專利名稱:水分感應(yīng)裝置和方法
水分感應(yīng)裝置和方法技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本發(fā)明涉及一種水分感應(yīng)裝置，特別是涉及一種在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間機(jī)械地改變來(lái)進(jìn)行操作的裝置，如用作閥、開(kāi)關(guān)、傳感器或者其它類似裝置，還涉及一種使用該裝置的方法。本發(fā)明的優(yōu)選方式涉及一種用于植物生長(zhǎng)環(huán)境的澆灌調(diào)節(jié)控制的裝置和方法，例如在一種或幾種植物、藤本植物、灌木及樹(shù)木等植物的生長(zhǎng)環(huán)境中限制放水和關(guān)閉水源的操作(不論是室內(nèi)還是室外)，其包含有感知環(huán)境中水分水平的自動(dòng)感應(yīng)裝置，特別是包含有一種自動(dòng)感應(yīng)閥裝置。本文中主要描述了本發(fā)明的內(nèi)容及現(xiàn)有技術(shù)，但本發(fā)明的更多應(yīng)用應(yīng)充分理解。技術(shù)背景[0002]裝飾用的植物和農(nóng)業(yè)物種在土壤容器中、生長(zhǎng)媒介等上有相通之處，不論是室外的寒冷環(huán)境下，還是在聚乙烯圍成的棚室中，或者是溫室中，亦或是野外需要適應(yīng)的新環(huán)境中。這些盆栽植物由于植物類型、尺寸、攝取率、濕度、葉片間氣流、土壤的排水情況、，通過(guò)容器壁的蒸發(fā)量(如果有的話)等的不同需要不同的澆灌量。[0003]對(duì)于放在室內(nèi)家具旁的植物是有例外的，無(wú)論是從上面還是下面，人工或者自動(dòng)的規(guī)律性的從中央控制澆灌系統(tǒng)噴灑或者水管?chē)娏苓@些植物，在實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中大量、過(guò)量的噴淋和水流，不管怎么樣，都會(huì)造成浪費(fèi)。[0004]對(duì)于室內(nèi)養(yǎng)植的盆栽植物，過(guò)量的水流是不能允許的，因?yàn)檫@可能會(huì)損壞家庭或者是辦公室的家具，這就需要規(guī)范盆栽植物的澆灌用水，而且常常都是需要人工完成的。還有一些自動(dòng)化時(shí)間控制的澆灌系統(tǒng)，還有一些包含有水分傳感器，在商業(yè)應(yīng)用中供水時(shí)，一個(gè)或者多個(gè)盆栽植物通過(guò)多路三通管路或系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)三通管中的內(nèi)孔滴出的水滴可以通過(guò)調(diào)節(jié)滴水管徑大小或者手動(dòng)調(diào)節(jié)接通的閥門(mén)裝置來(lái)調(diào)節(jié)水滴的流速，滴水形成細(xì)流注入到盆中或容器中。在細(xì)長(zhǎng)的傳遞系統(tǒng)中需要閥門(mén)另一個(gè)原因這樣可以抵消在多路三通管路中產(chǎn)生的不同的外流。[0005]滴水閥門(mén)的通道在硬度高的水流過(guò)的情況下由于水中含有的其他物質(zhì)而易于被堵塞。開(kāi)口管徑滴水管更簡(jiǎn)單，且不易發(fā)生堵塞問(wèn)題，但是如果不改變開(kāi)口管徑的大小其就不能針對(duì)不同植物進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)，或者針對(duì)與水源的距離長(zhǎng)短進(jìn)行流量補(bǔ)償，并且，最佳情況是，對(duì)于使用中央時(shí)間控制系統(tǒng)澆灌的植物并需要同樣的澆灌要求，并且水流的提供要保證其通道的暢通安全。[0006]最好的情況是，這兩種方法可以在需要人工干預(yù)前可以使用一小段時(shí)間，來(lái)增加或減少向一套植物容器的澆灌用水的供應(yīng)。兩套系統(tǒng)一旦啟動(dòng)，其供水率會(huì)維持在預(yù)先設(shè)定的水平，而不考慮植物生長(zhǎng)中由于天氣波動(dòng)，如陽(yáng)光、熱、冷或者更簡(jiǎn)單的其他變化帶來(lái)的變化而造成的供水改變。植物可能由于水閥的堵塞而缺水或因過(guò)度澆灌而死亡。在這樣極端情況下，容器會(huì)溢出，結(jié)果造成對(duì)家具的損壞。[0007]在田地種植的情況下，如農(nóng)業(yè)或者園藝生產(chǎn)中，特別是在熱帶干旱地區(qū)，其表層土壤和底層土壤是變化波動(dòng)的，由于蒸發(fā)和水層深度的變化，表層水分會(huì)丟失，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，可以明顯的感覺(jué)到地表水分的變化和作物生產(chǎn)的變化。這些可以在果園和田地的鳥(niǎo)瞰圖中看到，有些時(shí)候通過(guò)植物能夠看到。[0008]在缺乏水源的地區(qū)，使用傳統(tǒng)澆灌的方法對(duì)每平方米的區(qū)域都放入相通的水量直到水開(kāi)始溢出是很難行得通的。特殊的情況是，在山坡上的葡萄園中，用滴水的細(xì)流澆灌， 噴雨管澆灌技術(shù)只能用于在微型地表情況下使用過(guò)剩的水分，需要保證大部分植物得到健康的生長(zhǎng)，確保干旱的區(qū)域能得到充足的澆灌水。[0009]更進(jìn)一步來(lái)看，對(duì)于生長(zhǎng)在土壤中的有根植物來(lái)說(shuō)，存在一基于科學(xué)性的最小氧需求，但是該最小氧氣需求會(huì)被盆栽的或其他形式根束和土壤破壞，完全浸透需要一很長(zhǎng)的周期。已證實(shí)在自然界中，許多植物種類可以在連續(xù)流過(guò)水流之后的干燥時(shí)期從出現(xiàn)在根部和土壤中的氧氣中獲益。[0010]現(xiàn)在已知有各類裝置用來(lái)嘗試調(diào)節(jié)水的輸送，期望能有一種更加動(dòng)態(tài)的感知方法。[0011]于1977年2月14日提交的、申請(qǐng)人為MacLeod的美國(guó)專利US4，121，608“Liquid metering device"(《液體計(jì)量裝置》)公開(kāi)了一種用水分感應(yīng)元件控制的夾管閥(pinch valve)。該水分感應(yīng)元件細(xì)長(zhǎng)并埋放在需要調(diào)節(jié)水的土壤中。[0012]開(kāi)始后，閥門(mén)完全打開(kāi)，在干燥的土壤中開(kāi)始有水分進(jìn)入，并逐漸接近并產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)收縮線穿過(guò)彈性管道。結(jié)果是，當(dāng)水分感應(yīng)元件開(kāi)始打開(kāi)并完全處于閉合狀態(tài)后，不會(huì)有液體流動(dòng)。當(dāng)土壤變干后，水分感應(yīng)元件也開(kāi)始變干并開(kāi)始收縮，該收縮不斷增加，結(jié)果使得流體的流動(dòng)恢復(fù)。[0013]可以發(fā)現(xiàn)，這樣的設(shè)置在打開(kāi)和閉合期間在一定程度上限制了流動(dòng)。還有種可能性是閥門(mén)將流過(guò)足夠的流體，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，即或是這兩種狀態(tài)下的一種或全部，不會(huì)再次達(dá)到完全不受限開(kāi)膛(open-bore)。不受限全內(nèi)膛流動(dòng)被認(rèn)為是不可少的，最起碼要間或的達(dá)到這個(gè)要求，這樣可以清潔閥門(mén)本身，其上積累了很多物質(zhì)，微生物材料、硬水的沉淀物、砂粒等，這些東西能從澆灌設(shè)備的一端或兩端進(jìn)入。[0014]由于細(xì)長(zhǎng)的水分感應(yīng)元件，這個(gè)閥并不容易使用在澆灌管的自由端，該澆灌管端接在底層中，用來(lái)給盆栽植物供水。對(duì)于盆栽植物的底部澆灌是個(gè)很重要的要求。閥的關(guān)閉時(shí)間，以及隨后的開(kāi)啟時(shí)間等都有相當(dāng)大不同的提升，存在一個(gè)固有的滯后影響作用。[0015]于1978年3月2日提交的、申請(qǐng)人為Ornstein的美國(guó)專利US 4，182，357“Method of controlirig the relative humidity in a soil environment and apparatus for accomplishing same"(《土壤環(huán)境相對(duì)濕度的控制方法及裝置》)公開(kāi)了了一種本身短而寬的夾管閥，包含一封閉在開(kāi)口小室中的水分感應(yīng)元件。該元件構(gòu)造可能較適合底層水，短而寬的結(jié)構(gòu)使之在打開(kāi)和閉合狀態(tài)下都很相似。該半封閉形態(tài)可以用來(lái)有效的延長(zhǎng)水分感應(yīng)元件在打開(kāi)時(shí)的干燥時(shí)間，并且，特別可保存水分不丟失。在打開(kāi)閥和關(guān)閉閥的情況下水分單獨(dú)的時(shí)間的對(duì)比有了提升，該滯后影響效果和前面所述的MacLeod裝置中的相似。[0016]于1978年8月28日提交的、申請(qǐng)人為Beckmann的美國(guó)專利US 4，214，701 "Irrigation valve device"(《澆灌閥裝置》)公開(kāi)了一種可調(diào)節(jié)夾管閥，氣結(jié)合構(gòu)造和前述裝置相似，但是也具有相似的缺點(diǎn)。該水分感應(yīng)元件同樣封閉在一個(gè)開(kāi)口室內(nèi)，在閥的安裝周線上通過(guò)一膨脹芯安裝構(gòu)成。在另一個(gè)裝置中做成一個(gè)環(huán)繞并略過(guò)中央控制的可膨脹的中心銷(xiāo)的周?chē)?。在前述兩個(gè)例子中，這些裝配都是自由的，可相對(duì)移動(dòng)的，8大約位移在幾毫米，并在材料之間包含有水分感應(yīng)元件和非膨脹銷(xiāo)或填有土壤環(huán)境的開(kāi)口格。這些結(jié)構(gòu)都具有MacLeod裝置中的滯后影響效果，與前述的幾種裝置類似，在半個(gè)循環(huán)內(nèi)閥打開(kāi)和閥關(guān)閉之間的時(shí)間都相當(dāng)不同。[0017]于1995年9月9日提交的、申請(qǐng)人為Graham等人的美國(guó)專利US 5，382，270“Plant growth media comprising cross-linked hydrogel particles，，(X〈包含交聯(lián)水凝膠粒子的植物生產(chǎn)媒介》)公開(kāi)了一種包含有水分感應(yīng)元件的小排量隔板止流閥(end-stop valve) 0 這個(gè)密封設(shè)置的裝置適用放在在盆栽植物放置的圓盤(pán)或較淺的托盤(pán)中的底部。該裝置中水的流經(jīng)可以根據(jù)需要沿筆直的流經(jīng)或者彎曲的路徑流過(guò)。本裝置易于出現(xiàn)各類故障，如生物的入侵，硬水的防治和不期望的內(nèi)嵌的殘片，這些可能從裝置本身掉落產(chǎn)生。同樣，由于水分感應(yīng)元件封閉在室內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)如前所述的MacLeod裝置中的滯后影響情況。[0018]于1994年12月30日提交的、申請(qǐng)人為Nurm等人的美國(guó)專利US 5，794，848 "Hygrostat and system'^《恒濕器及系統(tǒng)》)也公開(kāi)了一種包含有水分感應(yīng)元件的小排量隔板止流閥，其具有一相似的彎曲內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本裝置需要壓入到土壤中受用，并不適用于在底層水中使用。另外，本裝置的水分感應(yīng)元件也封閉在室中，同樣從在前述的滯后影響效果。[0019]于1996年10月23日提交的、申請(qǐng)人為Cocatre-ZiIgien的美國(guó)專利 US5, 707, 038 "hinged kink valve"(《鉸鏈閥》)公開(kāi)了一種可以機(jī)械地打開(kāi)和關(guān)閉的鉸鏈閥，其用來(lái)控制一種氣動(dòng)的行走機(jī)器人。引用本專利是作為一個(gè)證明，因?yàn)檫@種閥可以用來(lái)在壓力下控制流體的通過(guò)。該閥包括裝配的部件，其中一組件為一種半剛性的聚合體管型材料可以彎曲，除非其具有不可逆轉(zhuǎn)的缺陷。管子的彎曲狀態(tài)往往發(fā)生在鉸鏈閥的設(shè)計(jì)軸上。本例中引用的流體通過(guò)聚合體管道的關(guān)閉和打開(kāi)的操作可應(yīng)用在機(jī)械裝置中。[0020]于2001年3月7日提交的、申請(qǐng)人為T(mén)anikawa、公開(kāi)號(hào)為US2002/01M880A1的美國(guó)專利申請(qǐng)“Irrigation valve"(《澆灌閥》)公開(kāi)了一種細(xì)長(zhǎng)的夾管閥和一種水龍頭形式的止流閥，兩種形式的閥都通過(guò)一個(gè)水分感應(yīng)元件工作。在第一個(gè)例子中，見(jiàn)圖1(a) 和1(b)，夾管閥就是這樣的類型=Ormstein的美國(guó)專利US 4，182，357 (參考圖2)具有同樣的打開(kāi)和關(guān)閉特性。在第二個(gè)例子中，該止流閥結(jié)構(gòu)類似于Graham等人的美國(guó)專利US 5，382，270，一隔板止流閥，其中他們具有相同的打開(kāi)和關(guān)閉特性。同樣的，水分感應(yīng)元件封閉在室中，結(jié)果就是同樣都具有滯后影響的效果，和前述的MacLeod裝置類似。[0021]于2004年7月21日提交的、申請(qǐng)人為Chantalat、公開(kāi)號(hào)為US2006/0016478A1 的美國(guó)專禾1J串請(qǐng)“Bending sleeve clamp for controlling fluid flow in a flexible tube"(《流體用柔軟管的彎曲套管加緊控制》)中公開(kāi)了設(shè)置在流體用的封閉的柔軟管上的可變形套管。該傳遞液流的軟管在完全打開(kāi)條件下很直并且為完全伸長(zhǎng)狀態(tài)。為了切斷液流的通過(guò)，套管可以機(jī)械的變形彎轉(zhuǎn)90°，同時(shí)一彎曲變形在一比較薄的區(qū)域形成，一般為中心區(qū)域。這樣會(huì)有一影響在傳遞流體的軟管內(nèi)切斷液流后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)紐結(jié)(kink)。 這種形式的閥裝置的產(chǎn)生機(jī)械地打開(kāi)和關(guān)閉的可以得到一種外部裝置應(yīng)用方式。同樣，該套管可以滑動(dòng)的配合在傳遞液流的軟管上。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯可以得出， 本套管在其使用中，緊貼著軟管，其中間的中心區(qū)域都被省略了，可以使軟管自由舒展，以便在套管設(shè)置的兩端實(shí)現(xiàn)其自由彎曲。[0022]在背景技術(shù)中用來(lái)抑制液流的的夾管閥中可以很清楚的證明這些存在的缺陷。但是，對(duì)于在上述例子中的水分感應(yīng)元件的膨脹而得到的夾管閥其變干時(shí)間及與之聯(lián)系的軟管打開(kāi)時(shí)間會(huì)被推遲，可以記錄在浸濕和變干的半個(gè)循環(huán)里的滯后影響。因此，在一個(gè)閥完全打開(kāi)，在完全管徑流通的情況下，在兩小時(shí)內(nèi)切斷流動(dòng)，也許需要更多個(gè)小時(shí)甚至是好幾天來(lái)恢復(fù)使其完全打開(kāi)，恢復(fù)到變干狀態(tài)，再次循環(huán)。當(dāng)然，這也是在水分感應(yīng)元件在遠(yuǎn)離其他任何水流幻境的狀態(tài)下，這樣的情況也不會(huì)發(fā)生，如果閥是安裝在澆灌供應(yīng)傳遞管的端部，而且也不太容易發(fā)生在水分感應(yīng)元件設(shè)置在土壤層深度以下的情況。[0023]這些背景技術(shù)中水澆灌裝置的關(guān)鍵點(diǎn)在于，當(dāng)在連續(xù)不斷的澆灌使用中，很容易在打開(kāi)和關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生周期性的偏差。其結(jié)果是，甚至是較小的碎片都可能積累起來(lái)而有可能使流動(dòng)受到限制。當(dāng)合澆灌定時(shí)器聯(lián)合使用時(shí)，設(shè)置開(kāi)關(guān)周期性的關(guān)閉和打開(kāi)，其中可能水流在二十四小時(shí)內(nèi)只有一個(gè)小時(shí)需要打開(kāi)進(jìn)行澆灌，由于重新打開(kāi)閥的時(shí)間在慢慢累積增加，會(huì)增加時(shí)間循環(huán)，因此一些需要繼續(xù)澆灌的植物失去了澆灌的機(jī)會(huì)。這在有殘?jiān)钃踉谄娴奈恢檬歉訃?yán)重。
背景技術(shù)：
中所述的各類裝置的運(yùn)作實(shí)際是十分微小的，人眼是觀察不到的。作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員做選擇，是不會(huì)選擇這些類型的閥來(lái)做澆灌用的。 更加優(yōu)選的方式是應(yīng)該具有更迅捷動(dòng)作和更接近類似于一像電子微型開(kāi)關(guān)那樣打開(kāi)和閉合的裝置。
發(fā)明內(nèi)容
[0024]然而，許多這些問(wèn)題同樣出現(xiàn)在水分感應(yīng)裝置中，而不是直接應(yīng)用的閥，組成水分啟動(dòng)傳感器和/或開(kāi)關(guān)，例如，電子傳感器和/或開(kāi)關(guān)，基于同樣的原理，基本的水分感應(yīng)會(huì)受到吸濕或者水分吸收材料影響的。因此，本文首先討論了這種變形過(guò)程產(chǎn)生一個(gè)直接的機(jī)械閥結(jié)果，應(yīng)該要理解的是，同樣的原理可以用來(lái)生產(chǎn)成傳感探測(cè)器或者開(kāi)關(guān)效果，特別是產(chǎn)生一電信號(hào)和/或啟動(dòng)一電子開(kāi)關(guān)。[0025]因此有必要提供一種水分感應(yīng)裝置，以及一種使用這樣的裝置的方法，用來(lái)解決上述各類裝置的不足，會(huì)產(chǎn)生以下一個(gè)或多個(gè)有益效果[0026]改善感應(yīng)以增加在打開(kāi)半循環(huán)和關(guān)閉半循環(huán)內(nèi)的水分等級(jí)；[0027]使得兩個(gè)半循環(huán)更加吻合接近；[0028]更少的復(fù)合運(yùn)動(dòng)部件，減少了使用中出現(xiàn)機(jī)械故障的幾率和失效的可能。[0029]因此，根據(jù)第一方面的要求，提供一種水分感應(yīng)裝置，包括[0030]一種水分感應(yīng)裝置，具有一包含有至少一個(gè)與一較小的第二種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)聯(lián)在一起的第一種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)的水分感應(yīng)元件，其中，第一種材料具有比第二種材料更好地吸收水分和增加吸水量的傾向，該兩種結(jié)構(gòu)機(jī)械地布置在一起并使該水分感應(yīng)元件因不同的膨脹量而產(chǎn)生機(jī)械變形；該水分感應(yīng)裝置還具有一與所述水分感應(yīng)元件機(jī)械地聯(lián)接在一起的操控元件，以致水分感應(yīng)元件感應(yīng)到水分的存在而產(chǎn)生的變形使操控元件在至少一個(gè)第一構(gòu)象態(tài)和第二構(gòu)象態(tài)之間產(chǎn)生機(jī)械上的轉(zhuǎn)變，從而使操控元件在第一功能態(tài)和第二功能態(tài)之間切換。[0031]本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)是操控元件在至少一個(gè)第一功能態(tài)和第二功能態(tài)之間機(jī)械的變換，該變換是由于水分感應(yīng)元件感受到水分等級(jí)的變化而變形引起的變化所作出的反應(yīng)。 狀態(tài)的變化是多樣的，例如可以是零部件中的形狀和/或位置和/或方向和/或操控元件的尺寸的變化。[0032]操控元件的這些變化的構(gòu)成都是源自水分感應(yīng)元件的變形。操控元件可以通過(guò)可逆變化和例如可逆形變結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到狀態(tài)轉(zhuǎn)換的目的，或者是通過(guò)提供合適的機(jī)械特征，如機(jī)構(gòu)或合適材料的選擇或者是這些的結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施例中，操控元件是一種合適的可變形體，其可在兩個(gè)形態(tài)之間變換。[0033]作為優(yōu)選方式，所述的水分感應(yīng)裝置選擇由易于形變的材料制成，其可適于由于水分條件的變化而在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間循環(huán)多次變換。在有選方式中，所述的操控元件由柔韌性良好的可任意彎曲的材料制成，所述的機(jī)械變換是由于水分感應(yīng)元件的形變引起的操控元件柔韌的在至少一個(gè)第一功能態(tài)和第二功能態(tài)之間變換，當(dāng)水分感應(yīng)元件恢復(fù)到其開(kāi)始的狀態(tài)時(shí)，操控元件由于韌性也恢復(fù)到初始狀態(tài)。因此，操控元件的在至少一第一構(gòu)象態(tài)和第二構(gòu)象態(tài)之間的變化產(chǎn)生一個(gè)操控元件的機(jī)械變形，該機(jī)械變形使得操控元件在至少一個(gè)第一功能態(tài)和第二功能態(tài)之間變換。[0034]本發(fā)明因此在于一個(gè)隨水分等級(jí)而固定地發(fā)生形變的水分感應(yīng)元件和一個(gè)機(jī)械地結(jié)合在水分感應(yīng)元件上的操控元件的簡(jiǎn)單組合，這樣的方式可以使得變形傾向在使用中起作用，例如可以在操控元件上引入一個(gè)扭曲變形或者直接的變化，如變化或扭絞。所述操控元件這樣設(shè)置后，機(jī)械地變換和操控元件的扭曲使得其在第一、第二功能態(tài)之間變化，這樣，可以從操控元件得到一個(gè)直接的需要的效果或一個(gè)可轉(zhuǎn)換使用的信號(hào)。特別是在水分感應(yīng)元件發(fā)生形變時(shí)，操控元件因此引起在至少一個(gè)第一、第二功能狀態(tài)之間的變換，其可以是相似的，或是逐漸增加的，或者是可以數(shù)字顯示的和不間斷的。隨著水分感應(yīng)元件隨著水分等級(jí)變化而形變的可逆性變化，操控元件的變化也是可逆的。這樣的話，本發(fā)明裝置在通常感官看來(lái)是一個(gè)水分用作的開(kāi)關(guān)，這種可發(fā)覺(jué)的和隨意變化的作用狀態(tài)轉(zhuǎn)換包括在了水分條件的變化中了。[0035]在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的水分啟動(dòng)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作是由操控元件構(gòu)造的變化從而發(fā)生的作用狀態(tài)的變化提供，操控元件變換一個(gè)部件關(guān)閉流體水管系統(tǒng)。例如，這種自動(dòng)的水分啟動(dòng)關(guān)閉可用在澆灌系統(tǒng)中。本裝置優(yōu)選包括一個(gè)可操作關(guān)閉結(jié)構(gòu)，可由操控元件的一個(gè)部分構(gòu)成和啟動(dòng)。需要說(shuō)的是，本裝置這樣的結(jié)構(gòu)，該設(shè)備是如此配置的操控元件的作用狀態(tài)變化的會(huì)影響可操作性關(guān)閉結(jié)構(gòu)的操作選擇(水分感應(yīng)方式的打開(kāi)和閉合)，并且作為優(yōu)選方式，操控元件由至少一個(gè)部分，操作關(guān)閉結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這樣作用狀態(tài)變化會(huì)直接影響至少操作關(guān)閉結(jié)構(gòu)的部分運(yùn)行。[0036]本發(fā)明裝置適用于這樣的操作，根據(jù)優(yōu)選方式，其中具有柔韌性可彎曲的細(xì)長(zhǎng)的操控元件，其在管道中充當(dāng)部分的流體傳送管道，由于其具有韌性，因此在水分感應(yīng)單元發(fā)生形變后引入一個(gè)直接的形變，如彎曲或者扭曲，并且因此堵塞流體的傳送管道，并切斷流體的傳送。因此，操控元件本身構(gòu)建了一個(gè)關(guān)閉結(jié)構(gòu)。本發(fā)明裝置隨后的討論中將幾種討論一些實(shí)例。[0037]因該需要理解本發(fā)明的基本原理可以用來(lái)應(yīng)用在各類開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)都可以用操控元件在一個(gè)可逆的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，而操控元件的轉(zhuǎn)換時(shí)基于水分等級(jí)的變化造成的水分感應(yīng)元件的形變。例如，一種應(yīng)用可以設(shè)想一電子水分傳感器或者一個(gè)水分啟動(dòng)開(kāi)關(guān)其中該細(xì)長(zhǎng)的操控元件包括一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)體、壓電物質(zhì)、或其它功能性物質(zhì)以便產(chǎn)生電信號(hào)或/和改變水分感應(yīng)元件電路構(gòu)成，這樣，操控元件相應(yīng)發(fā)生變化，在第一和第二功能態(tài)之間變化。因此，本發(fā)明的原理可以用來(lái)給各種水分傳感器系統(tǒng)或水分動(dòng)作開(kāi)關(guān)系統(tǒng)使用，其中功能單元機(jī)械變形或構(gòu)成狀態(tài)的變化可以引起開(kāi)關(guān)和傳感器的響應(yīng)。[0038]因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提供一種用于澆灌的設(shè)備，包括一個(gè)水分感應(yīng)元件包括至少一個(gè)第一種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)和與其結(jié)合的較小的第二種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)，其中，第一種材料具有比第二種材料更好的水分吸收性能，使之容積的增大率比第二種材料更大，這兩種結(jié)構(gòu)機(jī)械地設(shè)置在一起，由于膨脹傾向而更易于使水分感應(yīng)元件發(fā)生機(jī)械變形；而且在水分感應(yīng)元件上設(shè)有有一個(gè)操控元件，該操控元件由柔韌性很好的可以任意彎曲的材料制成，這樣，當(dāng)水分感應(yīng)元件感受到水分的存在而發(fā)生變形后，使得操控元件也發(fā)生變形，操控元件使得流體的傳輸管道發(fā)生機(jī)械的彎曲，從而帶來(lái)一兩處紐結(jié)來(lái)抑制液流。[0039]作為優(yōu)選的裝置，提供一種水分感應(yīng)元件和柔韌性管道的簡(jiǎn)單組合，其中水分感應(yīng)元件會(huì)隨著水分等級(jí)的變化而發(fā)生彎曲，柔韌性管道是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的圓管或類似物，所述水分感應(yīng)原件和管道機(jī)械的組合在一起，這樣彎曲變化會(huì)帶來(lái)管道的彎曲或扭結(jié)變化。由于管道天然的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)其發(fā)生這樣的變化后會(huì)減少通流管徑，從而限制流體的通過(guò)。[0040]例如，本實(shí)施方式中，一個(gè)管道、一個(gè)柔性彈性的管道元件，具有一個(gè)管徑作為澆灌流體通過(guò)的通道，這樣設(shè)置后管道元件平躺設(shè)置，其打開(kāi)并且是干燥的狀態(tài)，隨著水分感應(yīng)元件水分吸收而發(fā)生的機(jī)械形變，形成紐結(jié)，結(jié)果使至少部分的管孔會(huì)閉塞。[0041]本發(fā)明在機(jī)械結(jié)構(gòu)上很簡(jiǎn)單，在裝配中沒(méi)有移動(dòng)部件。其感應(yīng)環(huán)境中水分等級(jí)的變化，從而操控元件作出反應(yīng)，作為優(yōu)選方式，會(huì)關(guān)閉流體的通道，并且例如管道的管徑和阻止更多的澆灌水，由于水分感應(yīng)元件的變形而引起的自動(dòng)感應(yīng)。這種應(yīng)用兩種不同材料的不同吸收特性的方式帶來(lái)了極好的效果。并且，特別是第一種材料的水分吸收膨脹率要大于第二種材料的該特性。[0042]材料的擴(kuò)張隨水分等級(jí)的變化而不相同。例如一種材料吸收了水分后會(huì)擴(kuò)大，而另一種則展示出很小的變化。再例如，第一種材料是一種吸濕的材料，而第二種材料為吸濕性相對(duì)小的材料，例如一種相對(duì)吸濕性的材料。[0043]作為優(yōu)選的，在水分條件變化時(shí)，水分感應(yīng)裝置在至少第一和第二狀態(tài)之間的相對(duì)變形會(huì)發(fā)生在多個(gè)時(shí)刻循環(huán)出現(xiàn)。例如水分感應(yīng)元件的柔韌性變形。至少相對(duì)改變的第二種材料是柔韌性的可變性材料，并且當(dāng)?shù)谝环N材料縮小后，其能變形恢復(fù)到初始結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這樣，水分感應(yīng)元件的兩種材料之間相對(duì)就沒(méi)有存在應(yīng)力作用，延長(zhǎng)了元件的使用壽命。第一種材料也要是相對(duì)可變性的。例如，一種相對(duì)可變性的彈性體聚合物。[0044]兩種材料機(jī)械連接設(shè)置在一起，這樣兩種結(jié)構(gòu)擴(kuò)張變化的不同膨脹可以引起水分感應(yīng)元件的機(jī)械形變。特別是，兩種材料要緊密的連接在一起。特別是，需要將兩種材料機(jī)械結(jié)合在一起，例如可以直接具有一個(gè)共用的結(jié)合表面。該共用表面可是膠粘的，或者是熱成型或者是機(jī)械成型，作為優(yōu)選方式是，其中一種材料通過(guò)融化過(guò)程粘附到另一種材料上。 例如其中一種材料通過(guò)鑄模與另一種材料結(jié)合，或者兩種材料一起澆鑄或共同擠壓成型。 這就是說(shuō)，兩種材料的良好接觸在使用中會(huì)產(chǎn)生更好的不同變形效果。[0045]同時(shí)，本發(fā)明描述了其最簡(jiǎn)單的關(guān)于兩種不同性能材料做成水分感應(yīng)元件的關(guān)系，但是，本發(fā)明并不局限于此，任何幾種材料都可以用于實(shí)現(xiàn)水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)，其中，第一種材料具有較強(qiáng)的水分吸收特性并且具有更大的體積變化系數(shù)，對(duì)于一個(gè)較小水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)，第二種材料則具有一個(gè)相對(duì)較低的水分吸收特性，并且體積變化系數(shù)也較小，并且因此該元件可以在一個(gè)相對(duì)干涸相對(duì)濕的狀態(tài)中不停的機(jī)械性形狀變換，這樣的變換可以用來(lái)作為一個(gè)操控元件，例如可以是一個(gè)具有可彎曲的柔韌性操控元件，用來(lái)作為流體傳輸管道，可能包括有第二種材料或者第三種材料，操控元件在機(jī)械性的變化可以再澆灌系統(tǒng)中用來(lái)截?cái)嘁毫鞯膫鬏?。[0046]在一種特別的實(shí)施方式中，水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平的結(jié)構(gòu)(如網(wǎng)狀或者薄板狀)，第一、第二種材料這樣設(shè)置后易于其彎曲形變，首先在薄板的任意方向的具有一個(gè)弧度，在平面上具有更大弧度。特別是，本結(jié)構(gòu)采用這樣的方式可以在平面部分是非潮濕狀態(tài)，而在弧度部分為潮濕的狀態(tài)，這樣，第一第二材料可方便的布置在邊沿旁邊，并能機(jī)械地結(jié)合例如連接成一體，這樣，在弧度表面凸面的第一種材料吸水并開(kāi)始增大膨脹，在變形情況下轉(zhuǎn)變?yōu)槌睗駹顟B(tài)，而在弧度表面的凹面的第二種材料在第一種材料變形的過(guò)程中發(fā)生拉伸的變化。[0047]本實(shí)施方式有助于保證操控元件，例如流體傳輸管元件，它在水分感應(yīng)元件形變的情況下由于相對(duì)弧度結(jié)構(gòu)以可以預(yù)見(jiàn)的方式發(fā)生形變。該操控元件設(shè)置在薄板狀水分感應(yīng)元件的第二種材料表面上，可以與凹面一起變形，并且與凹弧表面平行設(shè)置。結(jié)果是弧度的變形減少了凹面的操控元件的給定長(zhǎng)度，引入了機(jī)械力使之變形轉(zhuǎn)換狀態(tài)，例如會(huì)產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)，特別的，對(duì)于傳輸管來(lái)說(shuō)會(huì)引入方向變化，發(fā)生扭結(jié)而抑制液流的傳輸。[0048]作為優(yōu)選方式，所述的操控元件除了直接設(shè)置在所述表面之外，還有其他的方式， 例如，其包括一個(gè)韌性管結(jié)構(gòu)，所述操控元件通過(guò)側(cè)面的約束支撐結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)置在水分感應(yīng)元件一定距離以上的位置。作為優(yōu)選的，約束結(jié)構(gòu)可以是平行于操控元件傳輸方向而加長(zhǎng)設(shè)置在水分感應(yīng)元件上的。例如，約束結(jié)構(gòu)是垂直設(shè)在它們之間的。作為優(yōu)選的，至少一對(duì)這樣的約束結(jié)構(gòu)設(shè)置在與相隔開(kāi)的縱向方向的操控元件。這樣設(shè)置的約束支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置韌性的傳輸管結(jié)構(gòu)，當(dāng)水分感應(yīng)元件形變，弧度狀態(tài)下，水分感應(yīng)元件的一點(diǎn)角度變化都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)更直接的力到操控元件上，比其直接安裝在感應(yīng)元件表面上更為迅速的得到變形，如一個(gè)紐結(jié)。這樣也更容易確定韌性管上紐結(jié)發(fā)生的區(qū)域。支持操控元件的兩個(gè)縱向空間點(diǎn)易于確定扭結(jié)區(qū)域，在這兩個(gè)點(diǎn)之間，當(dāng)變形發(fā)生時(shí)，扭結(jié)就會(huì)發(fā)生在約束結(jié)構(gòu)兩個(gè)支撐點(diǎn)中間的區(qū)域。[0049]在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的水分感應(yīng)元件包括至少一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)，并且所述的第一材料的至少一個(gè)第一層或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)機(jī)械連接到所述第二材料的至少一個(gè)第二層或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上。該雙層結(jié)構(gòu)由連續(xù)的過(guò)程形成，例如，通過(guò)粘合劑將兩種網(wǎng)狀原料冷成型，或者其他結(jié)合技術(shù)成型，或者冷擠壓，或者其它合適的方法過(guò)程。作為優(yōu)選的，冷成型過(guò)程還另外加入如液流輸送管等操控元件的冷成型。這樣，整個(gè)原料連續(xù)的供應(yīng)成型，再經(jīng)過(guò)去除多余材料的過(guò)程，如模具切除多余約束，如果需要還可穿孔除去殘留空氣，然后切成設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的水分感應(yīng)澆灌控制裝置。[0050]本發(fā)明所述的裝置，特別是包括有液流傳輸管的，可以作為澆灌系統(tǒng)的澆灌控制裝置，無(wú)論是戶外還是戶內(nèi)，或者是家庭花園，商業(yè)園藝或者是農(nóng)業(yè)，都可以很好的理解應(yīng)用。作為其最簡(jiǎn)單的應(yīng)用，本發(fā)明裝置適用于可逆的形態(tài)變化，例如，當(dāng)有水分出現(xiàn)后發(fā)生彎曲變形，當(dāng)達(dá)到一定的家讀后，可以產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)用以控制澆灌。實(shí)際上，操控元件產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)效果控制澆灌水流的開(kāi)關(guān)。這可以是簡(jiǎn)潔的，可以是操控元件產(chǎn)生一水分傳感器信號(hào)，參加么遞給一個(gè)裝置，用來(lái)控制澆灌?；蛘呤侵苯舆M(jìn)行控制，操控元件作為機(jī)器的一部分，設(shè)置電機(jī)，或者是電控閥或閥門(mén)開(kāi)關(guān)，用來(lái)在水分等級(jí)提高后關(guān)閉。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，操控元件是一個(gè)也六關(guān)，因此其在彎曲形變后切斷液流的通過(guò)。這樣該管道自身就是一個(gè)閥裝置，當(dāng)水分等級(jí)變化時(shí)自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)關(guān)變化。作為另一種選擇，如電線連接的開(kāi)關(guān)器，可能布置在管路中。[0051]可以清楚的看到，本裝置可以用作澆灌系統(tǒng)的水分感應(yīng)閥裝置，也適用于澆灌液流分配線，特別是適用于澆灌用液流傳輸站的附近，這樣，就可以感應(yīng)就地的情況并選擇是允許液流通過(guò)還是截?cái)嘁毫魍ㄟ^(guò)。[0052]本裝置第一個(gè)應(yīng)用是在水管組成的分配網(wǎng)絡(luò)來(lái)澆灌大量的植物、藤本植物、灌木、 樹(shù)等時(shí)對(duì)澆灌液流體積不變和體積調(diào)節(jié)的最終反饋。第二種應(yīng)用是通過(guò)和基于澆灌系統(tǒng)的計(jì)時(shí)器聯(lián)用，可以是澆灌水流源的基于時(shí)間的和基于體積的聯(lián)合使用。在任何一個(gè)例子中， 本發(fā)明裝置的簡(jiǎn)易閥可以阻止過(guò)度澆灌，其在探測(cè)到水分等級(jí)相對(duì)較高時(shí)(這樣水分感應(yīng)元件將發(fā)生彎曲變形)，在這樣的條件下將作用使閥關(guān)閉(操控元件發(fā)生彎曲變形，使得輸送液流的管道發(fā)生變形因此部分或完全封閉管道，截?cái)嘁毫?。該閥是處于機(jī)械地動(dòng)態(tài)響應(yīng)的，完全是可逆的。機(jī)械移動(dòng)部件的存在可以改善可逆性并延長(zhǎng)裝置的壽命。此外，“閥” 對(duì)于環(huán)境來(lái)說(shuō)是完全關(guān)閉的，因?yàn)槠鋬H僅是管構(gòu)件或者輸送管的可逆的彎曲變形，因此不會(huì)在閥中產(chǎn)生污垢。[0053]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的水分感應(yīng)閥包括一裝置，根據(jù)前述說(shuō)明，一種可操作的閥關(guān)閉，且一元件選擇打開(kāi)或者關(guān)閉操控元件上的閥。此外，本發(fā)明提供一種用于澆灌系統(tǒng)的水分感應(yīng)閥，如以上所描述的。[0054]然而，在選擇時(shí)，會(huì)選用本發(fā)明的原理，例如，在一個(gè)水分感應(yīng)傳感器中包括一個(gè)裝置如以上所述，和一個(gè)產(chǎn)生信號(hào)用來(lái)啟動(dòng)操控元件，或者是一個(gè)水分感應(yīng)開(kāi)關(guān)裝置如以上所述，包括一個(gè)可操作開(kāi)關(guān)如包括一對(duì)電觸頭，并相似方式的連接到電路，一個(gè)有選擇的啟動(dòng)操控元件的元件。[0055]任何已知的閥門(mén)，信號(hào)產(chǎn)生裝置，或可操作開(kāi)關(guān)都可響應(yīng)的應(yīng)用到本發(fā)明的基礎(chǔ)裝置中用以實(shí)現(xiàn)期望的功能。[0056]本發(fā)明裝置另一方面還涉及一種方法，檢測(cè)和感應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境中變化的水分含量， 包括至少一個(gè)，最好是組合化的裝置，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面根據(jù)環(huán)境設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)和控制環(huán)境中的水分等級(jí)。隨著時(shí)間的運(yùn)行操作本系統(tǒng)，由于水分等級(jí)的變化裝置會(huì)變換狀態(tài)，根據(jù)本發(fā)明第一方面的描述，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)。[0057]該感應(yīng)可能僅僅是一個(gè)可觀察到的可操作的響應(yīng)(設(shè)備本身充當(dāng)了傳感器的作用)，或可能包含一個(gè)可操作的響應(yīng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，感應(yīng)方法包括采取步驟改變當(dāng)?shù)厮值燃?jí)，例如使水分含量回到預(yù)設(shè)等級(jí)。作為優(yōu)選，裝置本身可以作用這個(gè)過(guò)程中，特別如以上所述的閥結(jié)構(gòu)。[0058]根據(jù)本發(fā)明裝置所述的控制澆灌系統(tǒng)的方法包括以下步驟準(zhǔn)備一個(gè)澆灌系統(tǒng)， 包括由澆灌軟管組成的澆灌網(wǎng)絡(luò)或流體源的反饋，或者是對(duì)當(dāng)?shù)乇緛?lái)就有的澆灌網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)；并入澆灌網(wǎng)絡(luò)，特別是在附近設(shè)有一個(gè)或多個(gè)輸送點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明第一方面的內(nèi)容，至少設(shè)有一個(gè)所述的水分感應(yīng)裝置，作為一個(gè)閥裝置使用，作為優(yōu)選，應(yīng)該包括一個(gè)柔韌材料的操控元件管，其可在水分感應(yīng)元件感應(yīng)到水而發(fā)生變形后發(fā)生機(jī)械彎曲形變，形成紐結(jié)， 截?cái)嘁毫鞯耐ㄟ^(guò)，控制水分等級(jí)；操作澆灌系統(tǒng)，使流體源向澆灌系統(tǒng)供應(yīng)預(yù)期設(shè)定流量的[0059]根據(jù)本方法中的裝置，在使用處最少設(shè)置一個(gè)，作為優(yōu)選的，使用多個(gè)組合的，例如，在系統(tǒng)的所有輸送點(diǎn)，這些連接到中央流體源的輸送點(diǎn)上需要設(shè)置多個(gè)本發(fā)明所述裝置。在這些點(diǎn)，水分的等級(jí)已經(jīng)很高了，裝置的彎曲會(huì)易于關(guān)閉閥或者是管路。閥或管路通過(guò)軟管與這些輸送點(diǎn)相連接，因此可以作為輸送液流的軟管上的關(guān)閉開(kāi)關(guān)。輸送點(diǎn)根據(jù)本方法，輸送點(diǎn)上的較高的水含量，因此會(huì)被裝置選擇的關(guān)閉。[0060]澆灌源可以連續(xù)不斷的或著恒定不變的供應(yīng)澆灌流體，或者是基于時(shí)間控制或者容積控制的供應(yīng)方式。[0061]精確控制并不是必要的，因?yàn)檫m用本方法可以很容易限制過(guò)度澆灌，并且在澆灌不足時(shí)，切斷點(diǎn)本身高效含水的，當(dāng)打開(kāi)后，可以迅速的恢復(fù)供水。[0062]澆灌流體一般來(lái)說(shuō)是水，可以選擇性的加入適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)或園藝用的添加劑，如常規(guī)方法下加入的植物養(yǎng)料成分或類似的，水質(zhì)控制成分，如控制PH的成分等。


[0063]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明[0064]圖1是本發(fā)明的凹弧面的示意圖，根據(jù)本發(fā)明原理，操縱管關(guān)閉，處于控制狀態(tài)；[0065]圖2是本發(fā)明凸面的示意圖；[0066]圖3是同樣設(shè)計(jì)的頂面、側(cè)面、底面和端部圖；[0067]圖4是另一種可選的裝置設(shè)計(jì)，側(cè)面、底面和端部示意圖；[0068]圖5展示了圖3中裝置的安裝截面示意圖；[0069]圖6展示了另一種可選的實(shí)施方式相似的設(shè)計(jì)，側(cè)面、底面和端部示意圖。
具體實(shí)施方式
[0070]參考圖1至3，一種裝置包括有兩種聚合物材料(熱電塑料彈性體TPE)組成平面雙層結(jié)構(gòu)，他們具有不同的水分吸收特性，因此，這種結(jié)構(gòu)在不濕潤(rùn)的時(shí)候是平面狀態(tài)的， 當(dāng)吸水濕潤(rùn)后變?yōu)榛⌒蔚?，在濕?rùn)后凹形的一面設(shè)一個(gè)流體管，當(dāng)濕潤(rùn)平面結(jié)構(gòu)彎曲后管道扭結(jié)。[0071]本結(jié)構(gòu)由吸濕聚合物1成分的第一網(wǎng)層組成，其可以從具有高水分恢復(fù)性材料中選擇，如熱電塑料彈性體(TPE)，選擇PEBAX生產(chǎn)的該類產(chǎn)品，也可以是聚醚氨基化合物。第二種相對(duì)親水聚合網(wǎng)狀物3可以選擇使用TPE，選擇PEBAX生產(chǎn)的該類產(chǎn)品，在本例中，在用第一網(wǎng)狀物合成雙層結(jié)構(gòu)的時(shí)候，要進(jìn)行十分仔細(xì)的工具設(shè)計(jì)，保證成型過(guò)程中塑料的連接并使其合成一體，保證其特征(如果需要的話)，如圖1、2、3、4和6中所示的裝置的合成過(guò)程中。如圖所示，該過(guò)程可以看作是一個(gè)制造過(guò)程，先將網(wǎng)狀物切斷，在結(jié)合在一起成為需要的結(jié)構(gòu)。這兩種材料結(jié)合在一起涌用來(lái)形成水分感應(yīng)元件，其可以改變自己的尺寸和并彎曲，如圖1，2所示，當(dāng)吸水濕潤(rùn)后，由于吸水率的不同，在吸水狀態(tài)會(huì)發(fā)生彎曲。[0072]圖3展示的結(jié)構(gòu)是在沒(méi)有變形情況的狀態(tài)，即非吸水狀態(tài)，更清楚的看到雙層結(jié)構(gòu)的相互配合。該圖還表面了本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)角度的視圖，側(cè)視圖，俯視圖及端部視圖。[0073]參考圖1至3，一個(gè)澆灌用的輸送管5由不漏水的聚合材料構(gòu)成，可以使低親水性的TPE材料，其通過(guò)設(shè)置在由第二層材料網(wǎng)狀物3上的一對(duì)彈性伸展部分7支撐連接。這15些是本發(fā)明有效的重要組成，這樣網(wǎng)狀物凹弧面的兩端可以約束其上接近的輸送管，當(dāng)吸水單元進(jìn)入吸水潮濕狀態(tài)后而變形后，其管道中心部位會(huì)受到機(jī)械力的作用而產(chǎn)生一個(gè)鉗子一樣的動(dòng)作，在中心部位的一個(gè)點(diǎn)8的部位扭結(jié)起來(lái)。對(duì)這最能夠闡明其狀態(tài)的為圖1， 在這種扭結(jié)狀態(tài)下，輸送管5的管徑所界定的傳輸通道被扭結(jié)所閉塞，液流不能通過(guò)該管道的該點(diǎn)。
圖1尤其表現(xiàn)了澆灌液流輸送管外置在由第一第二網(wǎng)狀層結(jié)合而成的水分感應(yīng)元件上空的有益效果。韌性管道元件(本例中為澆灌管1)安裝在水分感應(yīng)元件的外部多個(gè)管子直徑的距離，這個(gè)距離是距離第二網(wǎng)狀層的距離，例如，距離二道五個(gè)該管道直徑的距離，在圖中為三個(gè)。該管道通過(guò)至少一對(duì)延伸的支撐結(jié)構(gòu)支撐設(shè)置，并且該支撐結(jié)構(gòu)沿管道的縱向方向上留出空間以便管道元件轉(zhuǎn)動(dòng)空間。合適的支撐方式如放射狀樣式(優(yōu)選的， 如圖所示的，兩對(duì)放射性延伸物7)。
扭結(jié)所產(chǎn)生的變形區(qū)域位于縱向空間和偏移空間之間，如放射狀部分。該傳輸管設(shè)置在其上，并能彈性物質(zhì)構(gòu)成，經(jīng)過(guò)承受擠壓力，會(huì)變形形成一個(gè)紐結(jié)，并閉塞管路。該扭結(jié)區(qū)域是由于輸送管元件兩端的產(chǎn)生的擠壓彎曲力不斷施壓造成的幾何變形，效果集中體現(xiàn)在該區(qū)域。
參照?qǐng)D1，輸送管的橫向偏移的設(shè)計(jì)帶來(lái)了一個(gè)重要的有益效果，由于水分感應(yīng)元件的彎曲而引發(fā)的偏移的操控元件的彎曲變形。這個(gè)有益效果是由于偏移的操控元件在吸水潮濕狀態(tài)下可以更大的弧度彎曲，相對(duì)比雙層結(jié)構(gòu)的彎曲。當(dāng)在使用細(xì)長(zhǎng)的操控元件時(shí)， 這個(gè)偏移帶了的有益效果更為有用。細(xì)長(zhǎng)的操控元件的支撐結(jié)構(gòu)的效果是減小紐結(jié)區(qū)域的范圍(在一個(gè)長(zhǎng)范圍來(lái)看)，并且因此加大了輸送管的彎曲力，對(duì)于任何放射狀設(shè)置的片狀元件來(lái)說(shuō)。這減少了形成紐結(jié)的時(shí)間，并且在形成紐結(jié)時(shí)具有更少?gòu)澢糠?。偏移支撐縱向空間因此對(duì)于較長(zhǎng)的操控元件來(lái)說(shuō)用來(lái)確定紐結(jié)的位置和減少紐結(jié)的范圍，并且增加了操控元件的紐結(jié)的彎曲變形程度，該變形由水分感應(yīng)元件的變化引起。水分感應(yīng)元件變形時(shí)淺層角度的變化都會(huì)引起操控元件紐結(jié)的彎曲角度的較大變化。有證據(jù)表明操控元件的彎曲角度要比水分感應(yīng)元件的打開(kāi)角度小50%。
本裝置的凹面偏移的有益效果是網(wǎng)狀層的彎曲角度使得管路元件產(chǎn)生了一個(gè)紐結(jié)，其彎曲形成的角度小于網(wǎng)狀層的彎曲成的角度。在圖1中，前者的角度是60°，而后者的打開(kāi)角度是120°，在干燥情況，兩者的打開(kāi)角度都是180°。
理想狀況是，輸送管元件和紐結(jié)形成區(qū)域形成的狀況是整個(gè)的紐結(jié)結(jié)構(gòu)完全形成在該區(qū)域的中心位置，并且其形成在吸水的幾個(gè)小時(shí)之后。如果沒(méi)有偏移結(jié)構(gòu)(輸送管直接安裝到水分感應(yīng)元件的表面上)帶來(lái)的效果，該過(guò)程可能會(huì)需要十二個(gè)小時(shí)。如果傳輸管元件和扭結(jié)形成區(qū)域完美的結(jié)合在了一起將是很差的實(shí)施方式，作為優(yōu)選方式，紐結(jié)如圖中所示的。
當(dāng)在吸水潮濕過(guò)程中，水分感應(yīng)元件的第一種材料開(kāi)始逐步的拉伸伸展，卷縮或者彎曲，而第二種材料也由此拉伸。水分感應(yīng)元件的第二網(wǎng)狀層隨著第一網(wǎng)狀層的大比例的外部膨脹變形開(kāi)始拉伸和卷縮。水分感應(yīng)聚合物的膨脹率至少為幾個(gè)百分點(diǎn)，作為本發(fā)明應(yīng)用選在膨脹率在15% -25%之間的材料。由于該過(guò)程是可逆的，多次的拉伸的，第二種材料其變形在彈性范圍內(nèi)，不會(huì)發(fā)生永久變形的。
由于使用了柔韌性材料，第二網(wǎng)狀層材料在這個(gè)過(guò)程中可以使用很多次。[0081]本發(fā)明裝置的效率，速度和可靠性可以認(rèn)為是在吸水濕潤(rùn)過(guò)程中，以及在形成紐結(jié)時(shí)輸送管內(nèi)沿軸向產(chǎn)生的力。特別是，在開(kāi)始時(shí)(安裝在平均濕度較干的環(huán)境中)是正常的負(fù)載和較松的狀態(tài)。隨著第一種材料開(kāi)始伸展及網(wǎng)狀層開(kāi)始伸展，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生力，網(wǎng)狀層開(kāi)始對(duì)第二層材料施加拉力，管子上產(chǎn)生壓縮力。該壓縮力匯集在管道彎曲的點(diǎn)上，由于力的作用，該力抵抗變形并慢慢減小。通過(guò)細(xì)心設(shè)計(jì)和合適的材料選擇，，該專職可以達(dá)到一個(gè)最優(yōu)化的效果，在十幾種彎曲可以像是瞬間變化完成的，這樣該關(guān)閉操作室一個(gè)雙向穩(wěn)定的轉(zhuǎn)變。隨著彎曲曲線平穩(wěn)的出現(xiàn)，傳輸管瞬間猛的打開(kāi)閥，成為圖中所示的狀態(tài)。 該動(dòng)作可以容易的觀察到，如果閥設(shè)置在中水中幾毫米深度，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)漣漪效果。
兩種原因有助于操作的有效性，即從干涸的狀態(tài)到剛剛開(kāi)始濕潤(rùn)-扭結(jié)(水分感應(yīng)元件具有變形，但是輸送管內(nèi)還沒(méi)有明顯的堵塞流體的流通)前的時(shí)間和彈起到完全扭結(jié)的時(shí)間。該有益效果是，由于偏移的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得裝置達(dá)到紐結(jié)點(diǎn)非常迅捷，時(shí)間僅僅為幾個(gè)小時(shí)而非所述的十二個(gè)小時(shí)。這部分是因?yàn)樵膹澢《葦U(kuò)大了，另一方面是偏移結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改善了紐結(jié)區(qū)域。如果傳輸管直接安裝在水分感應(yīng)元件的表面，則需要更大的元件彎曲已達(dá)到可能的紐結(jié)點(diǎn)，或者是可能在多個(gè)可能的位置產(chǎn)生紐結(jié)。該紐結(jié)一旦通過(guò)了高于閥值的急流，則會(huì)造成彈性彎曲失效。管徑會(huì)閉塞。
逆向反應(yīng)速度也得到了改善，因此當(dāng)干涸后再次打開(kāi)該裝置后具有較少的滯后影響。特別是，隨著第一種材料干涸收縮后，第二種材料還存在殘留拉力，同時(shí)，一旦彎曲負(fù)低于閥值，彎曲的管道的彈性自然會(huì)促使彎曲變形恢復(fù)。管徑打開(kāi)，同時(shí)水可以再次流通。
本發(fā)明的有效性并不是單獨(dú)依靠這種現(xiàn)象，并且不總是只是一瞬間發(fā)生的。對(duì)于不同型號(hào)的尺寸的裝置和材料的不同而反應(yīng)效果都有特別，但是，所有的裝置應(yīng)該都具有這個(gè)特點(diǎn)，一旦吸水潮濕后，管道都會(huì)形成一個(gè)紐結(jié)，關(guān)閉管道。
在澆灌系統(tǒng)中使用本發(fā)明裝置時(shí)，本裝置先安裝病區(qū)所述交管系統(tǒng)中的澆灌管5， 澆灌管5連接到澆灌龍頭(沒(méi)有畫(huà)出)，并連接到附近的供水節(jié)點(diǎn)上，例如系統(tǒng)的三通水管的出水口處。當(dāng)附近相對(duì)較干時(shí)，從中心供水處流來(lái)的澆灌流體達(dá)到這些節(jié)點(diǎn)后暢通的通過(guò)管徑，如果該處沒(méi)有形成紐結(jié)的話。如果誰(shuí)被附近是微濕的，該裝置有趨于變形的傾向， 會(huì)阻擋流體的流通，在該節(jié)點(diǎn)處起開(kāi)關(guān)的作用。因此，本發(fā)明裝置通過(guò)其機(jī)械活動(dòng)起到一個(gè)自動(dòng)關(guān)閉的作用。因此，當(dāng)本發(fā)明裝置接入到澆灌系統(tǒng)中后，其在實(shí)際中扮演一個(gè)閥的效果，可以自動(dòng)地可逆地進(jìn)行流體的部分或完全切斷。
圖4揭示了一種可選的本發(fā)明實(shí)施方式，其不同于前面的圖3中解釋的相同的制造方法。其中，圖3中是兩種聚合物層通過(guò)鑄模成型，而圖4中的結(jié)構(gòu)更適合用連續(xù)的冷擠壓成型。另外，為了得到和圖1至3中揭示的方法一樣的運(yùn)行效果，一個(gè)底層11具有相對(duì)吸濕性的材料，上層13具有較低的相對(duì)吸濕性，但是，這次通過(guò)冷擠壓使之結(jié)合成一體成為雙層結(jié)構(gòu)。一個(gè)具有柔韌性的家常聚合物澆灌管15同樣設(shè)置在其上，，并同樣有放射狀的支撐結(jié)構(gòu)支撐于網(wǎng)層13以上。這樣設(shè)置連續(xù)的材料，并自身通過(guò)冷擠壓結(jié)合成型，再出去表面多余的材料，沖切成合適長(zhǎng)度的裝置。其工作功能和前述裝置相同，支撐結(jié)構(gòu)17同樣設(shè)置在該裝置上，用來(lái)形成紐結(jié)區(qū)域，澆灌管15在使用中會(huì)紐結(jié)并閉塞澆灌管。
圖5中的(a)視圖揭示了一種本發(fā)明裝置的可能的安裝方式。其中安裝托架21通過(guò)放置在地上的支撐板22支撐起，并且其上連接有流體輸送管23連接到澆灌網(wǎng)絡(luò)中。一根據(jù)本發(fā)明的裝置M連接到所述流體輸送管23的外部，參考(a)(b)兩個(gè)視圖。在使用時(shí)，裝置M在吸水濕潤(rùn)后會(huì)如前述的裝置一樣發(fā)生變形，其自由端又短會(huì)向上方向卷縮，阻止兩旁的液流合并因此產(chǎn)生部分或完全的流體關(guān)閉效果，阻止了流體輸送管23的液流流通， 在彎曲變形情況下可以截?cái)嗳魏螡补噙^(guò)程。因此，當(dāng)裝置M處于非濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)候，水可以通過(guò)連接在托架上安裝的流體輸送管輸送到澆灌節(jié)點(diǎn)。
在圖-4中，所示的本發(fā)明設(shè)有輸送管5，15，其通過(guò)即對(duì)放射狀的支撐網(wǎng)7，17支撐。這些十分的有效，因?yàn)槠淇刂浦斔凸芄潭ㄔ谙鄬?duì)與水分可變性元件的確定的位置上， 并且，當(dāng)水分可變性元件發(fā)生彎曲變形后，其會(huì)在明確的相對(duì)精確的區(qū)域內(nèi)紐結(jié)。然而，在一個(gè)的實(shí)施方式中，可以有這樣一種閥系統(tǒng)，其澆灌管由僅僅單個(gè)連續(xù)的放射狀支撐支撐住。這樣的系統(tǒng)并沒(méi)有在圖中揭示，而且在力不平衡，不作為優(yōu)選方式使用，并因此紐結(jié)會(huì)在擺去中軸線的左邊或右邊。扭結(jié)需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間形成，效率較低，而且是一個(gè)軟紐結(jié)，但它仍具有某些功能。
圖6為根據(jù)本發(fā)明原理的一種改進(jìn)形式的裝置。此外的內(nèi)容在途3和圖4中有揭示。一個(gè)第一相對(duì)吸濕性層31和一個(gè)第二相對(duì)較低吸濕性層33結(jié)合一體，與前述的水分可變形元件相似。一個(gè)澆灌管35由單個(gè)的而不是一對(duì)垂直的放射狀支撐板支撐固定，其可由圖中的虛線看到。這會(huì)有所指出的缺陷，即紐結(jié)形成需要較長(zhǎng)的時(shí)間，通常成形的部位是其最短路徑處，并且成形在任意的一邊。為了嘗試使得紐結(jié)區(qū)域的位置確定和穩(wěn)固，采取如圖 1至4中的方式，在其中加入橫向的法蘭盤(pán)38，以支持澆灌管35。這樣可能是對(duì)于鑄模結(jié)構(gòu)的一種解決方案，但是這樣并非有選方式，因?yàn)槠鋾?huì)在紐結(jié)形成區(qū)域的兩邊產(chǎn)生應(yīng)力集中， 而且不能自身冷擠壓成型。盡管在途中只標(biāo)示出兩個(gè)法蘭盤(pán)，但是可以增加更多的法蘭盤(pán)來(lái)改進(jìn)其穩(wěn)固性，可以再端部設(shè)置法蘭來(lái)封閉澆灌管35。
上述所有的實(shí)施例都是水分感應(yīng)澆灌控制單元的展示，其功能與水分啟動(dòng)閥類似，其中，當(dāng)處于潮濕狀態(tài)時(shí)，水分可變形元件的彎曲變形或者尺寸的改變起到直接影響澆灌管至少部分的關(guān)閉，產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)作。使用最少的活動(dòng)部件，來(lái)產(chǎn)生機(jī)械效果，這是本發(fā)明裝置的特別用處。然而，所有以上所討論的，本發(fā)明的原理，操控元件上的水分可形變?cè)C(jī)械動(dòng)作的使用，并不限于這些直接關(guān)閉應(yīng)用，可以擴(kuò)展到例如領(lǐng)用變形產(chǎn)生其它一些機(jī)械形變的場(chǎng)合，在適合的操控元件結(jié)合水分可形變?cè)?，如傳感器、開(kāi)關(guān)等，電機(jī)或電字響應(yīng)，其機(jī)械變形會(huì)產(chǎn)生直接地或間接地影響。
權(quán)利要求
1.一種水分感應(yīng)裝置，具有一包含有至少一個(gè)與一第二種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)聯(lián)在一起的第一種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)的水分感應(yīng)元件，其中，與第一種材料相比，第二種材料具有較低的水分吸收特性，第一種材料具有比第二種材料更好地吸收水分和增加吸水量的傾向，第一種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)和第二種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)機(jī)械地布置在一起并使該水分感應(yīng)元件因不同的膨脹量而產(chǎn)生機(jī)械變形；該水分感應(yīng)裝置還具有一與所述水分感應(yīng)元件機(jī)械地聯(lián)接在一起的操控元件，以致水分感應(yīng)元件感應(yīng)到水分的存在而產(chǎn)生的變形使操控元件在至少一個(gè)第一構(gòu)象態(tài)和第二構(gòu)象態(tài)之間產(chǎn)生機(jī)械上的轉(zhuǎn)變，從而使操控元件在至少一個(gè)第一功能態(tài)和第二功能態(tài)之間切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件由易彎曲及具有彈性回復(fù)的材料構(gòu)成，以致所述水分感應(yīng)元件的變形易于使操控元件彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件布置得使在至少一第一功能態(tài)和第二功能態(tài)之間產(chǎn)生的彎曲在操控元件上實(shí)現(xiàn)功能的改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于該水分感應(yīng)裝置包括一可操作的封蓋結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成一用于由液體傳輸管道所組成的系統(tǒng)的濕控封蓋，其中功能的改變使得所述可操作的封蓋結(jié)構(gòu)具有可供選擇的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件的至少一個(gè)部分由所述可操作的封蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這樣作用狀態(tài)變化會(huì)直接，至少部分地影響可操作的封蓋結(jié)構(gòu)的運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述的操控元件為細(xì)長(zhǎng)的操控元件，其為一充當(dāng)液體傳輸管道的一部分的柔性彈性管道元件，當(dāng)在水分感應(yīng)元件發(fā)生形變后在該柔性彈性管道元件上引入彎曲或者扭結(jié)的直接的形變，該管道元件可直接變形， 從而關(guān)閉液體傳送管道并抑制液體的傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5、6所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述的液體傳輸管道包括一具有作為澆灌液體通過(guò)的管孔的柔性彈性管道元件，這樣配置使得所述柔性彈性管道元件在干燥和開(kāi)膛狀態(tài)時(shí)總體上直線布置，隨著水分感應(yīng)元件水分吸收而發(fā)生機(jī)械形變而形成扭結(jié)，導(dǎo)致至少部分內(nèi)膛封閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1、2、4、5或6所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一種材料為吸濕性材料，第二種材料為比第一種材料吸濕性更低的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一種材料為吸濕性材料， 第二種材料為比第一種材料吸濕性更低的材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一種材料為吸濕性材料，第二種材料為比第一種材料吸濕性更低的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1、2、4、5或6所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第二種材料為吸濕性材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第二種材料為吸濕性材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第二種材料為吸濕性材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1、2、4、5、6、9、10、12或13所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于至少第二種材料為彈性可變形材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于至少第二種材料為彈性可變形材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于至少第二種材料為彈性可變形材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于至少第二種材料為彈性可變形材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于至少第二種材料為彈性可變形材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求
1、2、4、5、6、9、10、12、13、15、16、17或18所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一和第二種材料通過(guò)共有的聯(lián)結(jié)面直接機(jī)械結(jié)合成一體。
20.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一和第二種材料通過(guò)共有的聯(lián)結(jié)面直接機(jī)械結(jié)合成一體。
21.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一和第二種材料通過(guò)共有的聯(lián)結(jié)面直接機(jī)械結(jié)合成一體。
22.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一和第二種材料通過(guò)共有的聯(lián)結(jié)面直接機(jī)械結(jié)合成一體。
23.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一和第二種材料通過(guò)共有的聯(lián)結(jié)面直接機(jī)械結(jié)合成一體。
24.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述第一和第二種材料通過(guò)共有的聯(lián)結(jié)面直接機(jī)械結(jié)合成一體。
25.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于兩種材料通過(guò)熔融方法聯(lián)接成一體。
26.根據(jù)權(quán)利要求
20至M中任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于兩種材料通過(guò)熔融方法聯(lián)接成一體。
27.根據(jù)權(quán)利要求
1、2、4、5、6、9、10、12、13、15、16、17、18、20、21、22、23、對(duì)或25所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
28.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
29.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
30.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
31.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
32.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
33.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
34.根據(jù)權(quán)利要求
沈所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件具有一個(gè)扁平結(jié)構(gòu)，其中第一種材料和第二種材料布置得使在非潮濕狀態(tài)下具有更小的弧度，在潮濕狀態(tài)下具有更大的弧度，從而在這之間易于變形。
35.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件適于在非潮濕狀態(tài)的平面結(jié)構(gòu)和潮濕狀態(tài)下的弧度結(jié)構(gòu)之間調(diào)節(jié)變形。
36.根據(jù)權(quán)利要求
觀至34中任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述水分感應(yīng)元件適于在非潮濕狀態(tài)的平面結(jié)構(gòu)和潮濕狀態(tài)下的弧度結(jié)構(gòu)之間調(diào)節(jié)變 形。
37.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件通過(guò)側(cè)面的突起物結(jié)構(gòu)布設(shè)置在水分感應(yīng)元件側(cè)部一定距離的位置處。
38.根據(jù)權(quán)利要求
觀至35中任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件通過(guò)側(cè)面的突起物結(jié)構(gòu)布設(shè)置在水分感應(yīng)元件側(cè)部一定距離的位置處。
39.根據(jù)權(quán)利要求
36所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件通過(guò)側(cè)面的突起物結(jié)構(gòu)布設(shè)置在水分感應(yīng)元件側(cè)部一定距離的位置處。
40.根據(jù)權(quán)利要求
37或39所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述突起物結(jié)構(gòu)縱向隔開(kāi)和配置，以使得在細(xì)長(zhǎng)的操控元件上形成一扭結(jié)區(qū)域并在水分感應(yīng)元件的給定的變形下，在該區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的變形增大。
41.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述突起物結(jié)構(gòu)縱向隔開(kāi)和配置，以使得在細(xì)長(zhǎng)的操控元件上形成一扭結(jié)區(qū)域并在水分感應(yīng)元件的給定的變形下，在該區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的變形增大。
42.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于第一種材料和第二種材料包括相互并排的網(wǎng)并在公共面上直接結(jié)合在一起，使得第一種材料在吸水量增加和開(kāi)始體積增大時(shí)，該第一種材料在所述弧度表面的凸起側(cè)，處于變形和伸展的潮濕狀態(tài)中；并且第二種材料在弧度表面的凹入側(cè)，其中操控元件布置在水分感應(yīng)元件的凹面內(nèi)，在使用中隨之變形。
43.根據(jù)權(quán)利要求
觀-35、37、39、41中任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于第一種材料和第二種材料包括相互并排的網(wǎng)并在公共面上直接結(jié)合在一起，使得第一種材料在吸水量增加和開(kāi)始體積增大時(shí)，該第一種材料在所述弧度表面的凸起側(cè)，處于變形和伸展的潮濕狀態(tài)中；并且第二種材料在弧度表面的凹入側(cè)，其中操控元件布置在水分感應(yīng)元件的凹面內(nèi)，在使用中隨之變形。
44.根據(jù)權(quán)利要求
36所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于第一種材料和第二種材料包括相互并排的網(wǎng)并在公共面上直接結(jié)合在一起，使得第一種材料在吸水量增加和開(kāi)始體積增大時(shí)，該第一種材料在所述弧度表面的凸起側(cè)，處于變形和伸展的潮濕狀態(tài)中；并且第二種材料在弧度表面的凹入側(cè)，其中操控元件布置在水分感應(yīng)元件的凹面內(nèi)，在使用中隨之變形。
45.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于第一種材料和第二種材料包括相互并排的網(wǎng)并在公共面上直接結(jié)合在一起，使得第一種材料在吸水量增加和開(kāi)始體積增大時(shí)，該第一種材料在所述弧度表面的凸起側(cè)，處于變形和伸展的潮濕狀態(tài)中；并且第二種材料在弧度表面的凹入側(cè)，其中操控元件布置在水分感應(yīng)元件的凹面內(nèi)，在使用中隨之變形。
46.根據(jù)權(quán)利要求
40所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于第一種材料和第二種材料包括相互并排的網(wǎng)并在公共面上直接結(jié)合在一起，使得第一種材料在吸水量增加和開(kāi)始體積增大時(shí)，該第一種材料在所述弧度表面的凸起側(cè)，處于變形和伸展的潮濕狀態(tài)中；并且第二種材料在弧度表面的凹入側(cè)，其中操控元件布置在水分感應(yīng)元件的凹面內(nèi)，在使用中隨之變形。
47.根據(jù)權(quán)利要求
42、44、45或46所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件為一充當(dāng)液體傳輸管道的柔性彈性管道元件，該柔性彈性管道元件由至少一對(duì)在所述弧度表面縱向隔開(kāi)一定距離的側(cè)面的突起物結(jié)構(gòu)支撐，以使得該柔性彈性管道元件與所述弧度表面隔開(kāi)一定距離。
48.根據(jù)權(quán)利要求
43所述的水分感應(yīng)裝置，其特征在于所述操控元件為一充當(dāng)液體傳輸管道的柔性彈性管道元件，該柔性彈性管道元件由至少一對(duì)在所述弧度表面縱向隔開(kāi)一定距離的側(cè)面的突起物結(jié)構(gòu)支撐，以使得該柔性彈性管道元件與所述弧度表面隔開(kāi)一定距離。
49.一種水分感應(yīng)傳感器，其包括上述任一權(quán)利要求
所述的水分感應(yīng)裝置和一向操控元件發(fā)生一水分響應(yīng)信號(hào)來(lái)啟動(dòng)操控的工具。
50.一種水分感應(yīng)開(kāi)關(guān)，其包括權(quán)利要求
1-48任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置、一可操作的開(kāi)關(guān)及一工具，該工具通過(guò)操控元件的操控動(dòng)作作出開(kāi)啟或關(guān)閉該水分感應(yīng)開(kāi)關(guān)的操作。
51.一種水分感應(yīng)閥，其包括權(quán)利要求
1-48任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置、一可操作的閥及一工具，該工具通過(guò)操控元件的操控動(dòng)作作出開(kāi)啟或關(guān)閉該感應(yīng)閥的操作。
52.一種澆灌系統(tǒng)，其包括多個(gè)權(quán)利要求
51中所述的水分感應(yīng)閥。
53.一種探測(cè)和/或響應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境中水分等級(jí)變化的方法，其特征在于，包括以下步驟在環(huán)境中布置至少一個(gè)權(quán)利要求
1至48中任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置來(lái)作為探測(cè)和/ 或響應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境水分等級(jí)的系統(tǒng)的一個(gè)部分；隨著時(shí)間的運(yùn)行操作本系統(tǒng)，由于水分等級(jí)的變化裝置會(huì)變換狀態(tài)，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生一感應(yīng)。
54.一種澆灌系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟準(zhǔn)備一澆灌系統(tǒng)，包括由澆灌軟管組成的澆灌網(wǎng)絡(luò)或液體源的反饋，或者是對(duì)當(dāng)?shù)乇緛?lái)就有的澆灌網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)；并入澆灌網(wǎng)絡(luò)，在附近設(shè)有一個(gè)或多個(gè)輸送點(diǎn)，至少設(shè)有一個(gè)權(quán)利要求
1至48中任一項(xiàng)所述的水分感應(yīng)裝置，作為一個(gè)閥裝置使用，包括一個(gè)柔韌材料的操控元件，其可在水分感應(yīng)元件感應(yīng)到水分而發(fā)生變形后發(fā)生機(jī)械彎曲形變，形成扭結(jié)，抑制液流的通過(guò)，控制水分等級(jí)；操作澆灌系統(tǒng)，使液體源向澆灌系統(tǒng)供應(yīng)預(yù)期設(shè)定流量的液體。
55.根據(jù)權(quán)利要求
M所述的澆灌系統(tǒng)的控制方法，一個(gè)包括柔性彈性管道元件的液體傳輸管道為操控元件，其可在水分感應(yīng)元件感應(yīng)到水而發(fā)生變形后發(fā)生機(jī)械形變，形成扭結(jié)，在水分較高時(shí)抑制液流的通過(guò)。
56.根據(jù)權(quán)利要求
55所述的澆灌系統(tǒng)的控制方法，其中所述液體傳輸管道偏移設(shè)置在扁平結(jié)構(gòu)的水分感應(yīng)元件旁側(cè)，使得在水分存在時(shí)，縱向方向上與側(cè)面隔開(kāi)的突起物使水分感應(yīng)元件易于形成彎曲，從而可以在操控元件中形成扭結(jié)區(qū)域，且在該區(qū)域?qū)λ指袘?yīng)元件給定變形的條件下產(chǎn)生的形變?cè)龃蟆?br>專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水分感應(yīng)裝置，具有一包含有至少一個(gè)與一較小的第二種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)聯(lián)在一起的第一種材料的水分感應(yīng)結(jié)構(gòu)的水分感應(yīng)元件，其中，第一種材料具有比第二種材料更好地吸收水分和增加吸水量的傾向，該兩種結(jié)構(gòu)機(jī)械地布置在一起并使該水分感應(yīng)元件因不同的膨脹量而產(chǎn)生機(jī)械變形；而且還包括與所述水分感應(yīng)元件機(jī)械地聯(lián)接在一起的操控元件，該操控元件由柔韌性很好的可以任意彎曲的材料制成，這樣，當(dāng)水分感應(yīng)元件感受到水分的存在而發(fā)生變形后，使得操控元件也發(fā)生變形，操控元件在第一功能態(tài)和第二功能態(tài)之間切換。本發(fā)明還公開(kāi)了一種本裝置的應(yīng)用方法，特別是澆灌控制方法。
文檔編號(hào)F16K7/04GKCN101662930 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200780045219
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2007年12月7日
發(fā)明者邁克爾·愛(ài)德華·布朗 申請(qǐng)人:邁克爾·愛(ài)德華·布朗導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5),