[發明專利]一種基于高壓電場的作物養分吸收誘導裝置

有效

• 申請號: 201310738377.2
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103749171A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 李美清
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01G7/04
• 分類號: A01G7/04
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 戴勇

1.一種基于高壓電場的作物養分吸收誘導裝置，其特征在于：包括試驗箱主體?(1)、一對平行極板?(11)、補光裝置(10)、補光調節裝置、通風裝置(19)、溫濕度傳感器(15)、光照傳感器(16)、高壓發生器(12)及其高壓控制器(13)、極板間距調節裝置、放電棒(21)和控制器(22)；

所述的試驗箱主體(1)是一個六面體試驗箱，支架(5)采用角鋼搭接而成，在所述角鋼上開有長孔，便于補光調節裝置的調節；試驗箱頂部和底部為高壓絕緣板；試驗箱主體(1)前面安裝有鏡面玻璃移門，便于作物樣品的取放；試驗箱主體(1)的其余三側面均安裝有鏡面玻璃，用以對補光裝置發出的光進行反射，以增強作物的光照強度；試驗箱主體(1)前面安裝的鏡面玻璃移門和試驗箱主體(1)后面鏡面玻璃離試驗箱主體(1)的頂部均有約30?cm距離，以用于安裝通風裝置(19)，便于作物生長所需的空氣流通；

所述的平行極板?(11)由兩塊大小相同的圓角矩形狀導電性能良好的厚度為3?mm的薄金屬板做成的上極板和下級板組成，所述上極板固定在極板間距調節裝置上，所述下極板固定在底部的高壓絕緣板上，上極板和下極板互相平行；

所述的補光裝置(10)連接到補光調節裝置上，由一組植物生長燈組成和一組相應繼電器組成；每個植物生長燈連接有一個繼電器，在控制器(22)的控制下可根據作物實測光照強度和目標光照強度單獨控制燈的開關，從而控制電場內植物的光照強度；

所述的補光調節裝置由分別加工有均勻分布長孔的金屬角鋼拉桿A?(8)、拉桿B?(9)、拉桿C?(17)和拉桿D?(18)組成；拉桿A?(8)和拉桿C?(17)平行，拉桿B(9)和拉桿D?(18)平行，拉桿A?(8)和拉桿C?(17)固定到支架?(5)上，拉桿B(9)和拉桿D?(18)分別固定于拉桿A?(8)和拉桿C?(17)上，通過調節拉桿C?(17)和拉桿A?(8)在支架?(5)高度方向上位置即可實現補光裝置(10)豎直方向位置的調節；通過調節拉桿B(9)和拉桿D(18)在拉桿A?(8)和拉桿C?(17)水平方向的位置，即可實現補光裝置(10)的植物生長燈與位于兩平行極板(11)間作物的距離；通過補光調節裝置可實現補光裝置(10)在水平和豎直兩個方向位置的調節，豎直方向調節一方面以適應作物生長高度的變化，另一方面調節該方向上補光裝置(10)離電場內作物的距離，水平方向的調節可實現補光裝置(10)與離電場內作物的距離，從而實現對作物光照強度的調節；

所述的極板間距調節裝置由螺母(2)、螺桿A(20)、金屬板(3)、螺桿B(14)、螺母(7)和高壓絕緣棒(6)組成；螺桿A(20)一端帶有調節手柄，另一端依次穿過焊接在金屬板(3)的螺母(2)和高壓絕緣板(4)與高壓絕緣棒(6)一端的內螺紋連接；高壓絕緣棒(6)兩端加工有長度為5cm的內螺紋孔，兩所述內螺紋孔中間為實心絕緣棒，高壓絕緣棒(6)一端與螺桿B(14)?一端連接，另一端與螺桿A(20)連接；螺桿B(14)另一端與焊接于平行極板(11)中心位置的螺母(7)連接；金屬板(3)固定在頂部的高壓絕緣板(4)上；通過對螺母(2)和螺桿A(20)組成的螺母螺桿機構進行調節即可實現平行極板(11)間距的調節，一方面可適應兩平行極板(11)間作物生長需要，隨著作物株高增加，極板間距需要相應調整，另一方面可改變兩平行極板(11)間電場強度大小；

所述的通風裝置(19)由排風扇和保護網組成；排風扇位于試驗箱主體(1)前面安裝的鏡面玻璃移門頂部和試驗箱主體(1)頂部之間，并固定在支架(5)上，位于排風扇外側的保護網也通過支架(5)固定；通風裝置(19)為試驗箱主體(1)放置的植物通風以使作物正常呼吸，同時對試驗箱主體(1)內作物溫度進行降溫調節；

所述的高壓發生器(12)和高壓控制器(13)分別為：BGG脈寬調制型直流高壓發生器及其配套控制器，高壓發生器(12)用于在平行極板(11)間產生高壓，其正、負極分別連接到平行極板(11)的上極板和下極板上；高壓控制器(13)用于調節高壓發生器(12)的輸出電壓；

所述的溫濕度傳感器(15)采用的是瑞士盛世瑞恩公司的SHT11數字溫濕度傳感器，安裝于試驗箱主體(1)內支架(5)靠近作物的位置，通過單總線與控制器主機板(22)的通用I/O接口E?(34)連接，以監測植物所處電場中環境溫度；

所述的放電棒(21)為一導電性好的金屬棒，一端插入到高壓絕緣棒，另一端和地線連接；

所述的控制器由控制器主機板(22)、通風裝置驅動電路?(41)、補光裝置驅動電路?(42)、人機接口(43)、光照強度檢測裝置(44)、溫濕度檢測裝置(45)和電源(37)組成；通風裝置驅動電路?(41)、補光裝置驅動電路?(42)、人機接口(43)、光照強度檢測裝置(44)、溫濕度檢測裝置(45)和電源(37)分別與控制器主機板(22)相連接；所述通風裝置驅動電路?(41)由通風裝置(19)、繼電器組A(?24)、線驅動器B(?27)和通用I/O接口A?(30)組成；所述補光裝置驅動電路?(42)由通用I/O接口B?(31)、線驅動器C?(28)、繼電器組?B?(25)和補光裝置(10)組成；控制器AT89S52芯片集成通用I/O接口；I/O接口A?(30)依次連接線驅動器B?(27)、繼電器組A?(24)和通風裝置(19)，根據溫濕度傳感器(15)采集到現場實測溫濕度；I/O接口A(30)中與繼電器組A?(24)相連的引腳端通過輸出不同電平即可控制對應排風扇啟停，進而控制試驗箱主體(1)內的溫度；通用I/O接口B?(31)依次連接線驅動器C?(28)、繼電器組?B?(25)和補光裝置(10)，根據光照傳感器(16)采集到現場實測光照強度，I/O接口B?(31)中與繼電器組?B?(25)相連的引腳端通過輸出不同電平即可控制對應補光裝置(10)中植物生長燈的開關，進而控制試驗箱主體(1)內植物所需的光照強度；鍵盤及多位開關(23)依次通過線驅動器A?(26)、電平轉換器(29)連接到通用I/O接口C?(32)，以進行設置溫度、濕度、光照強度等目標參數和控制參數的輸入和修改；光照傳感器(16)與通用I/O接口D?(33)以I²C總線形式連接；溫濕度傳感器(15)以單總線方式連接到通用I/O接口E?(34)；LCD接口(36)通過外部擴展總線(35)連接到控制器主板(22)，以顯示檢測數據。