DE4410669A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bewässern von Flächen wie Rasenflächen, landwirtschaftlichen Nutzflächen oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewässern von Flächen wie Rasenflächen, landwirtschaftlichen Nutz­ flächen od. dgl., wonach ein Bewässerungsmittel, z. B. Wasser, in vorgegebener Menge und innerhalb eines be­ stimmten Zeitraumes auf die zu bewässernde Fläche auf­ gebracht wird.

Derartige Verfahren sind aus der Praxis bekannt. Hier­ bei besteht allerdings regelmäßig nur die Möglichkeit, beispielsweise die Bewässerungsdauer automatisch ein­ zustellen. Eine bedarfsgerechte Versorgung der zu be­ wässernden Fläche ist auf diese Weise nicht möglich. Ebenso lassen sich die bekannten Verfahren nur begrenzt automatisieren.- Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Bewässerungsvorrichtung zu schaffen, die eine automatische und bedarfsgerechte Bewässerung von Flä­ chen, z. B. Rasenflächen, ermöglichen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungs­ gemäßen Verfahren dadurch, daß die Menge des Bewässe­ rungsmittels und/oder der Zeitraum der Bewässerung in Abhängigkeit

• - von der Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewässernden Fläche und/oder
• - der Konzentration des Bewässerungsmittels in der Umgebung, z. B. in der Atmosphäre, und/oder
• - der Verdunstung des Bewässerungsmittels und/oder
• - der Tageszeit

gesteuert wird. Durch diese Maßnahmen der Erfindung wird erreicht, daß eine voll-automatische und bedarfs­ gerechte Bewässerung von insbesondere Rasenflächen und landwirtschaftlichen Nutzflächen erreicht wird. Denn nun werden alle relevanten Parameter

• 1) Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewässernden Fläche bzw. in der Umgebung,
• 2) Verdunstung des Bewässerungsmittels und
• 3) die Tageszeit

zur Bestimmung der tatsächlich benötigten Menge an Bewässerungsmittel herangezogen. So berücksichtigt die Messung der Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewässernden Fläche z. B. die Bodenbeschaffen­ heit, dessen Kappilarwirkung und den Bewuchs. Zusätz­ lich kann die Messung der Konzentration des Bewässe­ rungsmittels in der Umgebung, z. B. in der Atmosphäre, Aufschlüsse über bereits niedergegangene oder zu erwar­ tende Niederschläge liefern. Im übrigen wird hierdurch berücksichtigt, daß Pflanzen beispielsweise auch die Luftfeuchtigkeit aufnehmen können. Die Verdunstung des Bewässerungsmittels liefert darüberhinaus wichtige Erkenntnisse über die benötigte Menge an Bewässerungs­ mittel pro Zeiteinheit. Endlich kann über die erfaßte Tageszeit die Bewässerung so gesteuert werden, daß sie - in Abhängigkeit von der Jahreszeit - vorzugsweise während der Dunkelheit erfolgt.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So ist vorgesehen, daß die Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewässernden Fläche und/oder in der Umgebung durch Feuchtigkeitsmessungen bestimmt wird. Weiter ist vor­ gesehen, daß die Verdunstung des Bewässerungsmittels durch Messung der Sonneneinstrahlungsdauer und/oder der -intensität und/oder der Außentemperatur ermittelt wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Bewässerungsvor­ richtung, mit Zuleitungen, mit Bewässerungsmittelver­ teilern, und mit zumindest einem Ventil in den Zulei­ tungen zur Steuerung der Bewässerungsmittelzufuhr. Dabei ist diese Bewässerungsvorrichtung dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil ein Zeit- und/oder Mengensteu­ erventil ist, daß zusätzlich zumindest ein Feuchtig­ keitsmesser zur Bestimmung der Konzentration des Bewäs­ serungsmittels und/oder eine Fotozelle od. dgl. und/ oder ein Temperatursensor zur Messung der Verdunstung und/oder eine Zeitmesseinrichtung vorgesehen sind, und daß das Ventil, der Feuchtigkeitsmesser, die Fotozelle, der Temperatursensor und die Zeitmesseinrichtung mit einer Steueranlage verbunden sind, welche aus den ge­ messenen Werten die erforderliche Menge des Bewässe­ rungsmittels und den Zeitraum der Bewässerung in Ab­ hängigkeit von vorgegebenen Sollwerten z. B. für die Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewäs­ sernden Fläche bestimmt und das als Zeit- und/oder Mengensteuerventil ausgebildete Ventil entsprechend ansteuert.

Die Steueranlage ist vorzugsweise auch in der Lage Gradienten einzelner Sensormeßwerte zu bestimmen, z. B. die Verdunstungsrate, d. h. die Verdunstungsmenge pro Zeiteinheit. Wenn die Steueranlage zusätzlich einen Speicher aufweist, kann die Bewässerungsmittelzufuhr und damit die Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewässernden Fläche auch in Abhängigkeit von empirischen abgespeicherten Daten gesteuert werden. So lassen sich z. B. Bewässerungsmittelzufuhrraten in Ab­ hängigkeit von Verdunstungsraten einstellen. Auch ist denkbar, daß die Bewässerungsmittelzufuhr in Abhängig­ keit von Temperaturgradienten gesteuert wird. Dies alles gelingt zudem unter Anpassung an geographische Gegebenheiten durch die zusätzlich vorgesehene Zeit­ messeinrichtung.

Dabei gelingt die Steuerung der Bewässerungsmittelzu­ fuhr dann besonders elegant, wenn das Ventil ein elek­ tromagnetisches Ventil ist, welches durch elektrische Impulse oder Dauersignale geöffnet oder geschlossen wird. Endlich ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, daß die Steueranlage ein Rechner mit einer Ein- und Ausgabeeinheit und mit einer Schnittstelle zum Einlesen der gemessenen Daten und Ausgabe der Steuersignale ist. In einen derartigen Rechner sind regelmäßig ein Spei­ cher und eine Zeitmesseinrichtung integriert. Auf diese Weise lassen sich praktisch vereinfachte "Klimamodel­ le", z. B. anhand von gespeicherten Sollwerten für Ver­ dunstungsraten mit den tatsächlich auftretenden Meß­ werten vergleichen und ein "Grobabgleich" der erfin­ dungsgemäßen Bewässerungsvorrichtung erreichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläu­ tert, wobei die einzige Figur die erfindungsgemäße Bewässerungsvorrichtung in schematischer Darstellung zeigt.

In der einzigen Figur ist eine Bewässerungsvorrichtung zum Bewässern einer Rasenfläche gezeigt. Die Bewässe­ rungsvorrichtung besteht aus Zuleitungen 1 für das Bewässerungsmittel, im Ausführungsbeispiel Wasser. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch denkbar, z. B. mit Schädlingsbekämpfungsmitteln zu "be­ wässern". Auch in diesem Fall kann die erforderliche Dosis prinzipiell anhand der angegeben Parameter ge­ steuert werden. Die Verteilung des Bewässerungsmittels erfolgt mittels Bewässerungsmittelverteilern 2. Weiter sind zwei Ventile 3 vorgesehen, welche als elektroma­ gnetische Ventile 3 bzw. als Zeit- und/oder Mengensteu­ erventile für die Wasserzufuhr ausgebildet sind. Außer­ dem weist die Bewässerungsvorrichtung einen Feuchtig­ keitsmesser 4 im Boden und einen Feuchtigkeitsmesser 4 zur Messung der Luftfeuchte auf. Zur Messung der Ver­ dunstung sind eine Fotozelle 5 und ein Temperatursensor 6 vorgesehen. Endlich läßt sich mit einer Zeitmeßein­ richtung 7 die Bewässerungsvorrichtung so steuern, daß die Bewässerung vorzugsweise nur während der Dunkelheit stattfindet.

Alle Sensoren 4-7 sind einfach aufgebaute und robuste Standard-Halbleiterbauelemente, die beliebig einzuset­ zen sind und nur einen geringen Strombedarf aufweisen. Somit können sie - wie im Ausführungsbeispiel - von einem portablen Rechner 8 inklusive eingebautem Akku 9 mit Energie versorgt werden. Die Sensoren 4-7 liefern entsprechende Meßwerte an die Schnittstelle des Rech­ ners 8. aber die Schnittstelle werden auch die Steuer­ signale an die Ventile 3 abgegeben. Deren Energiever­ sorgung erfolgt ebenfalls über den Rechner 8. Endlich weist der Rechner 8 noch eine Ein- und Ausgabeeinheit auf. Hierdurch können beispielsweise Sollwerte einge­ geben werden oder Meßwertverläufe registriert werden. In diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß entsprechende umfangreiche Software bereits existiert, so daß insgesamt eine kostengünstige Bewässerungsvorrichtung verwirklicht ist. Der Rechner 8 beinhaltet im Ausführungsbeispiel die Zeitmessein­ richtung 7 und einen Speicher zum Speichern von Soll­ werten und ermittelten Meßwerten. In Verbindung mit der Software ist hierdurch eine "intelligente" Steuerung der Bewässerung möglich.

Claims (7)

1. Verfahren zum Bewässern von Flächen wie Rasenflä­ chen, landwirtschaftlichen Nutzflächen od. dgl., wonach ein Bewässerungsmittel in vorgegebener Menge und in­ nerhalb eines bestimmten Zeitraumes auf die zu bewäs­ sernde Fläche aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Bewässerungsmittels und/oder der Zeitraum der Bewässerung in Abhängigkeit

• - von der Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewässernden Fläche und/oder
• - der Konzentration des Bewässerungsmittels in der Umgebung und/oder
• - der Verdunstung des Bewässerungsmittels und/oder
• - der Tageszeit

gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Bewässerungsmittels in der zu bewässernden Fläche und/oder in der Umgebung durch Feuchtigkeitsmessungen bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verdunstung des Bewässerungsmittels durch Messung der Sonneneinstrahlungsdauer und/oder der -intensität und/oder der Außentemperatur ermittelt wird.

4. Bewässerungsvorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1-3, mit Zuleitungen (1), mit Bewässerungsmittelverteilern (2), und mit zumindest einem Ventil (3) in den Zuleitungen (1) zur Steuerung der Bewässerungsmittelzufuhr, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil (3) ein Zeit- und/oder Mengen­ steuerventil ist, daß zusätzlich zumindest ein Feuch­ tigkeitsmesser (4) und/oder eine Fotozelle (5) od. dgl. und/oder ein Temperatursensor (6) und/oder eine Zeit­ messeinrichtung (7) vorgesehen sind, und daß das Ventil (3), der Feuchtigkeitsmesser (4), die Fotozelle (5), der Temperatursensor (6) und die Zeitmeßeinrichtung (7) mit einer Steueranlage (8) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3) ein elektromagnetisches Ventil (3) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steueranlage (8) ein Rechner mit einer Ein- und Ausgabeeinheit und mit einer Schnitt­ stelle zum Einlesen der gemessenen Daten und Ausgabe der Steuersignale ist.