CN118161639A - 一种温室微波辐照土壤消毒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温室微波辐照土壤消毒装置，涉及植保机械技术领域。包括：机架，用于安装土壤消毒装置上各部件；发电机，安装在所述机架上，用于提供动力或电力；自走式履带底盘，安装在所述机架底部两侧，控制机架向前行走；微波变频电源组，安装在所述机架前侧，通过调节电压输出微波；微波辐照单元矩阵，安装在所述微波变频电源组前侧，为微波输出装置。本发明可用于耕层深度0‑20cm范围内土壤微波消毒工作，施用后无污染，用于连作温室土壤病、虫、草害防控及消杀，对土壤病原菌灭活，土壤质量改善，土壤养分、部分土壤理化指标的提升及土壤微生物群落的改善具有积极意义。辐照后短时间内即可进行耕种，且自走式底盘可避免操作人员遭受微波辐射。
Description
技术领域
本发明涉及植保机械技术领域，具体涉及一种大田和设施农业土传病害防治设备，尤其涉及一种温室微波辐照土壤消毒装置。
背景技术
随着设施农业的大面积普及，土传病害与顽固性杂草成为土壤生态失衡，耕地质量下降，影响作物品质，农作物减产的重要因素。土传病害具有种类多、范围广、传播快以及隐蔽性、暴发性强等特点，难以准确监测预警和精准化防控，为预防其发生，耕种前对土壤进行消毒处理十分必要。
土壤消毒主要分为化学与物理两种方式，化学方式以熏蒸技术为代表，主要通过向土壤内部施药的方式进行杀虫、杀菌或除草，达到防治土传病、虫、草等危害的目的。物理方式主要通过提升土壤内部温度使病、虫、草达到相应致死的方法进行防治，主要技术包括太阳能、蒸汽土壤消毒等，物理方式普遍符合农作物病虫害绿色防控要求，但土壤内部温度不足一直是使大多数物理土壤消毒方式难以达到理想防治效果的主要原因，因此，使土壤能够内外同时受热、快速升温的微波技术在土壤消毒技术中具有更突出的优势及更广泛的应用前景。
微波使介质中极性分子高度“振荡”，微波土壤消毒宏观上体现有土壤熏蒸类似的“穿透”效果，微波具有可以破坏杂草植物的生殖部的功能，潮湿的土壤时可以抑制至少5或6cm的深度的草种发芽，前提是草籽周围土壤达温度达到65～80℃；微波作用120s既可灭杀10cm深处土壤大部分根结线虫，150s微波处理能消除其内部所有的腐霉菌，镰刀菌和虫种群。但土壤间不同组分的热容量与导热性存在差异，因此不同土壤类型也会对微波土壤消毒效果产生影响.。
基于环境友好的前提，微波土壤消毒能够以无污染、无残留的绿色的方式对作物产量及品质进行提升。而微波土壤消毒过程中土壤温度是病、虫、草害灭活的重要条件，但生物效应既电磁效应相比于传统加热杀菌的效果，微波破坏了微生物细胞内的呼吸代谢功能，通过抑制酶的活性导致细胞死亡，固微波在生物杀菌灭活过程中具有一定的生物效应。
尽管微波作为一种绿色无污染的土壤消毒方式，耕种前利用微波手段对土壤进行消毒对连作温室病、虫、草、害具有灭活作用，微波后土壤TN、C/N、AP、NO3 --N、NH4 +-N等元素均有所提升，病原菌丰度大幅降低，对作物安全生产、保护生态环境具有重要意义，然而，基于现代温室微波土壤消毒智能化装备较少，且存在施用方式不合理，制热时间较长、受室温影响大等问题。目前，部分研究提出的针对土壤病原菌、线虫、草籽等微波土壤消毒方式是以微波炉为原型改进而成，但实际生产中对具有完美反射的腔体的微波进行封闭式的微波土壤辐照显然是不切实际的，可行性较低。
因此，为确保微波土壤消毒方式具有可行性，提供一种“开放自走式”的微波土壤消毒装置，使多个微波发生单元直接作用于土壤，是本发明亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供的一种温室微波辐照土壤消毒装置，旨在解决上述背景技术中寻找的问题。该装置可用于耕层深度0-20cm范围内土壤微波消毒工作，相比于化学方式施用后无污染。主要用于连作温室土壤病、虫、草害防控及消杀，对土壤病原菌灭活，土壤质量改善，土壤养分、部分土壤理化指标的提升及土壤微生物群落的改善具有积极意义。微波辐照土壤后在短时间内即可进行耕种，通过调节微波变频电源控制微波输出功率；自走式底盘控制可避免操作人员受微波辐射带来的伤害。
为了实现上述技术目的，本发明主要采用如下技术方案：
本发明公开了一种温室微波辐照土壤消毒装置，包括：
机架，用于安装土壤消毒装置上各部件；
发电机，安装在所述机架上，用于提供动力或电力；
自走式履带底盘，安装在所述机架底部两侧，控制机架向前行走；
微波变频电源组，安装在所述机架前侧，通过调节电压输出微波；
微波辐照单元矩阵，安装在所述微波变频电源组前侧，为微波输出装置。
在本发明的较佳实施方式中，所述机架顶部还固定安装有盖板。
在本发明的较佳实施方式中，所述发电机设置为2组，分别为自走式履带底盘提供动力和为微波变频电源组提供电力。
在本发明的较佳实施方式中，所述微波变频电源组前侧的机架上还固定安装有电动推杆，所述电动推杆底部下方固定连接所述微波辐照单元矩阵。
在本发明的较佳实施方式中，所述微波变频电源组包括风扇架及安装在所述风扇架上的变频电源风扇，且风扇架侧方还设置有微波变频电源控制器与功率显示计。
在本发明的较佳实施方式中，所述微波辐照单元矩阵设置有多个微波辐照单元，每个所述微波辐照单元均固定在微波单元支架上，包括磁控管，所述磁控管的输出端连接波导，且每个微波辐照单元上均设置有微波风扇。
进一步的，所述微波辐照单元设置为前后两行，且前后两行微波辐照单元反向布置。
在本发明的较佳实施方式中，所述微波变频电源组中电源数量与所述微波辐照单元矩阵中微波辐照单元数量相等。
在本发明的较佳实施方式中，还包括安装在所述机架上的电控箱，所述电控箱电性连接发电机和电动推杆。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明实现以微波形式的土壤消毒作业，整体设备结构简单，可根据不同地块、不同类型、不同质地土壤施加不同功率的微波作用后无化工污染，微波辐照后短时间内土壤便可恢复原有动态平衡；装置的有效范围在耕层深度20cm以上，根据不同地块可通过电动推杆控制波导离地高度；根据土壤类型、质地以及病害程度控制微波辐照时间与微波输出功率；避免操作人员受微波辐射带来的伤害，通过遥控方式调控微波辐照土壤消毒装置。
微波土壤消毒过程中微波辐照时长、微波功率大小以及土壤类型、土壤含水率均会不同程度地影响土壤温度，而土壤温度是土壤内部病原菌、杂草灭活的直接因素，本发明的消毒装置通过研究表明，微波辐照土壤十分钟土壤内部温度既可达到116℃，表面温度可达185℃，可杀灭土壤中病菌、病毒、草籽从而得到适宜耕种土壤，提高作物品质与产量，保证作物安全生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种温室微波辐照土壤消毒装置的结构示意图；
图2为本发明中微波变频电源组的结构示意图；
图3为本发明中微波辐照单元矩阵的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
需要说明的是，本申请附图中所示的特征可以属于一个实施例也可以属于不同的实施例，只要这些特征之间不存在相互冲突。为了节省篇幅，本申请可以用同一个附图说明不同实施例，也就是说，本申请的同一个附图可以用于体现不同的实施例中的特征。
如图1所示的一种温室微波辐照土壤消毒装置，主要包括机架3，自走式履带底盘1，发电机2，盖板4，电控箱5，微波变频电源组6，电动推杆7和微波辐照单元矩阵8。
其中，机架3主要用于安装土壤消毒装置上各部件；发电机2，安装在机架3上，用于提供动力或电力；自走式履带底盘1，安装在机架3底部两侧，控制机架3向前行走；微波变频电源组6，安装在机架3前侧，通过调节电压输出微波；微波辐照单元矩阵8，安装在微波变频电源组6前侧，为微波输出装置；微波变频电源组6前侧的机架3上还固定安装有电动推杆7，电动推杆7底部下方固定连接微波辐照单元矩阵8。
自走式履带底盘1行走方式为履带，可适应多种地形如山岭丘地，通过遥控方式实现行走，由发电机2(本发明优选为柴油发电机)提供动力，本装置共搭载两个柴油发电机，通过机架3加固及盖板4遮挡，通过电控箱5控制底盘动力输出及电动推杆7升降。
本发明的微波变频电源组6包含八个微波变频电源，如图2所示，由柴油发电机提供电力，主要功能为调节电压输出微波，包括风扇架602及安装在风扇架602上的变频电源风扇601，且风扇架602侧方还设置有微波变频电源控制器与功率显示计603。其中，变频电源风扇601主要用于为电源降温，微波变频电源控制器与功率显示计603，可控制微波频率并控制单独微波单元微波输出与否，当功率显示计数值异常，警示灯闪烁。
如图3所示，本发明的微波辐照单元矩阵8设置有多个微波辐照单元，每个微波辐照单元均固定在微波单元支架804上，包括磁控管802，磁控管802的输出端连接波导803，且每个微波辐照单元上均设置有微波风扇801。进一步的，微波辐照单元设置为前后两行，且前后两行微波辐照单元反向布置。
在本发明中，微波变频电源组6中电源数量与微波辐照单元矩阵8中微波辐照单元数量相等。本发明优选为八个微波变频电源，对应八个微波辐照单元。微波辐照单元中的微波风扇801功能为磁控管802降温，磁控管802输出微波后，通过所连接的波导803，直接作用于耕地。此外，可通过调节微波变频电源控制器603控制微波变频电源，控制微波输出功率与辐照时间，微波输出功率在功率显示计中观察。
由于微波土壤消毒过程中微波辐照时长、微波功率大小以及土壤类型、土壤含水率均会不同程度地影响土壤温度，而土壤温度是土壤内部病原菌、杂草灭活的直接因素，本发明的消毒装置通过研究表明，微波辐照土壤十分钟土壤内部温度既可达到116℃，表面温度可达185℃，可杀灭土壤中病菌、病毒、草籽从而得到适宜耕种土壤，提高作物品质与产量，保证作物安全生产。能用于连作温室土壤病、虫、草害防控及消杀，对土壤病原菌灭活，土壤质量改善，土壤养分、部分土壤理化指标的提升及土壤微生物群落的改善具有积极意义。微波辐照土壤后在短时间内即可进行耕种，通过调节微波变频电源控制微波输出功率；可避免操作人员受微波辐射带来的伤害。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，包括：
机架，用于安装土壤消毒装置上各部件；
发电机，安装在所述机架上，用于提供动力或电力；
自走式履带底盘，安装在所述机架底部两侧，控制机架向前行走；
微波变频电源组，安装在所述机架前侧，通过调节电压输出微波；
微波辐照单元矩阵，安装在所述微波变频电源组前侧，为微波输出装置。
2.根据权利要求1所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，所述机架顶部还固定安装有盖板。
3.根据权利要求1所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，所述发电机设置为2组，分别为自走式履带底盘提供动力和为微波变频电源组提供电力。
4.根据权利要求1所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，所述微波变频电源组前侧的机架上还固定安装有电动推杆，所述电动推杆底部下方固定连接所述微波辐照单元矩阵。
5.根据权利要求1所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，所述微波变频电源组包括风扇架及安装在所述风扇架上的变频电源风扇，且风扇架侧方还设置有微波变频电源控制器与功率显示计。
6.根据权利要求1所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，所述微波辐照单元矩阵设置有多个微波辐照单元，每个所述微波辐照单元均固定在微波单元支架上，包括磁控管，所述磁控管的输出端连接波导，且每个微波辐照单元上均设置有微波风扇。
7.根据权利要求6所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，所述微波辐照单元设置为前后两行，且前后两行微波辐照单元反向布置。
8.根据权利要求1所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，所述微波变频电源组中电源数量与所述微波辐照单元矩阵中微波辐照单元数量相等。
9.根据权利要求1-8任一项所述的温室微波辐照土壤消毒装置，其特征在于，还包括安装在所述机架上的电控箱，所述电控箱电性连接发电机和电动推杆。
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