的生長環境，提高作業效率，極大降低人工勞動強度。

2 DP-Ⅰ型自動溫濕控制設備性能試驗

為驗證DP-Ⅰ型自動溫、濕控制設備在大棚水稻育苗過程中的應用效果，試驗點選擇新民縣湖臺鎮車古營子村鶴湖農機合作社的水稻育苗基地，根據項目研究內容進行相關作業試驗，重點考核機具是否達到設計任務書所規定的性能指標，為機具改進提供依據。

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，通風狀況良好。

選取一棟160 m×10 m鋼骨架塑料大棚進行自動通風、微噴試驗。育苗棚內采用育苗盤進行育苗，自配營養土。

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為85%～90%。

2.2 結果與分析

2.2.1 開啟、關閉風口時間 進行人工與自動溫控設備開啟、關閉風口時間試驗，通風口開啟、關閉寬度為800 mm，利用秒表測量時間，結果如表1所示。

由表1中的數據可知：利用自動溫、濕控制設備可以節省時間，提高設備效率。平均每次開啟和關閉均需要2.79 min，而手搖開啟和關閉平均每次需要11.04 min和11.18 min，大約比手搖開啟和關閉節省8 min，節省時間為266%。同時，棚內溫度相對穩定，作物生長環境適宜，有利于發苗，減少生理病害，促進秧苗生長。

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。正反轉時每次各測3次，測試結果如表2所示。

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

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

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

2.2.4 溫度傳感器準確度 啟動自動控溫設備，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 ℃，符合產品使用說明書所規定的技術參數。

2.2.5 自動溫控系統準確度 測試棚內溫度后關閉通風口，設定自動控溫設備溫度，等待自動控溫設備開啟、關閉后，測試棚內溫度，結果如表5所示。

從表5中的數據可知：每次誤差都較小，低于±1.0 ℃，符合產品使用說明書所規定的技術參數。

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。根據土壤相對濕度（R）確定旱情評估指標（見表6）。

土壤濕潤層深度是決定灌水定額的主要參數之一。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。選擇4個育秧盤進行2次試驗，育秧盤規格為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系，結果見表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，可以使計劃濕潤層的土壤水分達到適宜作物生長程度，有利于作物高產又避免水分浪費。一般認為，土壤相對濕度為75%～90%最好，最適合作物生長。

由表7中的數據可知，土壤相對濕度值隨微噴時間延長而增大，應用此種模式噴灌，大約0.5 h可達到要求的相對濕度。

3 結論

連續試驗（8 h）及春季水稻育苗生產過程中，設備運轉正常，未出現結構件損壞現象。機具的可靠性、安全性、生產效率及作業面積均可滿足要求，且指標均符合規定。

試驗證明，手動卷膜器、電動卷膜器、自動溫濕控制設備三者工作匹配，即可以手動、電動，也可自動，一機多用，填補國內大棚育苗空白。該設備質量輕、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。該設備的應用，使農民從繁重勞動中解放出來，不僅提高作業效率，減輕操作人員的勞動強度，而且減少病蟲害發生，使秧苗茁壯生長，為水稻豐收打下堅實基礎。

參考文獻

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