專(zhuān)利名稱(chēng)：低頻生物電磁儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物電磁處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低頻生物電磁儀。
背景技術(shù)：
研究表明，生物體的各個(gè)層次存在大量的電活動(dòng)，這些電活動(dòng)必然會(huì)受到外加電磁場(chǎng)的影響從而使生理代謝發(fā)生重大變化?；诖?，從二十世紀(jì)80年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)在靜電 場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)方面做了大量的研究工作，研究涉及種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、抗逆性和食品質(zhì)量 等各個(gè)方面，并且深入到了組織、細(xì)胞和分子的各個(gè)層次。但是，目前靜電場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)的 研究仍受到一系列問(wèn)題的困擾。例如，在相同或近似的生物體系中完成的實(shí)驗(yàn)經(jīng)常給出矛 盾的結(jié)果，或者實(shí)驗(yàn)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)意義；有時(shí)研究方案不易重復(fù)，或者不能給出清楚地解釋?zhuān)@ 些現(xiàn)象使得很難對(duì)靜電場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)做出客觀地評(píng)價(jià)。從電磁學(xué)角度來(lái)看，生物體是由導(dǎo)電的生物體液和絕緣的細(xì)胞膜組成的復(fù)合介質(zhì) 體系，靜電場(chǎng)一般難以透入生物體。強(qiáng)度不會(huì)產(chǎn)生電離現(xiàn)象的外電場(chǎng)對(duì)生物體的影響主要 是通過(guò)外電場(chǎng)的變化在體內(nèi)產(chǎn)生的感生電流對(duì)生物體內(nèi)的組織、細(xì)胞和細(xì)胞核發(fā)生作用， 因此，變化電場(chǎng)或脈沖電場(chǎng)對(duì)生物的影響比靜電場(chǎng)的影響要大。近年來(lái)的一系列研究表明 植物電信號(hào)的存在，它是一種幅度在pV-mV的低頻微弱信號(hào)，其功率譜主要分布在小于5Hz 低頻區(qū)?？紤]到生物電信號(hào)的自身特征，有理由相信采用脈沖電場(chǎng)取代過(guò)去長(zhǎng)期研究的靜 電場(chǎng)，可能會(huì)得到更顯著的生物學(xué)效應(yīng)。近年來(lái)，有人開(kāi)始用低頻高壓電場(chǎng)對(duì)生物體進(jìn)行外 部刺激然后研究其生物學(xué)效應(yīng)并取得了初步的研究成果。但這一方面的研究還處于起步階 段，其實(shí)驗(yàn)儀器需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與完善?，F(xiàn)有的用于生物電磁效應(yīng)的各種電磁儀，有的只能產(chǎn)生高壓靜電場(chǎng)，且電壓不可 調(diào)節(jié)，或者有的雖可調(diào)節(jié)但由于電壓幅度較低因而調(diào)節(jié)范圍有限，不能滿(mǎn)足廣域電壓范圍 內(nèi)的實(shí)驗(yàn)。有的電場(chǎng)發(fā)生器雖然能夠產(chǎn)生低頻脈沖電場(chǎng)但頻率單一，高壓無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量與 調(diào)節(jié)，高壓安全保護(hù)措施不夠，電壓幅度不能達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)要求值，且電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜， 功耗大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種低頻生物電磁儀，解決了現(xiàn)有電磁儀電壓不可調(diào) 節(jié)，電壓幅度不能達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)要求值，且電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，功耗大的問(wèn)題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種低頻生物電磁儀，包括依次連接的可調(diào)電 源、遙控開(kāi)關(guān)和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路，晶振、分頻電路、脈沖調(diào)制電路和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路依次連 接，激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路的輸出端和升壓變壓電路、熔斷電阻、電極針依次連接，其中的，可調(diào)電源，用于提供70V-160V的電壓；遙控開(kāi)關(guān)，用于在20米的范圍內(nèi)隨時(shí)切斷高壓電源，以保障操作的安全性，同時(shí)， 當(dāng)高壓輸出電流過(guò)大時(shí)，還可使遙控開(kāi)關(guān)電路的繼電器自動(dòng)斷開(kāi)，達(dá)到過(guò)載自動(dòng)保護(hù)的目 的；[0009]激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路，用于脈沖信號(hào)耦合到激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路中控制推動(dòng)管與電容、線圈 形成的電路產(chǎn)生振蕩，將100V的直流高壓電源的電壓提升到千伏以上；晶振，用于和電阻、電容及斯密特非門(mén)構(gòu)成時(shí)鐘源；分頻電路，用于產(chǎn)生15625Hz的高頻脈沖；脈沖調(diào)制電路，用于將高頻脈沖調(diào)制為低頻輸出的高頻脈沖串，低頻頻率在 IHz-IOHz范圍內(nèi)可調(diào)，高電平脈寬在50ms-100ms范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；升壓變壓電路，用于對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行振蕩升壓和變壓器升壓后輸出低頻調(diào)制式的 高壓脈沖；熔斷電阻，用于負(fù)載過(guò)載時(shí)過(guò)流保護(hù)，高壓電容可濾掉高頻成分，獲得低頻高壓脈 沖；電極針，用于將低頻高壓脈沖作用于植物周?chē)耐寥乐?，誘發(fā)植物產(chǎn)生空氣負(fù)離 子。本實(shí)用新型低頻生物電磁儀的有益效果是(1)電壓幅值在2KV-30KV可調(diào)，頻率在ΙΗζ-ΙΟΗζ范圍內(nèi)可調(diào)，脈沖電平脈寬在 50ms-100ms范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，且高壓輸出采用遙控方式接通或斷開(kāi)，高壓電流及高壓幅值 由儀表自動(dòng)顯示與監(jiān)測(cè)；(2)分頻電路由低功耗的CMOS電路組成，成本低，功耗小，抗干擾性強(qiáng)；(3)電路中設(shè)置了遙控開(kāi)關(guān)，利用其可隨時(shí)切斷或接通高壓電路，保證了操作的安 全性。同時(shí)，當(dāng)發(fā)生短路電流時(shí)，遙控開(kāi)關(guān)電路會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)負(fù)高壓，達(dá)到過(guò)載自動(dòng)保護(hù)的目 的；(4)低頻脈沖、高壓電源接通分別以紅綠色發(fā)光二極管顯示，能有效的監(jiān)視低壓電 路與高壓電路是否處于正常工作狀態(tài)；(5)輸出高壓與輸出電流由表頭監(jiān)測(cè)，可觀測(cè)空氣電離電流及其變化；(6)輸出電壓幅度與脈沖頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào)，便于對(duì)生物施加不同或適宜劑 量的電磁場(chǎng)；便于分析電場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)的“域值”與“功率窗”特性。

圖1是本實(shí)用新型低頻生物電磁儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.可調(diào)電源，2.脈沖調(diào)制電路，3.遙控開(kāi)關(guān)，4.激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路，5.升壓變 壓電路，6.分頻電路，7.晶振，8.熔斷電阻，9.電極針。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型低頻生物電磁儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括依次連接的可調(diào)電源1、遙控 開(kāi)關(guān)3和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路4，另外，晶振7、分頻電路6、脈沖調(diào)制電路2和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路4 依次連接，激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路4的輸出端和升壓變壓電路5、熔斷電阻8、電極針9依次連接。可調(diào)電源1，用于提供70V-160V的電壓；遙控開(kāi)關(guān)3，用于在20米的范圍內(nèi)隨時(shí)切斷高壓電源，以保障操作的安全性，同 時(shí)，當(dāng)高壓輸出電流過(guò)大時(shí)，還可使遙控開(kāi)關(guān)3電路的繼電器自動(dòng)斷開(kāi)，達(dá)到過(guò)載自動(dòng)保護(hù)的目的；激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路4，用于脈沖信號(hào)耦合到激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路中控制推動(dòng)管與電容、線圈 形成的電路產(chǎn)生振蕩，將100V的直流高壓電源的電壓提升到千伏以上；晶振7，用于和電阻、電容及斯密特非門(mén)(IC40106)構(gòu)成時(shí)鐘源；分頻電路6，用于產(chǎn)生15625Hz的高頻脈沖；脈沖調(diào)制電路2，用于將高頻脈沖調(diào)制為低頻輸出的高頻脈沖串。低頻頻率在 IHz IOHz范圍內(nèi)可調(diào)，高電平脈寬在50ms-100ms范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；升壓變壓電路5，用于對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行振蕩升壓和變壓器升壓后輸出低頻調(diào)制式 的高壓脈沖；熔斷電阻8，用于負(fù)載過(guò)載時(shí)過(guò)流保護(hù)，高壓電容可濾掉高頻成分，獲得低頻高壓 脈沖；電極針9，用于將低頻高壓脈沖作用于植物周?chē)耐寥乐?，誘發(fā)植物產(chǎn)生空氣負(fù)離 子。本實(shí)用新型低頻生物電磁儀的工作過(guò)程將電極針9放在花盆的土壤中，可調(diào) 電源1通電，復(fù)位脈沖首先將各個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位。由2M晶振7和電阻、電容及斯密特非門(mén) (IC40106)構(gòu)成時(shí)鐘源，經(jīng)IC4024的128分頻后產(chǎn)生15625Hz的高頻脈沖。再經(jīng)一個(gè)與非 門(mén)處理產(chǎn)生高、低電平的“占空比”為3 1的方波脈沖，以使其符合振蕩升壓電路的要求。 另一路，高頻脈沖經(jīng)進(jìn)一步分頻產(chǎn)生低頻脈沖，低頻脈沖觸發(fā)由555時(shí)基集成電路組成的 “占空比”可調(diào)的多諧振蕩器形成調(diào)制脈沖。低頻調(diào)制脈沖的頻率在ΙΗζ-ΙΟΗζ、高電平脈寬 在50ms-100ms范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。高頻脈沖和低頻調(diào)制脈沖經(jīng)與非門(mén)后形成被調(diào)制的高頻 脈沖串，被調(diào)制的高頻脈沖耦合到激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路4中，經(jīng)振蕩升壓和變壓器升壓后輸出 低頻調(diào)制式的高壓脈沖，用高壓電容濾除高頻后成為低頻高壓脈沖，通過(guò)電極針9作用于 土壤，產(chǎn)生負(fù)離子。本實(shí)用新型采用脈沖分頻電路、脈沖調(diào)制電路、激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路相連接，解決了現(xiàn) 有電磁儀電壓不可調(diào)節(jié)，電壓幅度不能達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)要求值，且電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，功耗大 的問(wèn)題。
權(quán)利要求一種低頻生物電磁儀，其特征在于，包括依次連接的可調(diào)電源(1)、遙控開(kāi)關(guān)(3)和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路(4)，晶振(7)、分頻電路(6)、脈沖調(diào)制電路(2)和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路(4)依次連接，激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸出端和升壓變壓電路(5)、熔斷電阻(8)、電極針(9)依次連接，其中的，可調(diào)電源(1)，用于提供70V-160V的電壓；遙控開(kāi)關(guān)(3)，用于在20米的范圍內(nèi)隨時(shí)切斷高壓電源，以保障操作的安全性，同時(shí)，當(dāng)高壓輸出電流過(guò)大時(shí)，還可使遙控開(kāi)關(guān)(3)電路的繼電器自動(dòng)斷開(kāi)，達(dá)到過(guò)載自動(dòng)保護(hù)的目的；激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路(4)，用于脈沖信號(hào)耦合到激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路中控制推動(dòng)管與電容、線圈形成的電路產(chǎn)生振蕩，將100V的直流高壓電源的電壓提升到千伏以上；晶振(7)，用于和電阻、電容及斯密特非門(mén)構(gòu)成時(shí)鐘源；分頻電路(6)，用于產(chǎn)生15625Hz的高頻脈沖；脈沖調(diào)制電路(2)，用于將高頻脈沖調(diào)制為低頻輸出的高頻脈沖串，低頻頻率在1Hz-10Hz范圍內(nèi)可調(diào)，高電平脈寬在50ms-100ms范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；升壓變壓電路(5)，用于對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行振蕩升壓和變壓器升壓后輸出低頻調(diào)制式的高壓脈沖；熔斷電阻(8)，用于負(fù)載過(guò)載時(shí)過(guò)流保護(hù)，高壓電容可濾掉高頻成分，獲得低頻高壓脈沖；電極針(9)，用于將低頻高壓脈沖作用于植物周?chē)耐寥乐?，誘發(fā)植物產(chǎn)生空氣負(fù)離子。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的一種低頻生物電磁儀，包括依次連接的可調(diào)電源、遙控開(kāi)關(guān)和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路，晶振、分頻電路、脈沖調(diào)制電路和激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路依次連接，激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路的輸出端和升壓變壓電路、熔斷電阻、電極針依次連接。本實(shí)用新型低頻生物電磁儀采用脈沖分頻電路、脈沖調(diào)制電路、激勵(lì)與驅(qū)動(dòng)電路相連接，解決了現(xiàn)有電磁儀電壓不可調(diào)節(jié)，電壓幅度不能達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)要求值，且電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，功耗大的問(wèn)題。
文檔編號(hào)A01G7/04GK201563414SQ2009203123
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者習(xí)崗, 楊運(yùn)經(jīng) 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)