一種基于高壓靜電場(chǎng)的植物理療裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于高壓電場(chǎng)的植物理療裝置，主要由上流水管與回流水管、營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充管、電磁閥、泵、靜電屏蔽罩、正負(fù)極板、一對(duì)風(fēng)扇、培養(yǎng)槽、高壓發(fā)生器、溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、計(jì)算機(jī)控制終端、光學(xué)傳感器、離子濃度傳感器與pH傳感器與測(cè)量杯組成。通過為植物生長(zhǎng)提供適宜的光照、溫度、濕度與電場(chǎng)環(huán)境，最大程度促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分吸收和光能利用，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育優(yōu)化植物生理特性。同時(shí)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)精確施肥按需施肥，減少化肥使用量，提高肥料利用率；且具有靜電除蟲的功能，能消除農(nóng)藥污染。本發(fā)明可應(yīng)用于無(wú)公害農(nóng)作物增產(chǎn)的科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)。
【專利說明】-種基于高壓靜電場(chǎng)的植物理療裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及植物生長(zhǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于高壓靜電場(chǎng)的植物理療裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 礦質(zhì)元素是植物生長(zhǎng)的必須元素，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育起著至關(guān)重要的作用。其中包 含氮、磷、鉀等大量元素，以及鐵、錳、鋅等微量元素。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年都消耗大量的化 月巴。然而，目前我國(guó)肥料利用率很低，造成了大量養(yǎng)分流失，資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
[0003] 研究表明，合適的高壓靜電場(chǎng)處理可以改變膜電位，從而改變離子通道的開閉，提 高根系活性吸收面積，促進(jìn)植物對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，從而有利于干重的積累；同時(shí)有助于植 物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，提高葉片對(duì)光能的利用率，從而為生命活動(dòng)提供更多能量，有利于 植物生長(zhǎng)。同時(shí)，使用高壓靜電場(chǎng)增產(chǎn)減少了農(nóng)藥化肥的使用，提高了養(yǎng)分利用率，減少了 資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于高壓靜電技術(shù)的植物理療裝置，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、調(diào) 控植物養(yǎng)分吸收，提高植物生長(zhǎng)速率，提高植物生理特性以及智能化施肥的目的。
[0005] 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于高壓靜電場(chǎng)的植物理療裝置，其特征在于：包含離子濃度傳感器與pH傳 感器（1)、電磁閥（2)、泵（3)、回流水管（4)、靜電屏蔽罩（5)、正極板（6)、植物（7)、風(fēng)扇 (8)、電磁閥（9)、營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充管（10)、培養(yǎng)槽（11)、負(fù)極板（12)、電壓表（13)、高壓發(fā)生器 (14)、絕緣板（15)、上流水管（16)、溫濕度傳感器（17)、光照強(qiáng)度傳感器（18)、風(fēng)扇（19)、計(jì) 算機(jī)控制終端（20)、光學(xué)傳感器（21)和測(cè)量杯（22);
[0007] 所述靜電屏蔽罩（5)為6塊10mm厚的矩形有機(jī)玻璃構(gòu)成的長(zhǎng)方體的箱體結(jié)構(gòu)；靜 電屏蔽罩（5)外置有平行的多條用以提供光照的LED燈帶；
[0008] 靜電屏蔽罩（5)側(cè)面設(shè)有一組風(fēng)扇即風(fēng)扇A(8)和風(fēng)扇A(19);靜電屏蔽罩（5)側(cè) 面設(shè)有溫濕度傳感器（17)與光照強(qiáng)度傳感器（18);
[0009] 所述正極板（6)與負(fù)極板（12)由兩塊大小相同的圓角矩形狀鋼質(zhì)或銅質(zhì)極板 組成；正極板（6)通過絕緣材料懸于靜電屏蔽罩（5)上板，并通過專用電纜與高壓發(fā)生器 (14)正極相連；負(fù)極板（12)固定到屏蔽罩（5)底部的絕緣板（15)上，并接地；
[0010] 絕緣板（15)置于靜電屏蔽罩（5)下部?jī)?nèi)表面上；正極板（6)與負(fù)極板（12)互相 平行；正極板（6)與負(fù)極板（12)之間裝有電壓表（13);
[0011] 所述植物（7)被固定在泡沫板上，并置于充滿已知配方的營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)槽（11) 中；所述培養(yǎng)槽（11)被置于靜電屏蔽罩（5)內(nèi)的負(fù)極板（12)上；
[0012] 所述回流水管（4)、上流水管（16)與營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充管（10)分別穿過靜電屏蔽罩（5) 伸到培養(yǎng)槽（11)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液中；回流水管（4)與上流水管（16)之間安裝有水泵（3);回流 水管（4)上安裝有電磁閥（2)，營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充管（10)上安裝有電磁閥（9)，由計(jì)算機(jī)控制終端 (20)控制電磁閥⑵和電磁閥（9)開和關(guān)；
[0013] 所述離子濃度傳感器與pH傳感器（1)的探針置于測(cè)量杯（22)內(nèi)。
[0014] 所述的離子濃度傳感器與pH傳感器（1)為可測(cè)量N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、 Cu、Mo、Cl離子濃度傳感器中的任一種。
[0015] 本發(fā)明的工作原理
[0016] 通過實(shí)驗(yàn)研究，得到不同強(qiáng)度高壓靜電場(chǎng)對(duì)不同生長(zhǎng)階段植物離子吸收、光能轉(zhuǎn) 化等生理指標(biāo)的影響，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。如圖1所示，計(jì)算機(jī)控制終端根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)信息 初步確定一合適場(chǎng)強(qiáng)并輸出相應(yīng)頻率的脈沖信號(hào)。信號(hào)經(jīng)過放大、升壓、高壓倍壓整流最后 在正負(fù)極板兩端輸出高壓。輸出測(cè)量模塊對(duì)輸出的電壓進(jìn)行測(cè)量，反饋給計(jì)算機(jī)控制終端。 計(jì)算機(jī)控制終端根據(jù)目標(biāo)值和實(shí)際值的差異進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)，以提供穩(wěn)定準(zhǔn)確的高壓，從而 在植物培養(yǎng)箱中產(chǎn)生相應(yīng)高壓靜電場(chǎng)。離子濃度傳感器與pH傳感器相結(jié)合米集營(yíng)養(yǎng)液中 剩余營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)信息，用于計(jì)算植物營(yíng)養(yǎng)吸收速率。上述信息通過數(shù)據(jù)采集卡送交計(jì)算機(jī)控 制終端分析。計(jì)算機(jī)根據(jù)反饋來的信息推斷植物生長(zhǎng)狀態(tài)輸出在顯示器上，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù) 對(duì)高壓靜電場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而最大程度的優(yōu)化植物生長(zhǎng)。光學(xué)傳感器采集植物葉片光譜信 息供參考檢測(cè)植物生長(zhǎng)狀況。
[0017] 本發(fā)明的工作過程為：水泵（3)工作，使培養(yǎng)槽中的營(yíng)養(yǎng)液通過回流水管（4)與上 流水管（16)依箭頭（順時(shí)針）方向流動(dòng)，從而盡量使培養(yǎng)槽中營(yíng)養(yǎng)液濃度均勻。計(jì)算機(jī)控 制終端（20)控制高壓發(fā)生器（14)向正極板（6)與負(fù)極板（12)之間施加特定電壓，使正極 板（6)與負(fù)極板（12)之間形成穩(wěn)定的所需電場(chǎng)。計(jì)算機(jī)控制終端每隔一段時(shí)間控制電磁 閥⑵開啟，抽取5ml營(yíng)養(yǎng)液到測(cè)量杯（22)中。離子濃度傳感器與pH傳感器⑴檢測(cè)營(yíng) 養(yǎng)液中的多種離子濃度與pH值，并傳輸給計(jì)算機(jī)控制終端（20)。計(jì)算機(jī)控制終端（20)通 過"耗竭法"，利用如下式所示的改進(jìn)的Michaelis - Menten方程計(jì)算植物離子吸收動(dòng)力學(xué) 參數(shù)與Km，從而判定植物的營(yíng)養(yǎng)吸收狀況。
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于高壓靜電場(chǎng)的植物理療裝置，其特征在于：包含離子濃度傳感器與pH傳感 器（1)、電磁閥（2)、泵（3)、回流水管（4)、靜電屏蔽罩（5)、正極板（6)、植物（7)、風(fēng) 扇（8)、電磁閥（9)、營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充管（10)、培養(yǎng)槽（11)、負(fù)極板（12)、電壓表（13)、高 壓發(fā)生器（14)、絕緣板（15)、上流水管（16)、溫濕度傳感器（17)、光照強(qiáng)度傳感器（18) 、風(fēng)扇（19)、計(jì)算機(jī)控制終端（20)、光學(xué)傳感器（21)和測(cè)量杯（22); 所述靜電屏蔽罩（5)為6塊10mm厚的矩形有機(jī)玻璃構(gòu)成的長(zhǎng)方體的箱體結(jié)構(gòu)；靜電 屏蔽罩（5)外置有平行的多條用以提供光照的LED燈帶； 靜電屏蔽罩（5)側(cè)面設(shè)有一組風(fēng)扇即風(fēng)扇A(8)和風(fēng)扇A (19);靜電屏蔽罩（5)側(cè)面 設(shè)有溫濕度傳感器（17)與光照強(qiáng)度傳感器（18); 所述正極板（6)與負(fù)極板（12)由兩塊大小相同的圓角矩形狀鋼質(zhì)或銅質(zhì)極板組成；正 極板（6)通過絕緣材料懸于靜電屏蔽罩（5)上板，并通過專用電纜與高壓發(fā)生器（14)正極 相連；負(fù)極板（12)固定到屏蔽罩（5)底部的絕緣板（15)上，并接地； 絕緣板（15)置于靜電屏蔽罩（5)下部?jī)?nèi)表面上；正極板（6)與負(fù)極板（12)互相平行； 正極板（6)與負(fù)極板（12)之間裝有電壓表（13); 所述植物（7)被固定在泡沫板上，并置于充滿已知配方的營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)槽（11)中； 所述培養(yǎng)槽（11)被置于靜電屏蔽罩（5)內(nèi)的負(fù)極板（12)上； 所述回流水管（4)、上流水管（16)與營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充管（10)分別穿過靜電屏蔽罩（5)伸到 培養(yǎng)槽（11)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液中；回流水管⑷與上流水管（16)之間安裝有水泵⑶；回流水管 (4)上安裝有電磁閥（2)，營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)充管（10)上安裝有電磁閥（9)，由計(jì)算機(jī)控制終端（20) 控制電磁閥⑵和電磁閥（9)開和關(guān)； 所述離子濃度傳感器與pH傳感器（1)的探針置于測(cè)量杯（22)內(nèi)。
2. -種基于高壓靜電場(chǎng)的植物理療裝置，其特征在于：所述的離子濃度傳感器與pH傳 感器⑴為可測(cè)量隊(duì)？、1(、5、0 &、1%、？6^11、8、211、(：11^〇、(：1離子濃度傳感器中的任一種。
【文檔編號(hào)】A01G7/04GK104106386SQ201410315450
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】吳沿友, 朱劍昀 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)