超聲霧化栽培根系霧滴分布測試試驗臺設計及試驗.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，霧化栽培中作物根系懸于空中，氧氣得以最大化供給，水、肥通過霧化方式提供，礦質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)揮出最大的生長潛能。在霧培時，植物在幼苗階段或者對須根較少的作物，霧滴在根系運動時受到的阻礙較小，霧滴可以很容易地均勻分布于整個根系;作物根系越茂盛，霧滴在根系的擴散運動受根系的阻礙就越大，因此在選擇盡可能細的營養(yǎng)霧滴的同時，還必須考慮營養(yǎng)霧滴對

2、根系的穿透性，即營養(yǎng)霧滴能否穿越外部根須，進而均勻充滿整個根系。
　　 霧滴在根系內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。但是目前國內外幾乎沒有開展過相關研究。針對這種現狀，本文設計了作物根系營養(yǎng)霧滴分布測試實驗平臺，并且在該實驗平臺上開展了不同粒徑營養(yǎng)霧滴穿透作物根系的試驗研究。
　　 針對低頻超聲霧化噴頭的功率以及工作電壓等電學參數，確定了驅動電路主回路的拓撲結構，計算了主回路相關元器件參數值;

3、選取了MOSFET開關管型號，并根據該開關管相關參數設計了單通道MOSFET驅動回路;利用阻抗分析儀PV70A測試得到噴頭的阻抗參數，在其基礎上，利用攤導公式計算了匹配電感的感值;同時，設計了驅動電路保護回路相關元件參數，確保電路的安全性。
　　 為探究驅動電路中脈沖變壓器、輸出匹配電容等關鍵元件對驅動電路性能的影響，本文在理論計算其相關參數的基礎之上利用電路仿真軟件Multisim10.0搭建了驅動電路的仿真模型，同時分析了脈

4、沖變壓器分布參數對驅動電路性能的影響，對電路參數進行仿真分析和優(yōu)化。根據電路仿真結果，設計制造了驅動電路PCB樣品，通過實驗驗證仿真模型的正確性。
　　 設計了基于ARM9的數字PWM信號發(fā)生器和濕度檢測系統，通過軟件編程實現PWM頻率和占空比可方便調整以及根系濕度信號的實時采集和存儲。
　　 在驅動電源設計制造完成后，搭建了不同粒徑營養(yǎng)霧滴對根系穿透性研究的檢測臺架，采用霧培的成熟期西紅柿的根系作為檢測對象，在根系不同

5、密度處合理布置三組傳感器，進行了40KHz和1.7MHz兩種不同頻率的超聲霧化噴頭在產生的營養(yǎng)霧滴在根系分布情況的實驗。
　　 在對實驗原始數據進行篩選和處理后可知:由于40KHz低頻超聲霧化噴頭產生的營養(yǎng)霧滴較大，在外界條件基本一致的情況下，試驗開始的前180s內，穿透進根系內部的霧滴較少，傳感器濕度值明顯較小;隨著噴霧時間的增加，根系周圍營養(yǎng)液霧滴濃度上升，穿透進根系的營養(yǎng)液霧滴數量明顯上升，傳感器濕度值有較大的上升;通過對