CN102068713B - 室内植物释放大量负离子的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种室内植物释放大量负离子的配套新技术，利用高压脉冲电场介导室内盆栽的景天酸代谢植物高效释放负离子，提高室内植物源负离子浓度。该技术通过高压脉冲电场刺激植物根际周边的土壤，促使植物快速释放负离子，营造室内接近原生态的森林空气，从而实现调节人体生理，促进新陈代谢，增强人体免疫力，促进人体健康的目标。此外，本发明还提供一种实现上述方法的装置，其结构简单，设计新颖，能实现室内植物高效的释放负离子。该配套新技术及其装置称为“植物源负离子发生器”。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种室内植物释放负离子的配套新技术及实现该技术的装置。
背景技术
近年来，室内空气质量（indoor air quality,IAQ）越来越引起人们的重视，空气质量常以挥发性有机化合物（VOCs）含量、可吸入悬浮颗粒物（PM10）含量、硫氧化物含量、氮氧化物含量、CO含量等为评价指标。经世界卫生组织确定，目前空气负离子（negative air ion,NAI）浓度被列为衡量空气质量的一个重要指标。当环境中的负离子浓度达700ion/cm3时，有益于人体健康；达10000ion/cm3时，有防治疾病功效。有资料显示，负离子可使动物的体力提高37%；对机体反应性和免疫防御机能的作用中能减轻病情并缩短病程12倍；对机体修复功能的作用中可使伤口愈合速度增加20%；对呼吸系统作用中可降低体内5-羟色胺水平，增加细胞内供氧。据统计，人们每天在室内的时间占全天24小时的60%-90%，而室内空气负离子浓度低，正常通风条件下，郊区、乡村居室中的负离子浓度均值为720ion/cm3,城市居室为100ion/cm3,工厂车间、办公室为40-50ion/cm3。
作为评价空气质量重要指标的空气负离子，其浓度是空气质量好坏的关键，它有利于身心健康，具有预防疾病，改善心肌功能，促进新陈代谢，增强人体免疫力的功效。被誉为“空气维生素”、“生长素”。
国内研究工作者近20年多来对空气负离子做了大量的研究工作。目前，我国关于空气负离子方面的研究，主要侧重在不同的室外大自然环境条件空气负离子浓度水平、空气负离子在医疗保健中的作用及其机理等。
目前市场上出售的全部为机械类空气负离子发生器。植物所释放的负离子与原生态森林植物源负离子相似。人们喜好植物源负离子，大家都有这样的感受，当置身于喧闹的都市，当长时间呆在基本密闭的空调房里、当长时间在室内办公，就会感到乏力、疲劳、甚至胸闷、头晕、工作效率低下；反之，当置身于绿色的大自然环境如森林中，就会感到心旷神怡，周身舒适，精神焕发，这些主要都是负离子作用的结果，原因在于都市街道的负离子浓度均值仅为28ion/cm3,而绿色大自然环境中如森林区负离子浓度可达3000-5000ion/cm3，甚至更高。许多研究表明，空气负离子像食物中的维生素一样，缺少它就会影响机体的正常生理活动，甚至引起疾病。但植物在自然状态下释放负离子的能力很弱。经研究利用高压脉冲电场刺激室内盆栽植物时，其释放的负离子浓度可较自然状态下高出成百上千倍。因此，利用对室内盆栽植物的土壤进行高压脉冲刺激，刺激植物根系使植物释放大量负离子（NAI）的能力这一效应开发出高效率、低能耗和绿色环保的“植物源负离子发生器”，对每天有60%-90%的时间生活在室内的大部分人群的身体健康；对提高室内环境的负离子浓度，调节人体生理、促进新陈代谢，增强人体免疫力，预防疾病，促进人体健康等方面具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种室内植物释放大量负离子的方法，该方法通过对室内盆栽植物土壤进行高压放电，促使植物释放大量的负离子，营造室内原生态的森林空气，从而实现调节人体生理，促进人体健康，促进新陈代谢，增强人体免疫力的目标。
本发明的室内植物释放负离子的方法，是在室内盆栽的景天酸代谢植物土壤中，利用高压脉冲电场介导植物释放出负离子。
上述景天酸代谢植物为芦荟、吊兰、文竹、蟹爪兰、仙人指、绯牡丹、一叶兰、寒兰、金琥球、龙舌兰、凤梨、剑麻、落地生根、洋吊钟、火炬花、玉树、长药景天、仙人掌、露花、大豹皮花、芦茎、霸王鞭中的任意一种植物。
上述高压脉冲的平均输出电压Um为8-20kV，脉冲频率f为1-2HZ，占空比为0-1。
本发明一实施例中，在室内盆栽的景天酸代谢植物如吊兰的栽培中，高压脉冲的电压为20kV，脉冲频率f为0.5HZ，脉冲宽度τ为65ms。
本发明的另一目的是要提供一种实现上述技术的装置，其能促使盆栽植物释放大量的负离子，同时免除了浇水时和浇水后弄脏室内环境的困扰。
本发明采用以下方案实现：一种室内植物释放负离子的装置，包括一盆架，其特征在于：所述盆架内设置有一盆腔，所述盆腔内设有用于栽培植物的盆体，所述盆腔旁侧设有用于安放高压脉冲发生仪的设备室；所述高压脉冲发生仪的脉冲输出端设置于所述盆体的土壤中。
本发明的优点在于：本发明通过高压脉冲介导植物根际土壤使植物的叶片向外发射负离子，也称为“植物源负离子发生器”，可使某些植物体释放的负离子浓度，比该植物自然状态下释放的负离子浓度高出成百上千倍，且其释放的负离子接近于原生态森林空气负离子；脉冲电场的作用加速了植物细胞光合放氧和水分蒸发，不断补充和提高空气中氧气和负离子浓度，通过负离子效应在室内营造出原生态的森林植物源负离子；同时由于通过叶片而不是金属尖端发射高能电子和离子，避免了能量的过于集中，有效减少了氧气分子的电离效应和臭氧产生；此外，适当强度和频率的脉冲电场能够保持植物良好的生长状态，其美化环境、保湿和释放香气等自然属性均不仅可维持不变，而且使用寿命长，是一种实现高效率、低能耗和绿色环保的“植物源负离子发生器”。本发明提供的装置经济实用，在有效实现上述方法的同时，免除了浇水时和浇水后弄脏室内环境的困扰，并且方便用户更换盆栽植物，有利于用户自动调节供水。
附图说明
图1为高压脉冲的电压15Kv，频率1HZ，脉宽50ms下植物景天酸代谢植物释放负离子浓度与常规状态下释放负离子浓度的对比图表。
图2是不同景天酸代谢植物合适的脉冲电场（参数）及其作用下释放的负离子浓度图。
图3A至图3E为不同条件下景天酸代谢植物释放负离子的浓度均值，（单位：ion/cm3）。
图4为本发明实施例的构造示意图。
图5为本发明实施例所述盆体构造立体图。
图6为本发明实施例所述盆体构造俯视图。
图7为本发明实施例所述供水管构造示意图。
图8为本发明高压脉冲发生仪的电路原理示意图。
图9是本实用新型脉冲放大电路的原理示意图。
图中:1为盆架;2为盆腔;3为盆体;4为设备室;5为供水管;6为隔离板;7为盛水室;8为脚轮;3-1为漏水孔;5-1为渗水孔;5-2为输入端;6-1为电极线穿孔;7-1为出水口;A为控制阀。
具体实施方式
本发明提供一种室内植物产生负离子的方法，利用高压脉冲电场介导室内盆栽的景天酸代谢植物高效地释放负离子。
本实施例子中，所述景天酸代谢植物可以是芦荟、吊兰、文竹、蟹爪兰、仙人指、绯牡丹、一叶兰、寒兰、金琥球、龙舌兰、凤梨、剑麻、落地生根、洋吊钟、火炬花、玉树、长药景天、仙人掌、露花、大豹皮花、芦茎、霸王鞭中的任意一种植物。
由于不同强度的高压脉冲电场对不同植物进行介导所产生的效果不同，因此，本发明较佳的所述高压脉冲的平均输出电压Um为8-20kV，脉冲频率f为1-2HZ，占空比为0-1。可以说在此范围的高压脉冲，都能有效地提高植物释放的负离子量。
值得一提的是，在室内盆栽的景天酸代谢植物如吊兰的栽培中，高压脉冲的电压为20kV，脉冲频率f为0.5HZ，脉冲宽度τ为65ms的状态下，其释放的负离子浓度可以达到39309ion/cm3。请参见图1和图2，图1为高压脉冲的电压15Kv，频率1HZ，脉宽50ms下植物景天酸代谢植物释放负离子浓度与常规状态下释放负离子浓度的对比图表；由图1可以看出，通过高压脉冲刺激，景天酸代谢植物释放的负离子浓度比自然状态下释放的浓度高出几千甚至上万倍。图2是不同景天酸代谢植物合适的脉冲电场（参数）及其作用下释放的负离子浓度图。（本实施例中，室内植物栽培需增施20%磷钾肥，其他都按照常规管理方法。）
此外，我们还对不同条件下景天酸代谢植物释放负离子的浓度均值进行测试，测试结果如图3A至图3E所示，由图中可知，植物在不同脉冲电场下释放的负离子浓度都不一样。
为了更好的实现上述的方法，请参照图4，本发明还提供了一种室内植物释放负离子的装置，包括一盆架1，其特征在于：所述盆架1内设置有一盆腔2，所述盆腔2内设有用于栽培植物的盆体3，所述盆腔2旁侧设有用于安放高压脉冲发生仪的设备室4。所述盆架1底侧设有脚轮8。所述设备室4靠近盆腔3的隔离板6上开设有电极线穿孔6-1，便于高压脉冲发生仪的脉冲输出探针由该孔穿过，插入盆体的土壤中。
请参见图5、图6和图7，为了更好的达到植物的浇注效果，让植物在最佳的状态下释放负离子，本实施例子所述盆体3内壁上设有供水管5,所述供水管5周壁设有渗水孔5-1,所述供水管5输入端5-2连接有控制阀A。所述盆体3底侧设有漏水孔3-1,所述漏水孔3-1下侧设有盛水室7,所述盛水室7的出水口7-1与控制阀A相连接。
这里我们还需要说明的是，本实施例子中，我们采用自主研发的高压脉冲发生仪，请参见图8，该仪器包括整机供电电源、中控单片机以及盆栽，其特征在于：所述中控单片机经光电隔离电路与一脉冲放大电路连接，所述的脉冲放大电路的输出端与高压整流电路的输入端连接；所述的高压整流电路的输出电极设于所述盆体的土壤中；所述的中控单片机还连接有人机交互模块。
请参见图9，图9是本实施例子的脉冲放大电路的原理示意图，图中可知，该放大电路由高压直流可调电路、高压脉冲信号合成电路组成。其工作原理为：首先单片机将要求的脉冲信号，经由光耦作用后得12V脉冲信号；然后通过VT1放大、再经变压器T1将脉冲信号与直流110V进行调制，输出给VT2进行功率放大，最后经脉冲升压变压器T2和多级倍压整流后得到高压脉冲信号，施加到放电电极上，对植物进行电击。
为了安全方便的控制高压电源，所述的整机供电电源经一遥控开关与脉冲放大电路连接。为了让用户更好的获知装置的使用状态以及实现对整机输出脉冲的占空比、频率的设定，本实施例子中，所述的人机交互模块包括LED显示电路和键盘操作电路。此外，考虑到统一远程控制，本实施例中所述的中控单片机还连接有网络接口模块。
本实施例以单片机控制系统为主控单元，通过简易键盘输入参数，可在8位的LED上分别显示脉冲宽度和脉冲频率。单片机系统将由键盘得到参数，通过定时器产生要求宽度和频率的脉冲信号，再通过光电隔离模块送脉冲放大器，再经高压整流后，输出高压负脉冲，刺激植物体释放大量负离子。同时，还可以通过调整脉冲放大电路中的电阻的了阻值，改变脉冲幅度。仪器中还使用了遥控技术，通过它可以实现高压电路的启动和停止，但不影响单片机系统的工作，这就保证了操作人员安全，即在无高压条件下，设定高压脉冲发生器的工作参数。利用该仪器可以实时调整脉冲的频率、幅度和脉冲宽度，以适应不同的植物，使其达到在保证植物寿命60-90天的前提下，释放出最佳浓度的负离子。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (2)
1.一种实现室内植物释放大量负离子的装置，包括一盆架，其特征在于，所述盆架内设置有一盆腔，所述盆腔内设有用于栽培植物的盆体，在有景天酸代谢植物且增施20%磷钾肥的室内盆体中，利用高压脉冲发生仪产生的脉冲电场介导植物释放负离子；
所述盆腔旁侧设有用于安放高压脉冲发生仪的设备室；所述高压脉冲发生仪的脉冲输出端设置于所述盆体的土壤中；所述的高压脉冲发生仪包括整机供电电源和中控单片机；所述中控单片机经光电隔离电路与一脉冲放大电路连接；所述的脉冲放大电路的输出端与高压整流电路的输入端连接；所述的高压整流电路的输出电极设于所述盆体的土壤中；高压脉冲输出地电位端通过导线连接到仪器壳地线上；所述的中控单片机还连接有人机交互模块；所述的整机供电电源经一遥控开关与脉冲放大电路连接；所述的中控单片机还连接有网络接口模块；所述盆体内壁上设有供水管,所述供水管管壁设有渗水孔,所述供水管输入端连接有控制阀；
其中，所述景天酸代谢植物为文竹、芦荟、寒兰或吊兰；所述脉冲电场的平均输出电压、脉冲间隔和脉宽之间的对应关系如下：
输出电压：8kV，脉冲间隔：0.5s，脉宽：5ms；
输出电压：8kV，脉冲间隔：1s，脉宽：35ms；
输出电压：8kV，脉冲间隔：1.5s，脉宽：65ms；
输出电压：8kV，脉冲间隔：2s；脉宽：90ms；
输出电压：10kV，脉冲间隔：0.5s，脉宽：35ms；
输出电压：10kV，脉冲间隔：1s，脉宽：65ms；
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输出电压：20kV，脉冲间隔：1s，脉宽：5ms；
输出电压：20kV，脉冲间隔：1.5s，脉宽：35ms；
输出电压：20kV，脉冲间隔：2s，脉宽：65ms；
或者，所述景天酸代谢植物为仙人指、绯牡丹、金琥、龙舌兰，所述脉冲电场的平均输出电压、脉冲间隔和脉宽之间的对应关系如下：
输出电压：15kV，脉冲间隔：1s，脉宽：50ms。
2.根据权利要求1所述的实现室内植物释放大量负离子的装置，其特征在于：所述盆体底侧设有漏水孔,所述漏水孔下侧设有盛水室,所述盛水室的底部设有排水口。
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