TWI782365B - 防止種植作物結霜之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係為一種防止種植作物結霜之方法，第一溫度感應器感應第一環境空氣溫度回傳至控制裝置並判斷第一環境空氣溫度低於第一預設溫度時，控制裝置傳送加溫訊號至加熱裝置，加熱裝置接收並加溫水塔裝置，將水塔裝置內之水進行升溫至預設溫度，控制裝置透過噴灑裝置噴灑該水至開放式種植區，當控制裝置判斷第二環境空氣溫度等於第二預設溫度時，控制裝置停止噴灑裝置。
Description
本發明係關於一種方法及系統，特別是一種防止種植作物結霜之方法。
台灣種植作物，例如：茶葉、花卉、蔬菜或水果等均容易受到霜害影響，例如：每年在3月至四月春茶萌芽期時，經常容易碰到冷氣團來襲，使農作物受到嚴重的霜害，造成農民巨大的損失，尤其是高海拔的山區作物，更是難以避免的天然災害。
高山海拔1000公尺以上的高山茶園，或者茶園處於山凹、山頂或通風不良處，如果在氣溫驟降的天氣，且空氣中濕度不足的時候，或者在高山沒有起霧或起風的狀況下，碰上了低氣壓來襲時，就非常的有可能會造成在有水分的茶樹和種植作物面上凝結成霜、冰珠或冰柱。
而在茶樹低溫結霜了之後，再經由陽光照射後，將會使種植作物發生焦黑褐變、枝條枯萎的現象產生，如果發生茶樹霜害的時間座落於春芽採收前，將會嚴重的影響春茶的產量及產期。
但是，茶園透過各種方式來防止霜害的產生，目前使用的方法有：米糠防霜法以及防霜風扇。
米糠防霜法：係為最早之防霜措施，當春秋季時白天好天氣時，即會在傍晚前就會將米糠放入鐵桶內，然後進行點火悶燒後，放置於茶園內，使鐵桶周圍的溫度提高，使種植作物不會因為溫度降低而結霜，但此方法效果十分有限，僅有鐵桶周邊的3至5公尺有作用。
防霜風扇：係於茶樹上方處設置風扇，當茶樹周遭氣溫低於5℃的時候，風扇便會自動啟動，將較高的暖空氣往下擾動，而風扇有效防霜範圍約25~30公尺，是目前最有效的防霜方式。
但是，上述的米糠防霜法，透過人工方式來判斷茶樹是否會產生霜凍現象，且米糠的有效範圍僅在鐵桶的3到5公尺處，如果要佈滿整個茶園，需要之米糠及鐵桶的數量龐大，在悶燒後運送至定點也僅透過人力方式搬運，十分的不方便且危險。
而防霜風扇防霜法，係透過將風扇設置於高處，再將6至10公尺處之暖空氣透過防霜風扇將其吹向下方之茶樹，透過冷熱空氣的交換使茶樹不會產生霜凍現象，但是防霜風扇防霜法，較適合用於平整的地形，若使用於有山坳或是斜坡之地形，則會產生防霜盲區，導致茶農之茶損。
另外，還有隧道棚的防霜方式，其係透過不織布將茶樹掩蓋，但其還是會使茶樹之溫度降至-2℃，讓茶樹因為低溫導致霜凍的現象發生，因此透過不織布隧道棚進行防霜時，需要調整高度及不織布之厚度，十分不便且麻煩。
為此，如何預防寒流帶來之霜凍現象的發生，並且避免因為霜凍而產生的3月至四月春茶萌芽期植栽減產問題，為本領域技術人員所欲解決的問題。
本發明之一目的，在於提供一種防止種植作物結霜之方法，利用水溫調整開放式種植區的溫度，使開放式種植區之溫度維持在5~6℃以上，使開放式種植區中的植栽不會因為環境溫度太低而於植栽表面產生霜凍現象。
針對上述之目的，本發明提供一種防止種植作物結霜之方法，其用於一開放式種植區，其步驟包含一第一溫度感應器感應一第一環境空氣溫度回傳至該控制裝置，該控制裝置判斷該第一環境空氣溫度低於一第一預設溫度時，該控制裝置傳送一加溫訊號至一加熱裝置，該加熱裝置接收並依據該加溫訊號加溫一水塔裝置，將該水塔裝置內之一水進行升溫至一預設溫度，該控制裝置透過一噴灑裝置噴灑該水至該開放式種植區，以及該第一溫度感應器感應一第二環境空氣溫度回傳至該控制裝置，該控制裝置判斷該第二環境空氣溫度等於一第二預設溫度時，該控制裝置停止該噴灑裝置，其中，透過加溫後之該水提升該開放式種植區高於第一預設溫度時，並循環噴灑使該開放式種植區之溫度維持於該第一預設溫度與該第二預設溫度之間，使該開放式種植區之一植栽不因溫度過低而產生霜凍。
本發明提供一實施例，其中該加熱裝置包含至少一第一加溫單元及至少一第二加溫單元。
本發明提供一實施例，其中該至少一第一加溫單元係為瓦斯加熱器、電熱水器、鍋爐或太陽能加熱器。
本發明提供一實施例，其中該預設溫度係為30至40℃。
本發明提供一實施例，其中該第一預設溫度係為6℃。
本發明提供一實施例，其中該第二預設溫度係為8℃。
本發明提供一實施例，其中該至少一第二加溫單元係為柴油燃燒熱水器、電熱水器、鍋爐或太陽能加熱器。
本發明提供一實施例，其中該控制裝置係為PLC控制裝置、自動控制裝置、個人電腦、伺服器、手機或平板電腦。
本發明提供一實施例，其中該水塔裝置包含一水塔及一水管路。
為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
習知防霜方式，有些透過米糠加熱後放置於鐵桶中對環境緩慢升溫，或是透過防霜風扇方式進行溫度循環使茶樹不會產生霜凍現象，或是透過不織布的覆蓋使茶樹不會受到外界溫度影響，但是，上述這些方法，米糠加熱法及不織布的方法，影響範圍小且成效不彰，防霜風扇的方式雖可以達到較好的效果，但若地形高低起伏，則容易受限於地形影響，且成本較高。
本發明之防止種植作物結霜之方法，其係利用水溫調整開放式種植區的溫度，使開放式種植區之溫度維持在5~6℃以上，使開放式種植區中的植栽不會因為環境溫度太低而於植栽表面產生霜凍現象。
在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。
首先，請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之步驟流程示意圖，如圖所示，其步驟包含：
步驟S10：第一溫度感應器感應第一環境空氣溫度回傳至控制裝置，控制裝置判斷第一環境空氣溫度低於第一預設溫度時；
步驟S20：控制裝置傳送加溫訊號至加熱裝置；
步驟S30：加熱裝置接收並依據加溫訊號加溫水塔裝置，將水塔裝置內之水進行升溫至預設溫度；
步驟S40：控制裝置透過噴灑裝置噴灑該水至開放式種植區；以及
步驟S50：第一溫度感應器感應第二環境空氣溫度回傳至控制裝置，控制裝置判斷第二環境空氣溫度等於第二預設溫度時，控制裝置停止噴灑裝置。
如上步驟所述，請一併參考第2圖，其為本發明之一實施例之系統示意圖，前述於步驟S10，本發明之防止種植作物結霜之方法，其用於一開放式種植區100，透過一第一溫度感應器10感應該開放式種植區100之一環境空氣溫度82，該第一溫度感應器10係設置於該開放式種植區100內一植栽(未圖示)之一側，並且距離地面約1.2公尺，比該植栽略高，透過該第一溫度感應器10可以即時感測該植栽周遭的該環境空氣溫度82。
接著如步驟S20至步驟S40所示，該第一溫度感應器10回傳該環境空氣溫度82至一控制裝置20，其中，該控制裝置20係為PLC控制裝置、自動控制裝置、個人電腦、伺服器、手機或平板電腦，其內包含一應用程式(未圖示)，透過該應用程式自動控制或透過使用者手動操作該控制裝置20進行開啟或關閉。
接著如步驟S10所示，當該控制裝置20傳送一加溫訊號92至一加熱裝置40，該加熱裝置40接收並依據該加溫訊號92啟動一水塔裝置30，將該水塔裝置30內之一水(未圖示)進行升溫至一預設溫度(未圖示)。
於升溫完成後，如步驟S50所示，該第一溫度感應器10感應一第一環境空氣溫度84回傳至該控制裝置20，該控制裝置20判斷該第一環境空氣溫度84低於一第一預設溫度24時，該控制裝置20透過一噴灑裝置50噴灑該水至該開放式種植區100，該第一溫度感應器10感應一第二環境空氣溫度86回傳至該控制裝置20，該控制裝置20判斷該第二環境空氣溫度86等於一第二預設溫度26時，該控制裝置20停止該噴灑裝置50。
其中，該噴灑裝置50亦可透過使用者進行手動開啟凡爾(如：水閥)開關，以方便直接操作該噴灑裝置50進行開啟或關閉。
其中，該預設溫度係為20至30℃或30至40℃，本實施例係以30至40℃為範例，但不以此溫度為限，該第一預設溫度24係介於3至4℃、3至5℃或3至6℃，本實施例係以3至6℃為範例，但不以此溫度為限，該第二預設溫度26係為8℃、9℃或10℃，本實施例係以8℃為範例，但不以此溫度為限制。
另一方面，該加熱裝置40係包含至少一第一加溫單元42及至少一第二加溫單元44，其中，該至少一第一加溫單元42係為瓦斯加熱器、電熱水器或太陽能加熱器，本實施例係以瓦斯熱水器進行說明，但不以上述為限，另外該至少一第二加溫單元44係為柴油燃燒熱水器、電熱水器、太陽能加熱器或鍋爐熱水器，本實施例係以柴油燃燒熱水器進行說明，但不以此為限。
上述之該至少一第一加溫單元42若使用兩個以上則係為並聯狀態(使用四分管)，而該至少一第二加溫單元44則與該至少一第一加溫單元42(使用兩英吋管)為串聯方式連接，使該水可以快速的被加熱至需要到達之溫度。
另外，請一併參考第2圖，如圖所示，本發明透過一防止種植作物結霜之系統1來達成防止種植作物結霜的目的，該防止種植作物結霜系統1係設置於該開放式種植區100內，該開放式種植區100內該植栽之一側設有該第一溫度感應器10，該第一溫度感應器10係與地面具有一高度(未圖示)，其中，該高度約為1公尺至1.2公尺，該防止種植作物結霜之系統包含該控制裝置20、該水塔裝置30、該加熱裝置40以及該噴灑裝置50，該控制裝置20係與該第一溫度感應器10電性連接，並設置於該開放式種植區100內。
該水塔裝置30係設置於該開放式種植區100內，該水塔裝置30包含該至少一水塔32及一水管路34，該水塔裝置30係用該水塔32儲存一水(未圖示)，而該加熱裝置40一側係透過該水管路34管路連接該水塔裝置30之該水塔32，且該加熱裝置40係電性連接於該自動控制裝置20，該噴灑裝置50設置於該植栽之一側，該噴灑裝置50係透過一管路60管路連接該水塔32。
其中，該水管路34上設有一溫度計36及一第二溫度感應器38，該溫度計36係設置於該水塔32之出水處，其係用以偵測該水塔32出水時之溫度，該第二溫度感應器38係設置於該加熱裝置40之出水處，其係用以偵測該水經過該加熱裝置40加熱後之溫度，當達到該預設溫度時，該加熱裝置40就會停止加熱，進一步，該水管路34上更進一步包含一泵31，其係用以加壓該水於該水管路34上。
另外，該管路60上更包含一電磁閥62，其係用以控制該管路60中之該水流動至該噴灑裝置50之水量。
為使能清楚闡述本發明之方法，在此列舉一實施範例，以茶園種植的茶樹為例，於高山茶園通常在三月至四月茶樹春茶萌芽時期，容易因為低溫使種植作物產生霜凍的現象，一但發生霜凍現象，會造成茶園極大的損失，因此本發明當第一溫度感應器感測到茶樹目前的環境溫度驟降(該第一環境空氣溫度84)至6℃時，透過該控制裝置20透過訊號控制該加熱裝置40開始加熱該水塔裝置30中該水塔32內的水，使其加溫達到30至40℃之間。
且該控制裝置20就會開啟該電磁閥62，將該水塔32的該水運送至該管路60中，並控制該噴灑裝置50開始進行水之噴灑，在此部份中，當該水塔32之該水在該管路60流動的過程中，亦可透過該水之溫度與該管路60周遭的冷空氣進行冷熱交替，使該管路60經過之路徑之溫度可提升。
最後當茶樹目前的環境溫度(該第二環境溫度86)經過噴灑該水後，利用該水的溫度與環境中的冷空氣互相交換後，使茶樹目前的環境溫度可維持於不使茶樹產生霜凍現象的情形發生，噴灑的時間依據茶樹目前的環境溫度而定，當溫度提升至6℃(該第一預設溫度)時，該控制裝置20則會停止噴灑該水於茶樹周遭。
另外，若該水塔32尚未加溫到該預設溫度(30至40℃之間)，但茶樹目前環境溫度已瞬間驟降時，該控制裝置20亦優先控制該噴灑裝置50進行該水之噴灑，避免茶園產生更大的損失。
而更進一步，請參考第3圖，其為本發明之一實施例之開放式種植區之噴灑示意圖，如圖所示，該開放式種植區100可使複數個噴灑裝置50，產生複數個噴灑範圍(如第3圖中虛線顯示之A至E)，透過該些個噴灑裝置50，可使開放式種植區達到無死角之噴灑，使該植栽不會因為沒有噴灑至該水而導致產生霜凍現象，且該些個噴灑裝置50可為循環噴灑之方式進行噴灑，舉例來說，當一第一噴灑範圍A之該噴灑裝置50進行噴灑後，接著由該控制裝置20啟動一第二噴灑範圍B之該噴灑裝置50，一第三噴灑範圍C、一第四噴灑範圍D及一第五噴灑範圍E區依序啟動噴灑，當該第五噴灑範圍E完成噴灑後，該控制裝置20再度啟動該第一噴灑範圍A之該噴灑裝置50，以進行循環噴灑之動作，讓整個該開放式種植區100溫度皆可維持於該第一預設溫度24與該第二預設溫度26之間，使該開放式種植區100維持於6至8℃，一直到該開放式種植區100度過寒冷的夜晚直至太陽升起後，並於氣溫維持於6℃至8℃後，方停止此循環噴灑之動作，避免該植栽受寒導致霜凍之傷害。
故本發明係為一種防止種植作物結霜之方法，其用於該開放式種植區100，當氣溫下降至結霜前(5~6℃)，利用灌溉之蓄水(該水塔裝置30內之該水塔32之該水)，把該水加熱至該預設溫度，經由灌溉輸送設備(包含該水塔裝置30、該泵31、該水塔32及該水管路34搭配該噴灑裝置50)，把加溫後之該水噴灑至該開放式種植區100內，該開放式種植區100周圍溫度提高，可防止種植作物結霜，而產生霜害。
以上所述之實施例，本發明之方法，其為一種防止種植作物結霜之方法，其係利用水溫調整開放式種植區的溫度，使開放式種植區之溫度維持在5~6℃以上，使開放式種植區中的植栽不會因為環境溫度太低而於植栽表面產生霜凍現象。
故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1:防止種植作物結霜系統
10:第一溫度感應器
100:開放式種植區
20:控制裝置
24:第一預設溫度
26:第二預設溫度
30:水塔裝置
31:泵
32:水塔
34:水管路
36:溫度計
38:第二溫度感應器
40:加熱裝置
42:第一加溫單元
44:第二加溫單元
50:噴灑裝置
60:管路
62:電磁閥
82:環境空氣溫度
84:第一環境空氣溫度
86:第二環境空氣溫度
92:加溫訊號
A:第一噴灑範圍
B:第二噴灑範圍
C:第三噴灑範圍
D:第四噴灑範圍
E:第五噴灑範圍
S10、S20、S30、S40、S50:步驟
第1圖：其為本發明之一實施例之步驟流程示意圖；
第2圖：其為本發明之一實施例之系統示意圖；以及
第3圖：其為本發明之一實施例之開放式種植區之噴灑示意圖。
S10、S20、S30、S40、S50:步驟
Claims (7)
- 一種防止種植作物結霜之方法，其用於一開放式種植區於結霜前，其步驟包含：將一第一溫度感應器設置於該開放式種植區內一植栽之一側；該第一溫度感應器感應一第一環境空氣溫度回傳至一控制裝置，該控制裝置判斷該第一環境空氣溫度低於一第一預設溫度時，該第一預設溫度係為3至6℃；該控制裝置傳送一加溫訊號至一加熱裝置；該加熱裝置接收並依據該加溫訊號加溫一水塔裝置，將該水塔裝置內之一水進行升溫至一預設溫度，該預設溫度係為30至40℃；該控制裝置透過一噴灑裝置噴灑該水至該開放式種植區；以及該第一溫度感應器感應一第二環境空氣溫度回傳至該控制裝置，該控制裝置判斷該第二環境空氣溫度等於一第二預設溫度時，該控制裝置停止該噴灑裝置；其中，透過加溫後之該水提升該開放式種植區之溫度高於該第一預設溫度，並循環噴灑使該開放式種植區之溫度維持於該第一預設溫度與該第二預設溫度之間，使該開放式種植區之一植栽不產生霜凍。
- 如請求項1所述之防止種植作物結霜之方法，其中該加熱裝置包含至少一第一加溫單元及至少一第二加溫單元。
- 如請求項2所述之防止種植作物結霜之方法，其中該至少一第一加溫單元係為瓦斯加熱器、電熱水器、鍋爐或太陽能加熱器。
- 如請求項1所述之防止種植作物結霜之方法，其中該第二預設溫度係為8℃。
- 如請求項1所述之防止種植作物結霜之方法，其中該至少一第二加溫單元係為柴油燃燒熱水器、電熱水器、鍋爐或太陽能加熱器。
- 如請求項1所述之防止種植作物結霜之方法，其中該控制裝置係為PLC控制裝置、自動控制裝置、個人電腦、伺服器、手機或平板電腦。
- 如請求項1所述之防止種植作物結霜之方法，其中該水塔裝置包含一水塔及一水管路。
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