超聲霧化栽培根系霧滴分布測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)及試驗(yàn).pdf

1、氣霧培具有其他任何一種栽培模式所不能比擬的優(yōu)勢(shì)，霧化栽培中作物根系懸于空中，氧氣得以最大化供給，水、肥通過(guò)霧化方式提供，礦質(zhì)離子及水份的吸收得以充足的保證，根系處于最佳的水、氣、肥環(huán)境，使作物發(fā)揮出最大的生長(zhǎng)潛能。在霧培時(shí)，植物在幼苗階段或者對(duì)須根較少的作物，霧滴在根系運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻礙較小，霧滴可以很容易地均勻分布于整個(gè)根系;作物根系越茂盛，霧滴在根系的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受根系的阻礙就越大，因此在選擇盡可能細(xì)的營(yíng)養(yǎng)霧滴的同時(shí)，還必須考慮營(yíng)養(yǎng)霧滴對(duì)

2、根系的穿透性，即營(yíng)養(yǎng)霧滴能否穿越外部根須，進(jìn)而均勻充滿整個(gè)根系。
　　 霧滴在根系內(nèi)的分布情況在很大程度上影響了霧培效果，甚至決定了霧培的成敗。但是目前國(guó)內(nèi)外幾乎沒(méi)有開(kāi)展過(guò)相關(guān)研究。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了作物根系營(yíng)養(yǎng)霧滴分布測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并且在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上開(kāi)展了不同粒徑營(yíng)養(yǎng)霧滴穿透作物根系的試驗(yàn)研究。
　　 針對(duì)低頻超聲霧化噴頭的功率以及工作電壓等電學(xué)參數(shù)，確定了驅(qū)動(dòng)電路主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算了主回路相關(guān)元器件參數(shù)值;

3、選取了MOSFET開(kāi)關(guān)管型號(hào)，并根據(jù)該開(kāi)關(guān)管相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)了單通道MOSFET驅(qū)動(dòng)回路;利用阻抗分析儀PV70A測(cè)試得到噴頭的阻抗參數(shù)，在其基礎(chǔ)上，利用攤導(dǎo)公式計(jì)算了匹配電感的感值;同時(shí)，設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路保護(hù)回路相關(guān)元件參數(shù)，確保電路的安全性。
　　 為探究驅(qū)動(dòng)電路中脈沖變壓器、輸出匹配電容等關(guān)鍵元件對(duì)驅(qū)動(dòng)電路性能的影響，本文在理論計(jì)算其相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)之上利用電路仿真軟件Multisim10.0搭建了驅(qū)動(dòng)電路的仿真模型，同時(shí)分析了脈

4、沖變壓器分布參數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路性能的影響，對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化。根據(jù)電路仿真結(jié)果，設(shè)計(jì)制造了驅(qū)動(dòng)電路PCB樣品，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真模型的正確性。
　　 設(shè)計(jì)了基于ARM9的數(shù)字PWM信號(hào)發(fā)生器和濕度檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)PWM頻率和占空比可方便調(diào)整以及根系濕度信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)。
　　 在驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)制造完成后，搭建了不同粒徑營(yíng)養(yǎng)霧滴對(duì)根系穿透性研究的檢測(cè)臺(tái)架，采用霧培的成熟期西紅柿的根系作為檢測(cè)對(duì)象，在根系不同

5、密度處合理布置三組傳感器，進(jìn)行了40KHz和1.7MHz兩種不同頻率的超聲霧化噴頭在產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)霧滴在根系分布情況的實(shí)驗(yàn)。
　　 在對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和處理后可知:由于40KHz低頻超聲霧化噴頭產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)霧滴較大，在外界條件基本一致的情況下，試驗(yàn)開(kāi)始的前180s內(nèi)，穿透進(jìn)根系內(nèi)部的霧滴較少，傳感器濕度值明顯較小;隨著噴霧時(shí)間的增加，根系周?chē)鸂I(yíng)養(yǎng)液霧滴濃度上升，穿透進(jìn)根系的營(yíng)養(yǎng)液霧滴數(shù)量明顯上升，傳感器濕度值有較大的上升;通過(guò)對(duì)