主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
基于物理农业的数控高压静电电源设计与制作
小类:
机械与控制
简介:
植物种子充高压静电在物理农业中已得到广泛应用。给植物种子充高压静电,能够提高种子的发芽率和产量。通过查阅文献,设计并制作了一种通过单片机编程,控制可控硅触发电路,同时可产生方波,控制高压产生电路。经试验,此高压静电电源能够满足不同种子充高压静电的需求。
详细介绍:
该装置用单片机作为控制系统,通过软件编程实现了直流电源在0-110V增/减调节,同时能够产生脉冲宽度为64us,精确达到0.4us高压信号,,高压静电可达0-45KV的;应用光电耦合器件,能够实现了“冷地”与“热地”隔离;高压输出电压与可变直流电源电压成10:1关系,降低了高压变压器制作材料成本,同时也实现智能化控制。其具有可靠性高、操作方便、精度高、直观等特点。完全代替了目前利用手动调节电位器来改变高压输出的静电电源,实现了智能化控制,与比市场同类产品比较便宜近千元。经试验证明,在20kv和25kv各时间条件下处理小麦种子,其在萌发期的各项生理指标表现出极其显著的效果,同时利用该装制处理其他植物种子,均获得了同样的效果的。

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

作品设计、发明的目的:在现在的农业生产技术中,为了提高农作物产量,声、光、电、磁等物理肥料已经广泛得到应用,植物种子充高压静电是其中的一种。但目前大部分高压静电电源,通过机械调接改变可控硅的触发角,不论是电源电压的调节精确度还是电压的输出灵敏度都比较低,而本设计利用数控原理,通过单片机编程来控制直流电源输出,使输出直流电压在0V-200V范围内随意增减变化,高压输出能够达到45KV。 基本思路:系统由TA89C-52单片机及键盘、辅助电源模块、零点检测模块、显示模块、方波发生器模块、可控硅控制模块、高压产生等模块组成。由于高压电路产生的静电可能干扰TA89C-52单片机,所以单片机采用独立5V专用冷地辅助电源;高压产生电路的驱动电路采用12V热地辅助电源;在15625Hz方波发生器模块与高压产生模块之间设计了光电耦合器电路,实现了“冷地”与“热地”隔离;根据电磁辐射干扰原理,利用一个密闭的金属盒屏蔽整个TA89C-52单片机系统,进一步确保TA89C-52单片机工作稳定。 创新点:利用单片机编程,达到了数控目的,同时提高了高压静电电压的输出精度;“冷地”与“热地”完全隔离,提高了使用的安全性和可靠性。 技术关键:控制程序编写;0-110V直流输出电压和零点检测电路设计;高压静电屏蔽技术应用。 主要技术指标:①导通角控制精度可达到π/22727,直流控制电压精度可达0.0375V;②高压电源工作范围AC170V—AC260V;③静电电源范围DC:0V—45KV。

科学性、先进性

科学性:①用单片机作为控制系统,通过软件编程实现了直流电源在0-110V增/减调节,并且能够产生高压信号,脉冲宽度可精确到0.4us,高压静电达0-45KV的;②应用光电耦合器件,能够实现了“冷地”与“热地”隔离; 先进性:①与传统的电路相比,具有可靠性高、操作方便、精度高、直观等特点。②经试验证明,在20kv和25kv各时间条件下处理小麦种子,其在萌发期的各项生理指标表现出极其显著的效果

获奖情况及鉴定结果

获得学校第十一届挑战杯一等奖

作品所处阶段

作品处在中试阶段

技术转让方式

含有知识产权和专有技术转让的设备买卖

作品可展示的形式

实物和演示

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

使用说明:用户安装时,可将高压电源箱体后高压输出端与负载的高压输入端相连,面板前端高压接地和负载地相连;使用时,本装置电源接200V交流电,首先开启“电源开关”,然后开启“高压开关”。此时,系统处于初始状态,高压输出为零。按“升压”按钮可使输出电压升高,按“降压”按钮可使高压降低,高压显示器显示当前高压值,用户依显示调节输出电压,达到用户需要的电压值。“复位”开关可使系统复位,回到初始状态,高压输出为零。关机时,应先关闭“高压开关”,后关闭“电源开关”。 适用范围:该高压静电电源装置适用于现代物理农业肥料技术中,作为对种子施加高压静电场的电源,可提高植物种子的发芽率。同时可以在医疗卫生单位、教学科研单位做高压电源使用。 技术特点和优势:利用单片机作为控制系统,通过软件编程实现精确控制;与传统的电路相比较,具有高精度和高可靠性等特点;高压输出电压与可变直流电源电压成10:1关系,降低了高压变压器制作材料成本;安装方便,实现智能化控制,与比市场同类产品比较便宜近千元。

同类课题研究水平概述

该装置与传统的电路相比,具有可靠性高、操作方便、精度高、直观等特点。完全代替了目前利用手动调节电位器来改变高压输出的静电电源,实现了智能化控制,与比市场同类产品比较便宜近千元。经试验证明,在20kv和25kv各时间条件下处理小麦种子,其在萌发期的各项生理指标表现出极其显著的效果,同时利用该装制处理其他植物种子,均获得了同样的效果的
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