一种基于高压静电场的植物理疗装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于高压电场的植物理疗装置，主要由上流水管与回流水管、营养液补充管、电磁阀、泵、静电屏蔽罩、正负极板、一对风扇、培养槽、高压发生器、温湿度传感器、光照强度传感器、计算机控制终端、光学传感器、离子浓度传感器与pH传感器与测量杯组成。通过为植物生长提供适宜的光照、温度、湿度与电场环境，最大程度促进植物对养分吸收和光能利用，从而促进植物生长发育优化植物生理特性。同时本发明可实现精确施肥按需施肥，减少化肥使用量，提高肥料利用率；且具有静电除虫的功能，能消除农药污染。本发明可应用于无公害农作物增产的科学研究和实际生产。
【专利说明】-种基于高压静电场的植物理疗装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及植物生长【技术领域】，尤其涉及一种基于高压静电场的植物理疗装置。
【背景技术】
[0002] 矿质元素是植物生长的必须元素，对作物生长发育起着至关重要的作用。其中包 含氮、磷、钾等大量元素，以及铁、锰、锌等微量元素。我国是农业大国，每年都消耗大量的化 月巴。然而，目前我国肥料利用率很低，造成了大量养分流失，资源浪费和环境污染。
[0003] 研究表明，合适的高压静电场处理可以改变膜电位，从而改变离子通道的开闭，提 高根系活性吸收面积，促进植物对于营养物质吸收，从而有利于干重的积累；同时有助于植 物将光能转化为化学能，提高叶片对光能的利用率，从而为生命活动提供更多能量，有利于 植物生长。同时，使用高压静电场增产减少了农药化肥的使用，提高了养分利用率，减少了 资源浪费和环境污染。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于高压静电技术的植物理疗装置，以实现检测、调 控植物养分吸收，提高植物生长速率，提高植物生理特性以及智能化施肥的目的。
[0005] 为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
[0006] -种基于高压静电场的植物理疗装置，其特征在于：包含离子浓度传感器与pH传 感器（1)、电磁阀（2)、泵（3)、回流水管（4)、静电屏蔽罩（5)、正极板（6)、植物（7)、风扇 (8)、电磁阀（9)、营养液补充管（10)、培养槽（11)、负极板（12)、电压表（13)、高压发生器 (14)、绝缘板（15)、上流水管（16)、温湿度传感器（17)、光照强度传感器（18)、风扇（19)、计 算机控制终端（20)、光学传感器（21)和测量杯（22);
[0007] 所述静电屏蔽罩（5)为6块10mm厚的矩形有机玻璃构成的长方体的箱体结构；静 电屏蔽罩（5)外置有平行的多条用以提供光照的LED灯带；
[0008] 静电屏蔽罩（5)侧面设有一组风扇即风扇A(8)和风扇A(19);静电屏蔽罩（5)侧 面设有温湿度传感器（17)与光照强度传感器（18);
[0009] 所述正极板（6)与负极板（12)由两块大小相同的圆角矩形状钢质或铜质极板 组成；正极板（6)通过绝缘材料悬于静电屏蔽罩（5)上板，并通过专用电缆与高压发生器 (14)正极相连；负极板（12)固定到屏蔽罩（5)底部的绝缘板（15)上，并接地；
[0010] 绝缘板（15)置于静电屏蔽罩（5)下部内表面上；正极板（6)与负极板（12)互相 平行；正极板（6)与负极板（12)之间装有电压表（13);
[0011] 所述植物（7)被固定在泡沫板上，并置于充满已知配方的营养液的培养槽（11) 中；所述培养槽（11)被置于静电屏蔽罩（5)内的负极板（12)上；
[0012] 所述回流水管（4)、上流水管（16)与营养液补充管（10)分别穿过静电屏蔽罩（5) 伸到培养槽（11)内的营养液中；回流水管（4)与上流水管（16)之间安装有水泵（3);回流 水管（4)上安装有电磁阀（2)，营养液补充管（10)上安装有电磁阀（9)，由计算机控制终端 (20)控制电磁阀⑵和电磁阀（9)开和关；
[0013] 所述离子浓度传感器与pH传感器（1)的探针置于测量杯（22)内。
[0014] 所述的离子浓度传感器与pH传感器（1)为可测量N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、 Cu、Mo、Cl离子浓度传感器中的任一种。
[0015] 本发明的工作原理
[0016] 通过实验研究，得到不同强度高压静电场对不同生长阶段植物离子吸收、光能转 化等生理指标的影响，并建立相应的数据库。如图1所示，计算机控制终端根据数据库信息 初步确定一合适场强并输出相应频率的脉冲信号。信号经过放大、升压、高压倍压整流最后 在正负极板两端输出高压。输出测量模块对输出的电压进行测量，反馈给计算机控制终端。 计算机控制终端根据目标值和实际值的差异进行补偿调节，以提供稳定准确的高压，从而 在植物培养箱中产生相应高压静电场。离子浓度传感器与pH传感器相结合米集营养液中 剩余营养物质信息，用于计算植物营养吸收速率。上述信息通过数据采集卡送交计算机控 制终端分析。计算机根据反馈来的信息推断植物生长状态输出在显示器上，并结合数据库 对高压静电场进行调节，从而最大程度的优化植物生长。光学传感器采集植物叶片光谱信 息供参考检测植物生长状况。
[0017] 本发明的工作过程为：水泵（3)工作，使培养槽中的营养液通过回流水管（4)与上 流水管（16)依箭头（顺时针）方向流动，从而尽量使培养槽中营养液浓度均匀。计算机控 制终端（20)控制高压发生器（14)向正极板（6)与负极板（12)之间施加特定电压，使正极 板（6)与负极板（12)之间形成稳定的所需电场。计算机控制终端每隔一段时间控制电磁 阀⑵开启，抽取5ml营养液到测量杯（22)中。离子浓度传感器与pH传感器⑴检测营 养液中的多种离子浓度与pH值，并传输给计算机控制终端（20)。计算机控制终端（20)通 过"耗竭法"，利用如下式所示的改进的Michaelis - Menten方程计算植物离子吸收动力学 参数与Km，从而判定植物的营养吸收状况。
[0018]
【权利要求】
1. 一种基于高压静电场的植物理疗装置，其特征在于：包含离子浓度传感器与pH传感 器（1)、电磁阀（2)、泵（3)、回流水管（4)、静电屏蔽罩（5)、正极板（6)、植物（7)、风 扇（8)、电磁阀（9)、营养液补充管（10)、培养槽（11)、负极板（12)、电压表（13)、高 压发生器（14)、绝缘板（15)、上流水管（16)、温湿度传感器（17)、光照强度传感器（18) 、风扇（19)、计算机控制终端（20)、光学传感器（21)和测量杯（22); 所述静电屏蔽罩（5)为6块10mm厚的矩形有机玻璃构成的长方体的箱体结构；静电 屏蔽罩（5)外置有平行的多条用以提供光照的LED灯带； 静电屏蔽罩（5)侧面设有一组风扇即风扇A(8)和风扇A (19);静电屏蔽罩（5)侧面 设有温湿度传感器（17)与光照强度传感器（18); 所述正极板（6)与负极板（12)由两块大小相同的圆角矩形状钢质或铜质极板组成；正 极板（6)通过绝缘材料悬于静电屏蔽罩（5)上板，并通过专用电缆与高压发生器（14)正极 相连；负极板（12)固定到屏蔽罩（5)底部的绝缘板（15)上，并接地； 绝缘板（15)置于静电屏蔽罩（5)下部内表面上；正极板（6)与负极板（12)互相平行； 正极板（6)与负极板（12)之间装有电压表（13); 所述植物（7)被固定在泡沫板上，并置于充满已知配方的营养液的培养槽（11)中； 所述培养槽（11)被置于静电屏蔽罩（5)内的负极板（12)上； 所述回流水管（4)、上流水管（16)与营养液补充管（10)分别穿过静电屏蔽罩（5)伸到 培养槽（11)内的营养液中；回流水管⑷与上流水管（16)之间安装有水泵⑶；回流水管 (4)上安装有电磁阀（2)，营养液补充管（10)上安装有电磁阀（9)，由计算机控制终端（20) 控制电磁阀⑵和电磁阀（9)开和关； 所述离子浓度传感器与pH传感器（1)的探针置于测量杯（22)内。
2. -种基于高压静电场的植物理疗装置，其特征在于：所述的离子浓度传感器与pH传 感器⑴为可测量队？、1(、5、0 &、1%、？6^11、8、211、(：11^〇、(：1离子浓度传感器中的任一种。
【文档编号】A01G7/04GK104106386SQ201410315450
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】吴沿友, 朱剑昀 申请人:江苏大学