DP—Ⅰ型自动温湿控制设备性能试验

聂影

摘要：为验证DP-Ⅰ型自动温湿控制设备在育苗大棚的应用效果，在新民县湖台镇车古营子村水稻育苗基地进行试验。试验结果表明：机具的可靠性、自锁性、安全性、温度传感器准确度、温控系统准确度及土壤相对湿度等指标均符合规定。

关键词：自动温湿控制设备；卷膜器自锁性；温度传感器；自动温控系统

中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）07-0013-03

水稻是辽宁省仅次于玉米的第二大粮食作物。目前，水稻生产主要以水稻育秧栽培为主。水稻的品质和产量与育秧等农事操作密切相关，其中培育壮苗是重中之重。大棚温度、湿度是决定棚内水稻秧苗生长发育的一项重要环境因素。目前，全省水稻育苗大棚的卷膜和放膜通风工作，主要沿用手动操作来完成。灌溉方式主要是大水漫灌，浪费水资源、费工，而且易使土壤板结，工作效率低。为此，辽宁省农业机械化研究所研制一种自动温、湿控制设备，监控水稻育苗不同生长时期所需的温、湿度，为秧苗生长提供最适环境。

1 DP-Ⅰ型自动温湿控制设备工作原理

根据水稻秧苗的不同时间、不同生长阶段对温度、湿度的需要，在系统控制面板上进行温、湿度临界值初始设置，系统会将用户设置的值保存在芯片中，通过温、湿度传感器对大棚进行实时检测，并传送给单片机，通过控制面板显示大棚温、湿度。将检测到的温、湿度与预先设置好的温、湿度临界值进行比较，若实时温、湿度达到临界值，调用控制模块自动执行通风、喷灌操作。若实时温、湿度超过临界值，则进行报警，直至达到需求的温、湿度。

自动控温系统的优点是可以自动实现大棚内的温、湿度调整，确保需要的棚室温、湿度，为水稻秧苗提供适宜的生长环境，提高作业效率，极大降低人工劳动强度。

2 DP-Ⅰ型自动温湿控制设备性能试验

为验证DP-Ⅰ型自动温、湿控制设备在大棚水稻育苗过程中的应用效果，试验点选择新民县湖台镇车古营子村鹤湖农机合作社的水稻育苗基地，根据项目研究内容进行相关作业试验，重点考核机具是否达到设计任务书所规定的性能指标，为机具改进提供依据。

2.1 试验条件

试验时间为2016年5月8日，试验地位于新民县湖台镇车古营子村水稻育苗基地。电压为220 V；水源充足，水泵供水压力满足微喷需求；地形平坦开阔，四周无遮挡，通风状况良好。

选取一栋160 m×10 m钢骨架塑料大棚进行自动通风、微喷试验。育苗棚内采用育苗盘进行育苗，自配营养土。

工作电压为DC 24 V。试验样机和配套动力均符合使用说明书的要求，测量仪器精度满足测量要求，并经校验合格。输入电压：220 V；工作电压：DC 24 V；温度测量范围：0～50 ℃；温度显示误差小于±1 ℃；土壤相对湿度上限指标为85%～90%。

2.2 结果与分析

2.2.1 开启、关闭风口时间 进行人工与自动温控设备开启、关闭风口时间试验，通风口开启、关闭宽度为800 mm，利用秒表测量时间，结果如表1所示。

由表1中的数据可知：利用自动温、湿控制设备可以节省时间，提高设备效率。平均每次开启和关闭均需要2.79 min，而手摇开启和关闭平均每次需要11.04 min和11.18 min，大约比手摇开启和关闭节省8 min，节省时间为266%。同时，棚内温度相对稳定，作物生长环境适宜，有利于发苗，减少生理病害，促进秧苗生长。

2.2.2 卷膜器自锁功能 采用目测法检测，分别在额定行程的20%，50%，100%位置关闭卷膜器，查看突然失去动力时，自锁功能是否有效可靠。正反转时每次各测3次，测试结果如表2所示。

由表2的试验结果及2015年、2016年春节育苗生产运行情况来看，卷膜器自锁功能可靠，能够满足生产需要。

2.2.3 卷膜器可靠性 按照DG/T 056-2012《卷帘（膜）机》中5.3的规定开展卷放膜90次试验，测试结果如表3所示。

由90次开启试验及2015年、2016年春季育苗运行结果可知，温度传感器未出现任何故障，满足鉴定大纲要求。

2.2.4 温度传感器准确度 启动自动控温设备，待其工作正常后查看显示器温度，再利用水银温度计测试温度传感器探头位置温度，测试结果如表4所示。

从表4可以看出，显示器显示误差较小，为0.1，低于±1.0 ℃，符合产品使用说明书所规定的技术参数。

2.2.5 自动温控系统准确度 测试棚内温度后关闭通风口，设定自动控温设备温度，等待自动控温设备开启、关闭后，测试棚内温度，结果如表5所示。

从表5中的数据可知：每次误差都较小，低于±1.0 ℃，符合产品使用说明书所规定的技术参数。

2.2.6 土壤相对湿度 土壤相对湿度是指土壤含水量与田间持水量的百分比或相对于饱和水量的百分比，用相对含水量表示。根据土壤相对湿度（R）确定旱情评估指标（见表6）。

土壤湿润层深度是决定灌水定额的主要参数之一。目前，计划湿润层深度取决于根系密级层深度，水稻育苗根系很浅，育苗盘土壤层厚度为3 cm，宜采用3～5 cm深度的土壤相对湿度作为土壤墒情评估指标。选择4个育秧盘进行2次试验，育秧盘规格为300 mm×600 mm，喷头流量150 L，微喷约30 min，喷头间距约2 m。通过试验测定微喷时间与土壤相对湿度之间的关系，结果见表7。

以往实践证明，以土壤相对湿度85%～90%作为作物适宜土壤水分上限指标，可以使计划湿润层的土壤水分达到适宜作物生长程度，有利于作物高产又避免水分浪费。一般认为，土壤相对湿度为75%～90%最好，最适合作物生长。

由表7中的数据可知，土壤相对湿度值随微喷时间延长而增大，应用此种模式喷灌，大约0.5 h可达到要求的相对湿度。

3 结论

连续试验（8 h）及春季水稻育苗生产过程中，设备运转正常，未出现结构件损坏现象。机具的可靠性、安全性、生产效率及作业面积均可满足要求，且指标均符合规定。

试验证明，手动卷膜器、电动卷膜器、自动温湿控制设备三者工作匹配，即可以手动、电动，也可自动，一机多用，填补国内大棚育苗空白。该设备质量轻、用电低、自动化程度高，是一种省工、省力适宜大棚水稻育苗的理想机型。该设备的应用，使农民从繁重劳动中解放出来，不仅提高作业效率，减轻操作人员的劳动强度，而且减少病虫害发生，使秧苗茁壮生长，为水稻丰收打下坚实基础。

参考文献

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