CN107633993B - 一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，该装置包括该装置包括具有真空抽气口和进气口的真空室，所述真空室的内壁由内而外依次设有绝缘层和屏蔽层，所述的真空室内由上而下依次平行间隔设置有分别通过射频输出线与射频功率源相连接的双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板，所述双屏蔽上电极板和中电极板之间为上放电区，所述中电极板和双屏蔽下电极板之间为下放电区，所述上放电区和下放电区的高度可调。本发明通过双辉光放电产生的冷等离子体能量激活种子自身能量，使发芽率发芽势提高，进而产生增产抗逆的特性。本发明适用于处理大部分蔬菜种子，也可用于部分花卉、中药种子。

Description

一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置

技术领域

本发明涉及一种等离子体蔬果种子处理装置，具体地说涉及一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置。

背景技术

等离子体种子激活处理及其应用由俄罗斯最先开始，在我国尚处于初步探索阶段，是一项可使农作物显著增产的绿色高新技术，曾被列入国家“863”计划。受植物种子在太空环境的影响下可改变植物生长形态的启示，俄罗斯国家物理研究所最先研制出等离子体种子处理设备，用于蔬菜种子处理，改善出苗和增加产量；美国、加拿大等研究用等离子体对作物种子进行消毒灭菌，减少作物病害的发生。在国内，山西省农业科学院和吉林农科院自1997年起相继在国内引进俄罗斯设备和技术开展等离子体种子处理技术的研究，证实了等离子体种子激活的增产效果和应用前景。然而因其设备简易，能量分散，腔体发热，种子处理不均匀，效果不稳，时效短，易烧种子等，制约着该技术的大面积推广。

2006年邵汉良先生在世界上首次发现冷等离子体中的真空紫外线能与植物种子的生物大分子发生互作用，从而使植物的种子产生积极的生物学效应。由此，研发了具有自主知识产权的新一代冷等离子体处理仪(CN200610086182.4)，腔体不发热，所产生等离子体活性粒子的质量显著提高，使得小麦处理后的时效性延长到至少3个月，而且增产效果较俄罗斯技术更为明显。本发明是基于上一发明，主要针对蔬菜种子研发的一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置。本发明采用双辉光放电更显示其独特性和优越性，充分地运用了射频电源的特点，运用位移电流产生的活性，杜绝了直流成份和发热而导致活性降低，更利于能量的互作用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，该装置能激活种子内能，使种子发芽力和发芽势提高，抗逆能力增强，进而增加产量提高品质。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，该装置包括具有真空抽气口和进气口的真空室，所述真空室的内壁由内而外依次设有绝缘层和屏蔽层，所述的真空室内由上而下依次平行间隔设置有分别通过射频输出线与射频功率源相连接的双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板，所述双屏蔽上电极板和中电极板之间为上放电区，所述中电极板和双屏蔽下电极板之间为下放电区，所述上放电区和下放电区的高度可调。

作为一种优选技术方案，所述的真空室为横向设置的不锈钢筒体，所述不锈钢筒体的一端设有可拆卸筒盖，所述的真空抽气口和进气口分别设置在所述的筒盖上。

作为一种优选技术方案，所述上放电区和下放电区的高度能够分别通过调整双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板之间的间距进行调整。

进一步优选的，所述双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板之间的间距能够通过以下结构进行调整：在所述的真空室内设置方形框架，所述方形框架的两侧分别设有多个间隔设置的卡槽，所述双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板的侧边分别卡设在所述的卡槽内，通过双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板在不同卡槽内的位置来调整所述双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板之间的间距。

作为一种技术方案，所述的双屏蔽上电极板和双屏蔽下电极板的结构为包括电极板和由内而外依次设置在所述电极板外表面的第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层和第二屏蔽层。所述的中电极板为裸电极板。

作为一种技术方案，所述绝缘层的材料为聚四氟乙烯，所述的屏蔽层为不锈钢屏蔽层。所述绝缘层的厚度为2-3mm，但不限于此。

作为一种技术方案，所述真空室的真空状态通过连通在所述真空抽气口上的真空泵机组产生或维持。所述的进气口连通空气泵用于向所述的真空室内通入气体调节所述真空室内的真空度，所述的真空室内设有压力传感器用于监控所述真空室内的真空度。

进一步优选的，所述真空室的工作状态通过控制系统进行控制，所述的控制系统包括射频功能源输出控制键、真空泵控制键和真空度显示仪，所述的真空度显示仪通过数据线连接设置在所述真空室内的压力传感器(通过压力传感器可测量真空度并显示到真空度显示仪)，所述的射频功能源输出控制键控制所述射频功率源的输出或断开，所述的真空泵控制键控制所述的真空泵机组。

更进一步优选的，所述的控制系统还包括气体流量控制阀和气体控制截止阀，所述的气体流量控制阀控制所述进气口的气体流量。

本发明的装置釆用双辉光放电形式，其提供只产生位移电流的电场，使其活性强、效率高，排除直流成份的产生，并压缩放电空间提高光子密度，进一步提高产生互作用的效果。可根据工艺参数改变处理时间和气体流量速度，大大缩短了处理时间。设置上下双层放电区，可显著提高放电面积提高种子处理效率，另外放电区的高度可调以适应不同大小的蔬菜种子，使用更方便。可根据需要增加放电区的面积，且能控制放电区的工艺时间。另外，由于采用了双屏蔽上电极和双屏蔽下电极的结构可以完全避免电磁泄露，提高装置的安全性。

本发明的有益效果：

采用上述方案后，通过射频输出线与射频功率源连接的两块电极板之间形成辉光放电区，辉光放电产生的电子、离子、激发态分子、原子、自由基等活性粒子，以及紫外光、X射线对蔬果种子内能的激活作用，使得作物发芽率和发芽势提高，抗逆能力增强，从而达到提高产量改善品质的目的。由于放电区的高度可以调节，可以根据不同蔬菜种子的大小改变放电区的高度。而且只产生位移电流的电场，排除直流成份的产生，并压缩放电空间提高光子密度，使其活性强、效率高，进一步提高产生互作用的效果。

附图说明

图1为冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置的结构图。

图2为真空室的左侧视图。

图3为出去筒盖的不锈钢筒体的左侧视图。

图4为方形框架的结构图。

图5为双屏蔽上电极板的纵向截面图。

其中，1—不锈钢筒体，2—筒盖，3—真空抽气口，4—进气口，5—绝缘层，6—不锈钢屏蔽层，7—双屏蔽上电极板，8—双屏蔽下电极板，9—中电极板，10—控制系统，11—射频输出线，12—射频功率源，13—压力传感器，14—方形框架，15—卡槽，16—真空泵机组，17—真空度显示仪，18—射频功率源输出控制键，19—真空泵控制键，20—气体流量控制阀，21—气体控制截止阀，701—电极板，702—第一绝缘层，703—第一屏蔽层，704—第二绝缘层，705—第二屏蔽层。

具体实施例

如图1和2所示，一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，该装置包括具有真空抽气口3和进气口4的真空室，所述的真空室为横向设置的不锈钢筒体1，所述不锈钢筒体1的一端设有可拆卸筒盖2，所述的真空抽气口3和进气口4分别设置在所述的筒盖2上。所述不锈钢筒体1的内壁由内而外依次设有绝缘层5和不锈钢屏蔽层6，所述的不锈钢筒体1内由上而下依次平行间隔设置有分别通过射频输出线11与射频功率源12相连接的双屏蔽上电极板7、中电极板9和双屏蔽下电极板8，所述双屏蔽上电极板7和中电极板9之间为上放电区，所述中电极板9和双屏蔽下电极板8之间为下放电区，所述上放电区和下放电区的高度可调。作为一种优选技术方案，所述上放电区和下放电区的高度能够分别通过调整双屏蔽上电极板7、中电极板9和双屏蔽下电极板8之间的间距进行调整。所述双屏蔽上电极板7、中电极板9和双屏蔽下电极板8之间的间距能够通过以下结构进行调整：在所述的不锈钢筒体1内设置方形框架14，所述方形框架14的两侧分别设有多个间隔设置的卡槽15，所述双屏蔽上电极板7、中电极板9和双屏蔽下电极板8的侧边分别卡设在所述的卡槽15内，通过双屏蔽上电极板7、中电极板9和双屏蔽下电极板8在不同卡槽15内的位置来调整所述双屏蔽上电极板7、中电极板9和双屏蔽下电极板8之间的间距(如图3和图4所示)。所述的双屏蔽上电极板7的结构为包括电极板701和由内而外依次设置在所述电极板701外表面的第一绝缘层702、第一屏蔽层703、第二绝缘层704和第二屏蔽层705(如图5所示)。所述双屏蔽下电极板8的结构与所述的双屏蔽上电极板7相同。所述绝缘层的材料为聚四氟乙烯，所述绝缘层的厚度为2-3mm，但不限于此。

所述不锈钢筒体1内的真空状态通过连通在所述真空抽气口3上的真空泵机组16产生或维持。所述的进气口4连通空气泵用于向所述的不锈钢筒体1内通入气体调节所述不锈钢筒体1内的真空度，所述的不锈钢筒体1内设有压力传感器13用于监控所述不锈钢筒体1内的真空度。

如图1所示，所述不锈钢筒体1的工作状态通过控制系统10进行控制，所述的控制系统10包括射频功能源输出控制键18、真空泵控制键19、真空度显示仪17、气体流量控制阀20和气体控制截止阀21，所述的真空度显示仪17通过数据线连接设置在所述不锈钢筒体1内的压力传感器13(通过压力传感器13可测量真空度并显示到真空度显示仪17)，所述的射频功能源输出控制键18控制所述射频功率源12的输出或断开，所述的真空泵控制键19控制所述的真空泵机组16，所述的气体流量控制阀20控制所述进气口4的气体流量。

本发明的装置釆用双辉光放电形式，其提供只产生位移电流的电场，使其活性强、效率高，排除直流成份的产生，并压缩放电空间提高光子密度，进一步提高产生互作用的效果。可根据工艺参数改变处理时间和气体流量速度，大大缩短了处理时间。设置上下双层放电区，可显著提高放电面积提高种子处理效率，另外放电区的高度可调以适应不同大小的蔬菜种子，使用更方便。可根据需要增加放电区的面积，且能控制放电区的工艺时间。另外，由于采用了双屏蔽上电极和双屏蔽下电极的结构可以完全避免电磁泄露，提高装置的安全性。

工作时，打开不锈钢筒体1的筒盖2，将种子平铺于不锈钢筒体1内的中电极板9和双屏蔽下电极板8上，通过真空泵控制键19启动真空泵机组16，至本底真空时通过气体流量控制阀20将工作气体置换，到给定工作真空度时(可通过真空度显示仪17看到)，启动射频功率源12，使放电区工作产生辉光放电，到给定工作时间，通过真空泵控制键19关闭真空泵机组16，关闭气体流量控制阀20停气，启动气体控制截止阀21放气，打开筒体，取出种子。完成一次处理过程。

本发明的主要技术指标如下：不锈钢筒体1体积为Φ300mm*500mm，射频(13.56MH2)500W，工作真空度80～150Pa，时间为10s～25s，每次种子处理容积为2*180mm*250mm，由于蔬菜种子体积不同，按照青菜种子为例，每次平铺于两个放电区，可以处理500g，可连续处理。

本发明适用于处理大部分蔬菜种子，也可用于部分花卉、中药种子。

Claims (9)

1.一种冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：该装置包括具有真空抽气口和进气口的真空室，所述真空室的内壁由内而外依次设有绝缘层和屏蔽层，所述的真空室内由上而下依次平行间隔设置有分别通过射频输出线与射频功率源相连接的双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板，所述双屏蔽上电极板和中电极板之间为上放电区，所述中电极板和双屏蔽下电极板之间为下放电区，所述上放电区和下放电区的高度可调；

所述双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板之间的间距能够通过以下结构进行调整：在所述的真空室内设置方形框架，所述方形框架的两侧分别设有多个间隔设置的卡槽，所述双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板的侧边分别卡设在所述的卡槽内，通过双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板在不同卡槽内的位置来调整所述双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板之间的间距。

2.根据权利要求1所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述的真空室为横向设置的不锈钢筒体，所述不锈钢筒体的一端设有可拆卸筒盖，所述的真空抽气口和进气口分别设置在所述的筒盖上。

3.根据权利要求1所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述上放电区和下放电区的高度能够分别通过调整双屏蔽上电极板、中电极板和双屏蔽下电极板之间的间距进行调整。

4.根据权利要求1或3所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述的双屏蔽上电极板和双屏蔽下电极板的结构为包括电极板和由内而外依次设置在所述电极板外表面的第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层和第二屏蔽层。

5.根据权利要求1所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述绝缘层的材料为聚四氟乙烯，所述的屏蔽层为不锈钢屏蔽层。

6.根据权利要求1所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述真空室的真空状态通过连通在所述真空抽气口上的真空泵机组产生或维持。

7.根据权利要求1所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述的进气口连通空气泵用于向所述的真空室内通入气体调节所述真空室内的真空度，所述的真空室内设有压力传感器用于监控所述真空室内的真空度。

8.根据权利要求1所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述真空室的工作状态通过控制系统进行控制，所述的控制系统包括射频功能源输出控制键、真空泵控制键和真空度显示仪，所述的真空度显示仪通过数据线连接设置在所述真空室内的压力传感器，所述的射频功能源输出控制键控制所述射频功率源的输出或断开，所述的真空泵控制键控制所述的真空泵机组。

9.根据权利要求8所述的冷等离子体双辉光放电蔬果种子处理装置，其特征在于：所述的控制系统还包括气体流量控制阀和气体控制截止阀，所述的气体流量控制阀控制所述进气口的气体流量。