一种作物磁效应试验装置的制作方法

1.本实用新型属于温室装备与技术领域，特别涉及一种作物磁效应试验装置。


背景技术：

2.生物磁学是研究磁场对生物特性影响的新兴学科，其在农业、医学、环保、生物工程等领域都得到了广泛应用。在农业科学领域，不同的磁处理会促进种子萌发、生长、提高抗逆性、改善其经济效益。但现有研究发现，长时间高强度磁场会给作物生长带来明显的胁迫作用，而低强度磁场能否有助于作物的生长，目前还没有明确结论。其原因在于，地球磁场、温度、湿度、光照、天气等外环境变化对作物生长的影响，往往会超过作物磁效应对其生长的影响。而现有能克服外环境影响的可调参数的作物磁效应试验装置与研究鲜有报道，而这对探明作物磁效应机理，开拓温室作物新型高效栽培方式，意义重大。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种作物磁效应试验装置。
4.本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
5.一种作物磁效应试验装置，包括水肥精准供给系统、法拉第笼、阵列补光灯、电磁场发生单元和控制系统；
6.所述电磁场发生单元包括磁场信号发生器、磁芯和螺旋线圈，磁芯位于作物样品的栽培盆外侧，螺旋线圈环绕于磁芯外侧，螺旋线圈与磁场信号发生器连接，所述作物样品、栽培盆、磁芯和螺旋线圈均位于法拉第笼内部；
7.所述水肥精准供给系统给作物样品供给水肥；
8.所述阵列补光灯位于法拉第笼内部顶端；
9.所述磁场信号发生器、水肥精准供给系统和阵列补光灯均与控制系统连接。
10.所述磁场信号发生器包括恒定磁场信号发生器、脉冲磁场信号发生器和交变磁场信号发生器。
11.所述法拉第笼上端设有取样口，取样口处设有铰链。
12.所述水肥精准供给系统通过若干供液管给每一个作物样品提供水肥，供液管上设有供液控制阀；每一个栽培盆通过出液管与外部连通，出液管上设有出液控制阀；所述供液控制阀和出液控制阀均与控制系统连接。
13.所述法拉第笼通过接地装置与大地接触。
14.本实用新型的有益效果为：
15.本实用新型的作物磁效应试验装置包括水肥精准供给系统、法拉第笼、阵列补光灯、电磁场发生单元和控制系统，电磁场发生单元包括磁场信号发生器、磁芯和螺旋线圈，磁芯位于作物样品的栽培盆外侧，螺旋线圈环绕于磁芯外侧，螺旋线圈与磁场信号发生器连接，所述作物样品、栽培盆、磁芯和螺旋线圈均位于法拉第笼内部；磁场信号发生器、水肥精准供给系统和阵列补光灯均与控制系统连接；控制系统控制磁场信号发生器，来调控作
物种植区域的磁场方向与强度；控制系统控制水肥精准供给系统，实现作物样品全生长周期所需营养的周期性精准供给；控制系统控制阵列补光灯，实现作物样品全生长周期的光照精准供给。本实用新型的作物磁效应试验装置能够克服外环境影响，通过在不同磁场条件下，全生长周期作物样品的指标监测，实现作物磁效应对其生长影响及相关机理的系统性研究。
附图说明
16.图1为本实用新型所述作物磁效应试验装置侧视图；
17.图2为本实用新型所述作物磁效应试验装置剖视图；
18.图中，1.电磁场发生单元，2.接地装置，3.法拉第笼，4.供液控制阀，5.铰链，6.供液管，7.阵列补光灯，8.取样口，9.作物样品，10.栽培盆，11.磁芯，12.螺旋线圈，13.出液管，14.出液控制阀，15.恒定磁场信号发生器，16.脉冲磁场信号发生器，17.交变磁场信号发生器，18.水肥精准供给首部，19.控制系统。
具体实施方式
19.下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。应当注意的是，下面实例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
20.如图1、图2所示，一种作物磁效应试验装置由水肥供给单元、外环境屏蔽单元、阵列补光灯7、电磁场发生单元1及控制系统19组成。每个作物样品9都配备独立的外环境屏蔽单元、阵列补光灯7、电磁场发生单元1，而每个作物样品的水肥、光照管理都由控制系统19控制水肥供给单元和阵列补光灯7实现。
21.所述水肥供给单元包括水肥精准供给系统18(参见“王雅芳.一种全自动水肥一体化系统的设计与实现[d]”)、供液控制阀4、出液控制阀14、供液管6和出液管13；水肥精准供给系统18通过若干供液管6给每一个作物样品9提供水肥，供液管6上设有供液控制阀4，每一个栽培盆10通过出液管13伸到外部，出液管13上设有出液控制阀14，用于根据需要排出栽培盆10中的液体。水肥精准供给系统18与控制系统19连接，水肥精准供给系统18的营养液精准配比、供液控制阀4和出液控制阀14的启闭，都由控制系统19实现。
[0022]
所述外环境屏蔽单元包括法拉第笼3和接地装置2，法拉第笼3通过接地装置2与大地接触，法拉第笼3上端设有取样口8，取样口8可通过铰链5进行打开和关闭，实现作物样品快速取出、放回。
[0023]
所述阵列补光灯7安装于法拉第笼3内部顶端，其光照强度调节和光成分配比都由控制系统19实现。
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所述电磁场发生单元1包括恒定磁场信号发生器15、脉冲磁场信号发生器16、交变磁场信号发生器17、磁芯11和螺旋线圈12。其中磁芯11位于作物样品9的栽培盆10外侧，螺旋线圈12环绕于磁芯11外侧，作物样品9、栽培盆10、磁芯11和螺旋线圈12均位于法拉第笼3内部。当螺旋线圈12通入电流时，其与磁芯11组合会在栽培盆10中作物生长区域产生磁场。螺旋线圈12分别与恒定磁场信号发生器15、脉冲磁场信号发生器16和交变磁场信号发生器17连接，恒定磁场信号发生器15、脉冲磁场信号发生器16和交变磁场信号发生器17的工作
由控制系统19控制。恒定磁场信号发生器15工作时，可使螺旋线圈12和磁芯11的组合产生方向、强度可调的恒定磁场，脉冲磁场信号发生器16工作时，可使螺旋线圈12和磁芯11的组合产生方向、强度可调的脉冲磁场，交变磁场信号发生器17工作时，可使螺旋线圈12和磁芯11的组合产生方向、强度可调的交变磁场。
[0025]
一种作物磁效应试验装置的实现方法如下：
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(1)根据研究目标，明确试验磁场水平m1(包括磁场类别、方向、强度)、作物样品9的监测指标数量m2和频率m3，并设计具体试验方案，确定作物样品9数目n；同时，搭建试验装置，每个作物样品9配备独立的外环境屏蔽单元、阵列补光灯7和电磁场发生单元1；每个作物样品9的水肥、光照管理都由控制系统19实现；
[0027]
(2)根据试验方案中每组试验的磁场参数要求(包括磁场类别、方向、强度)，人为选择磁芯11并环绕于栽培盆10外侧；控制系统19启动并控制电磁场发生单元1中对应的磁场信号发生器，来调控作物种植区域的磁场方向与强度；
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(3)控制系统19启动水肥供给单元，通过控制水肥精准供给系统18的营养液精准配比、供液控制阀4、出液控制阀14的启闭，实现作物样品全生长周期所需营养的周期性精准供给；
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(4)控制系统19启动阵列补光灯7，并控制其光照强度、光成分配比，实现作物样品全生长周期的光照精准供给；
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(5)根据作物样品生长指标监测频率m3，人为定期打开法拉第笼3上表面取样口8，实现作物样品的快速取出、检测和放回；
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(6)通过在不同磁场条件下，全生长周期作物样品9的指标监测，并与标准组作物样品的对比、发现和总结，实现作物磁效应对其生长影响及相关机理的系统性研究。
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所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。