CN203313745U - 利用电脉冲提高植物净化pm2.5能力的装置 - Google Patents

利用电脉冲提高植物净化pm2.5能力的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN203313745U
CN203313745U CN2013202818398U CN201320281839U CN203313745U CN 203313745 U CN203313745 U CN 203313745U CN 2013202818398 U CN2013202818398 U CN 2013202818398U CN 201320281839 U CN201320281839 U CN 201320281839U CN 203313745 U CN203313745 U CN 203313745U
Authority
CN
China
Prior art keywords
plant
electric pulse
pulse generator
voltage
purification capacity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2013202818398U
Other languages
English (en)
Inventor
习岗
刘锴
贺瑞瑞
樊琳琳
张洋
赵汝双
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN2013202818398U priority Critical patent/CN203313745U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203313745U publication Critical patent/CN203313745U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Landscapes

  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

本实用新型公开了利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置，包括电脉冲发生器，电脉冲发生器通过屏蔽线与输出电极连接，输出电极置于盆栽植物的土壤中。金属电极从花盆侧壁或底部插入盆栽植物的根际土壤，由负高压电脉冲发生器产生的极低频负高压电脉冲由屏蔽线经过金属电极传入土壤，再经过植物根系作用于植物叶片，加剧植物光合作用和呼吸作用，提高植物叶片对周围空气中PM2.5的净化能力。本实用新型装置有效提高了盆栽植物净化PM2.5的能力，并且不会产生臭氧，不会对植物产生伤害，植物的熏香、保湿和美化等自然属性保持不变，对人体安全，具有很大的实用价值和经济价值。

Description

利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置
技术领域
本实用新型属于环境保护技术领域，涉及一种空气净化装置，具体涉及一种利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置。
背景技术
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量有毒、有害物质，并且在大气中停留时间长，输送距离远，易于穿过呼吸器官直接进入肺部，对人的身体造成损害。
由于PM2.5主要来源于日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中各种化石燃料的燃烧，在室外大环境中净化PM2.5困难重重，短期内无法解决。然而，在室内小环境中净化PM2.5，营造一个相对健康的生活空间是可能的。
目前，尚缺乏有效消除室内PM2.5的专用技术。现有大多数以去除可吸入颗粒物为主要功能的空气净化器只能去除PM10，对PM2.5没有针对性。这类空气净化器的净化原理是采用内置风机抽风，通过HEPA滤网+活性炭滤网+光触媒（冷触媒、多远触媒）+紫外线杀菌（同臭氧）+静电吸附滤网等多种滤网过滤，最多可净化直径3微米以上的颗粒物。若要挡住更小的颗粒物需要增加过滤层的层数，但随之而来的后果是空气通过难度增大，必须提高风机功率，后者又导致噪音增大。此外，提高过滤网层数将增加净化器体积，增加为避免二次污染更换滤网的难度。因此，现有的空气净化器技术对于清除PM2.5无能为力，必须另辟蹊径。
由于PM2.5的粒子很小，长期漂浮在空中，如果通过其它离子与之结合，使之变为大粒子，进而在重力下沉降，就可以净化空气中的PM2.5。美国环保署认为，空气中的负氧离子可以主动出击捕捉空气中的细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒，使其聚集沉降，从而有效除去空气中2.5微米（PM2.5）及以下的微尘，甚至1微米的微粒。研究确认，当室内空气中负离子的浓度达到每立方厘米2万个时，空气中的飘尘量会减少98%以上，在含有高浓度小粒径负离子的空气中，PM2.5中危害最大的直径1微米以下的微尘、细菌、病毒等几乎为零。因此，消除PM2.5的关键在于大幅度提高空气小粒径负离子含量。
植物是产生空气负氧离子的最佳来源，森林中空气清新就是因为众多植物产生高浓度负氧离子的缘故。植物产生负氧离子的机理有两个，一是在大气电场（雷电等）作用下植物叶尖通过尖端放电产生的电子与空气中的氧气分子结合成负氧离子；二是植物叶片细胞在光合作用过程中产生电子，这些电子与叶片细胞呼吸过程中放出的氧气结合生成负氧离子，后者通过叶片气孔释出。但是，室内单株植物产生负离子的能力很弱，其对室内PM2.5的净化能力很小。
考虑到植物细胞自身电位波动的频率在0.1～10Hz的极低频段，对植物施加此频段的高压电脉冲，通过外加电脉冲与植物细胞电位的耦合共振，一方面增强植物众多叶片的尖端放电，另一方面提高叶片细胞的光合作用和呼吸代谢，两方面的作用可以使单株植物在周围产生的负氧离子浓度大为增加，从而达到有效去除空气中PM2.5，实现将森林引入家庭的美好愿望。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置，解决现有空气净化技术无法有效去除空气中PM2.5，并且成本高、能耗大、装置复杂和二次污染的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置，包括电脉冲发生器，电脉冲发生器通过屏蔽线与输出电极连接，输出电极置于盆栽植物的土壤中。
本实用新型的特点还在于，
其中的电脉冲发生器，包括依次连接的电源、稳压单元、脉冲产生单元、升压电路、倍压电路，倍压电路通过输出电极与盆栽植物相连接，所述的电源还与升压电路相连接。
其中的电脉冲发生器，脉冲频率为0.1～100Hz，负电压为5kV～30kV，脉宽为μs～ms。
本实用新型的有益效果是：
（1）通过一个金属电极将极低频电脉冲引入盆栽植物的根际土壤，极低频电脉冲与植物细胞电位的耦合共振一方面加剧植物叶片的尖端放电，另一方面加速植物细胞的光合作用和呼吸作用，诱发植物产生高浓度的负氧离子，负氧离子与PM2.5结合成大粒子在重力下沉降，去除空气中的PM2.5。
（2）基于加剧植物叶片的尖端放电和加速植物细胞光合放氧与水分蒸发，大幅度提高空气中氧气和负氧离子浓度增加去除空气中的PM2.5，随着作用时间的延长，可以彻底消除空气中的PM2.5，并且不会产生臭氧，不会对植物产生伤害，植物的熏香、保湿和美化等自然属性保持不变，使用寿命长。
（3）电脉冲通过植物产生的电子通过大气传导，形成的大气电流（或对地短路电流）很小（微安级），对人体安全。
附图说明
图1是本实用新型利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置中电脉冲发生器的结构示意图；
图2是采用本实用新型极低频高压电脉冲刺激盆栽吊兰对空气中PM2.5的影响。
图中，1.盆栽植物，2.输出电极，3.倍压电路，4.升压电路，5.脉冲产生单元，6.稳压单元，7.电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式进行详细说明。
本实用新型所涉及的植物为常见室内观叶植物（吊兰、芦荟等）。
本实用新型采用电脉冲的参数范围为：脉冲频率为0.1～100Hz、负电压5kV～30kV、脉宽μs～ms，这是因为植物自身电位波动频率在0.1～10Hz，采用相近频率范围的外加电脉冲刺激，能够引起植物电位的耦合共振；μs～ms脉宽的电脉冲能够穿透植物细胞的外膜，使得外加电脉冲作用在细胞内膜（光合作用发生在细胞内的类囊体膜上），脉宽过宽的电脉冲无法穿透细胞外膜；而脉宽过窄的脉冲，会穿透细胞内膜，对细胞核造成损伤。电脉冲的电压若过小无法对植物产生明显的激励效果，电压过大会对植物造成损伤。
本实用新型利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置，由盆栽植物1、电脉冲发生器、屏蔽线和输出电极2组成，由电脉冲发生器产生的上述定义的电脉冲由屏蔽线经过刺入花盆侧壁或底部的金属电极针作用在盆栽植物的根际土壤中，植物即可有效净化叶片周围空气中的PM2.5。
本实用新型中电脉冲发生器的结构如图1所示，包括依次连接的电源7、稳压单元6、脉冲产生单元5、升压电路4、倍压电路3，倍压电路3通过输出电极2与盆栽植物1相连接。电源7还与升压电路4相连接。
各部分的功能分述如下：
1.电源7用于提供15V～20V的直流电压；
2.稳压单元6由稳压管和稳压芯片组成，用于产生5V电压，给单片机提供工作电压；稳压管用于保护稳压芯片，以避免由于稳压芯片的压降过大而发热过多而烧坏；
3.脉冲产生单元5用于产生间歇式高频脉冲串，核心部分为PIC10F202单片机，由于单片机可提供的功率比较小，使用一个场效应管作为驱动，为后面的升压部分提供功率足够的脉冲信号；
4.升压电路4用于对脉冲信号进行变压器升压后输出低频调制式的次高压脉冲串；
5.倍压电路3用于对升压变压器电路中产生的次高压间歇式高频脉冲串进行倍压，获得低频负高压脉冲；
6.输出电极2用于输出低频负高压脉冲。
本实用新型电脉冲对花盆的刺激方式有两种：一种是将电脉冲发生器的电极针通过花盆侧壁插入盆栽植物的根际土壤中；另一种是将电极针通过花盆底部插入盆栽植物的根际土壤中。
本实用新型的工作过程是：
步骤1：将正常生长的盆栽植物1（吊兰、芦荟等）放入室内，保持与地面绝缘；
步骤2：将输出电极通过花盆侧壁或底部插入盆栽植物的土壤中；
步骤3：开启电脉冲发生器的电源7，电脉冲发生器产生的电脉冲通过电极针作用于盆栽植物1的根际土壤，进而向叶尖传导，净化叶片周围空气中的PM2.5。
在大小为2m×2m×2m的密闭玻璃实验箱中，用电子点烟器充入浓烟，用美国DylosPM2.5检测仪检测密闭实验箱中PM2.5浓度达到197μg/m3,与国家空气质量二级标准75μg/m3相比较，此时箱内PM2.5大为超标。
然后采用两种方法进行对比实验：
方法一：将一盆株高20cm的吊兰放置在实验箱中部，每隔5min在实验箱四个角落分别测量PM2.5浓度，取平均，观察吊兰在自然状态下对实验箱中的PM2.5的净化作用。
方法二：将本实用新型利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置的电脉冲发生器的输出电极2插入与方法一中生长状态相同的盆栽吊兰的根际土壤中，用频率1Hz、电压20kV、脉宽80ms的电脉冲刺激吊兰。每隔5min在实验箱四个角落分别测量PM2.5浓度，取平均，观察吊兰在电脉冲刺激状态下对实验箱中的PM2.5的净化作用。方法二中的其它实验条件与方法一中相同。
实验结果如图2所示。由图2可见，自然放置的吊兰植物，在30分钟的时间内，实验箱中PM2.5浓度变化不大。但是受到电脉冲刺激的吊兰，在30分钟的时间内，使得实验箱中的PM2.5从最初的约200μg/m3降低至约60μg/m3。这个结果表明，1Hz的电脉冲刺激吊兰能够大大加快吊兰对PM2.5的净化速度。

Claims (3)

1.利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置，其特征在于，包括电脉冲发生器，电脉冲发生器通过屏蔽线与输出电极（2）连接，输出电极（2）置于盆栽植物（1）的土壤中。
2.根据权利要求1所述的利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置，其特征在于，所述的电脉冲发生器，包括依次连接的电源（7）、稳压单元（6）、脉冲产生单元（5）、升压电路（4）、倍压电路（3），倍压电路（3）通过输出电极（2）与盆栽植物（1）相连接，所述的电源（7）还与升压电路（4）相连接。
3.根据权利要求1所述的利用电脉冲提高植物净化PM2.5能力的装置，其特征在于，所述的电脉冲发生器，脉冲频率为0.1～100Hz，负电压为5kV～30kV，脉宽为μs～ms。
CN2013202818398U 2013-05-21 2013-05-21 利用电脉冲提高植物净化pm2.5能力的装置 Expired - Fee Related CN203313745U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013202818398U CN203313745U (zh) 2013-05-21 2013-05-21 利用电脉冲提高植物净化pm2.5能力的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013202818398U CN203313745U (zh) 2013-05-21 2013-05-21 利用电脉冲提高植物净化pm2.5能力的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203313745U true CN203313745U (zh) 2013-12-04

Family

ID=49653160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013202818398U Expired - Fee Related CN203313745U (zh) 2013-05-21 2013-05-21 利用电脉冲提高植物净化pm2.5能力的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203313745U (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104542029A (zh) * 2015-01-30 2015-04-29 济南新活电器有限公司 采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置
CN105066265A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 西安电子工程研究所 一种植物空气净化器
CN107388348A (zh) * 2017-06-19 2017-11-24 西安理工大学 一种植物盆栽空气净化器及净化空气的方法
CN108906767A (zh) * 2018-06-04 2018-11-30 河海大学常州校区 一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗装置及方法
CN109429769A (zh) * 2018-12-13 2019-03-08 北京立道立德科技有限公司 一种智能负离子发生器
WO2019172852A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Temasek Life Sciences Laboratory Limited Apparatus and device for generating negative air ions from plants
CN115135137A (zh) * 2019-12-26 2022-09-30 新微淨科技公司 空气净化系统及装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104542029A (zh) * 2015-01-30 2015-04-29 济南新活电器有限公司 采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置
CN105066265A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 西安电子工程研究所 一种植物空气净化器
CN107388348A (zh) * 2017-06-19 2017-11-24 西安理工大学 一种植物盆栽空气净化器及净化空气的方法
WO2019172852A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Temasek Life Sciences Laboratory Limited Apparatus and device for generating negative air ions from plants
CN112544023A (zh) * 2018-03-09 2021-03-23 淡马锡生命科学实验室有限公司 用于从植物中产生空气负离子的装置和设备
CN112544023B (zh) * 2018-03-09 2022-10-04 淡马锡生命科学实验室有限公司 用于从植物中产生空气负离子的装置和设备
CN108906767A (zh) * 2018-06-04 2018-11-30 河海大学常州校区 一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗装置及方法
CN108906767B (zh) * 2018-06-04 2021-09-07 河海大学常州校区 一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗装置及方法
CN109429769A (zh) * 2018-12-13 2019-03-08 北京立道立德科技有限公司 一种智能负离子发生器
CN115135137A (zh) * 2019-12-26 2022-09-30 新微淨科技公司 空气净化系统及装置
CN115135137B (zh) * 2019-12-26 2023-09-15 新微淨科技公司 空气净化系统及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203313745U (zh) 利用电脉冲提高植物净化pm2.5能力的装置
CN103557557B (zh) 托玛琳负离子发生器
CN202722102U (zh) 一种利用太阳能和天然矿物使植物大量产生负离子的装置
CN105066265A (zh) 一种植物空气净化器
CN202893503U (zh) 一种静电雾化室内空气的净化装置
CN204593640U (zh) 一种环保节能负离子空气净化器
CN203052890U (zh) 一种能消除pm2.5的空气净化器
CN203442977U (zh) 一种光电离子复合空气净化器
CN103148548A (zh) 一种能消除pm2.5的空气净化器
CN202146454U (zh) 一种车载空气净化器
CN112544023B (zh) 用于从植物中产生空气负离子的装置和设备
CN207113085U (zh) 外置式畜禽养殖光能离子空间灭菌净化装置
CN203810560U (zh) 基于低温等离子体的室内空气净化装置
CN203421777U (zh) 一种带驱蚊功能的新型车载空气过滤器
CN202168578U (zh) 带有等离子体净化消毒功能的办公桌
CN204158948U (zh) 配置负离子发生器或空气过滤器的跑步机
CN202942452U (zh) 负离子空气净化器
CN203810582U (zh) 一种家用室内空气处理设备
CN102580518A (zh) 应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法
CN204254769U (zh) 一种高效多功能净化箱
CN201840985U (zh) 一种负离子多功能过滤器
CN201821280U (zh) 烟雾空气净化器的高压发生器
CN104001204B (zh) 提高小规模土壤-植物生态系统除霾能力的装置及方法
CN205261770U (zh) 一种简易型空气净化器
CN106288001A (zh) 一种立式空气净化器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131204

Termination date: 20200521