水资源短缺已成为世界面临的严重问题。目前,国内的节水灌溉设备自动化程度普遍偏低;国外的节水灌溉设备虽能实现自动化水平的要求,但成本都比较高。无电源节水阀门是针对目前国内外节水灌溉设备所存在的问题而设计的一种高自动化、低成本且能实现无源自动控制的设备。控制单元是无电源节水阀门的核心部位,对其性能进行研究是无电源节水阀门研制成功的关键。本文所研究的主要内容和结论如下:1.控制单元中钢丝网层数的选择:通过三种材料在一层和二层钢丝网制成的控制单元中的力学性能实验结果可以看出,钢丝网层数对于控制单元的透水性能没有太大影响,因此从使用寿命和稳定性考虑选择二层钢丝网制成的控制单元。2.控制单元中湿敏材料的选择:在控制单元力学性能实验中发现保水剂、压缩黑木耳与木材纤维按1:5:5相混合的湿敏材料在膨胀时力学性能不稳定,在大棚模拟实验中发现装有保水剂与砂石按1:3相混合湿敏材料的阀门不能根据土壤含水率的变化灵敏地自动开关。只有装有保水剂与砂石按1:5相混合湿敏材料的阀门可将土壤含水率控制在合适的范围内,因此得出较适合于控制单元中的湿敏材料为保水剂与砂石按1:5相混合。3.控制单元中弹簧刚度系数的选择:在大棚模拟实验中发现阀门中弹簧的钢度系数越大,停止灌溉和开始灌溉的时机都越晚,甚至在土壤含水率很低时,仍无法重新开始灌溉。这说明控制单元中弹簧的钢度系数不能太大,由本文选择的四种弹簧估计,钢度系数以在0.5N/mm-2N/mm之间为益。4.回归方程的建立:本文将实验成功的三个阀门周围的土壤含水率与和阀门距离两者之间的关系回归成方程,方便以后的应用。综上所述,本文通过对控制单元性能的研究实现了无电源节水阀门的自动启闭,打破了传统的采用手动或计算机、传感器来实现自动控制的想法,节约了成本,减少了劳动力,而且节能、普及性强,为以后自动灌溉设备的研究提供了有效的思路。