劉 欣

摘 要:蔬菜生產(chǎn)使用的化學(xué)農(nóng)藥,導(dǎo)致蔬菜中農(nóng)藥殘留過(guò)高,嚴(yán)重危害了人們的身體健康。而在低溫溶氧調(diào)頻狀態(tài)下,設(shè)計(jì)制作的太陽(yáng)能蔬菜殺菌器是利用太陽(yáng)能電池板提供電能,通過(guò)生物、物理、計(jì)算機(jī)等技術(shù),進(jìn)行電子殺蟲、物理滅菌,補(bǔ)充蔬菜生長(zhǎng)需要多種光照。太陽(yáng)能蔬菜殺菌器可替代化學(xué)農(nóng)藥,提高蔬菜產(chǎn)量,改善蔬菜品質(zhì),生產(chǎn)無(wú)農(nóng)藥殘留的綠色、優(yōu)質(zhì)蔬菜。

關(guān)鍵詞:太陽(yáng)能蔬菜殺菌器;電子殺蟲;物理滅菌;綠色蔬菜

中圖分類號(hào):TH12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1005-569X(2009)11-0070-02

1 引 言

在蔬菜栽培生產(chǎn)中,由于化學(xué)農(nóng)藥含毒性物質(zhì)較多,容易在蔬菜上造成殘留,特別是殺蟲、殺菌的藥劑,應(yīng)用濃度及時(shí)期不當(dāng)或劑量過(guò)大,蔬菜受污染嚴(yán)重,已成為當(dāng)前蔬菜的一大公害。因此,本人利用二年的時(shí)間調(diào)查研究與試驗(yàn),在科技老師的輔導(dǎo)下,設(shè)計(jì)出了集生物、物理、工程、化學(xué)等多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)于一體的“太陽(yáng)能蔬菜殺菌器”。它的成功創(chuàng)意受到當(dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)和專家們的高度評(píng)價(jià),并被壽光市人民政府指定為參加第八屆國(guó)際(壽光)蔬菜科技博覽會(huì)展出的科技產(chǎn)品,成為當(dāng)屆博覽會(huì)“綠色與科技”主題的一大靚點(diǎn)。同時(shí)也為發(fā)展高效、優(yōu)質(zhì)的無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)開辟了新路子。

2 研究思路

一是研究利用太陽(yáng)能電池為能源,以空氣為原料,變頻高壓放電產(chǎn)生活氧;二是研究低溫狀態(tài)下,活氧在水中的溶解度;三是研究試驗(yàn)活氧水的殺菌效果。

3 研究?jī)?nèi)容

太陽(yáng)能蔬菜殺菌器主要由能源系統(tǒng)、活氧生成系統(tǒng)、低溫溶氧系統(tǒng)、活氧水殺菌系統(tǒng)、大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等幾部分組成。

3.1 能源系統(tǒng)

太陽(yáng)能蔬菜殺菌器的活氧發(fā)生系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、低溫溶氧系統(tǒng)、臭氧殺菌系統(tǒng)等功能需要大量的電能。為了節(jié)約能源,本人利用太陽(yáng)能電池板為各種設(shè)備提供動(dòng)力,是一種長(zhǎng)期重復(fù)利用的綠色環(huán)保能源。

在這套能源系統(tǒng)中,太陽(yáng)能電池板在白天將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能,然后將電能通過(guò)蓄電池進(jìn)行存儲(chǔ),使用時(shí)通過(guò)一套穩(wěn)壓的充電電路,自動(dòng)對(duì)病蟲害防治儀進(jìn)行供電。

3.2 活氧生成系統(tǒng)

活氧生成系統(tǒng)由活氧管、變頻器、定時(shí)開關(guān)等幾部分組成,利用大自然中雷擊放電產(chǎn)生活氧的原理,以空氣為原料,變頻高壓放電產(chǎn)生活氧,溶于水后形成活氧水。

3.3 低溫溶氧系統(tǒng)

活氧在常溫常壓下,是無(wú)色氣體。當(dāng)濃度達(dá)到15%時(shí),呈現(xiàn)出淡藍(lán)色,在水中的溶解度比氧氣高約13倍,比空氣高25倍,通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在不同溫度下活氧在水中的溶解度,試驗(yàn)效果如表所示。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,本人先將過(guò)濾好的純凈水,利用制冷設(shè)備把水溫控制在7~8℃左右,再將產(chǎn)生的活氧充入水中,提高了活氧水的活氧濃度,達(dá)到理想的殺菌效果。

3.4 活氧水滅菌系統(tǒng)

活氧殺菌系統(tǒng)是在蔬菜發(fā)生真菌、細(xì)菌、病毒等蔬菜病害時(shí),利用噴灑泵將生成的活氧水噴灑到蔬菜的表面,達(dá)到殺滅病原微生物的效果。

活氧是一種很強(qiáng)的氧化劑,活氧溶于水后,在蔬菜表面能直接氧化分解病原微生物內(nèi)部氧化葡萄糖所必需的酶,從而破壞細(xì)胞膜將細(xì)菌殺死,不存在任何殘留物,沒(méi)有二次污染。

3.5 大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

在蔬菜的生長(zhǎng)過(guò)程中,溫度、濕度、二氧化碳和光照對(duì)蔬菜的生長(zhǎng)有著十分重要的影響,太陽(yáng)能蔬菜殺菌器不僅完成自動(dòng)噴藥的功能,也能準(zhǔn)確測(cè)量蔬菜大棚內(nèi)的各種環(huán)境參數(shù)。本人在太陽(yáng)能蔬菜殺菌器上安裝了溫度傳感器,用于檢測(cè)大棚內(nèi)溫度;安裝了濕度傳感器,用于檢測(cè)大棚內(nèi)空氣濕度和土壤濕度;安裝了光敏傳感器,用于記錄作物的光照時(shí)間等。通過(guò)這些數(shù)據(jù),便于蔬菜的科學(xué)栽培與管理,提高蔬菜的產(chǎn)量和改善蔬菜的品質(zhì)。

在設(shè)計(jì)制作中,為了便于直觀的采樣數(shù)據(jù),本人將這些模擬傳感器連接到了模數(shù)轉(zhuǎn)換器,通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)輸出結(jié)果讀到單片機(jī)中,將傳感器數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)儀器的讀數(shù)作比較,這樣的數(shù)據(jù)精度高、讀數(shù)準(zhǔn)確。

3.6 控制系統(tǒng)

主控制系統(tǒng)選擇采用Motorola最新研發(fā)的“MC68HC908AP64”微控制器;總線工作頻率8M,64k Flash存儲(chǔ)器,8路10bit模擬輸入口,4路timer輸入,8位數(shù)據(jù)總線,一個(gè)普通SCI端口,一個(gè)紅外

SCI端口,一個(gè)SPI端口,一個(gè)通用并行I/O端口,具備中斷和多種復(fù)位方式。該單片機(jī)功能強(qiáng)大,擴(kuò)展能力豐富,通過(guò)其他邏輯芯片擴(kuò)展了5個(gè)數(shù)字量輸入端口,5個(gè)模擬量輸入端口和4個(gè)擴(kuò)展槽。

在軟件編程研究中,我們選用了Motorola單片機(jī)的C語(yǔ)言編譯器,它可通過(guò)編寫C語(yǔ)言程序來(lái)開發(fā)高層應(yīng)用軟件。

4 下一步的研究計(jì)劃

下一步的研究計(jì)劃是根據(jù)蔬菜病蟲害的實(shí)用性,進(jìn)一步對(duì)太陽(yáng)能蔬菜殺菌器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),爭(zhēng)取盡快付諸應(yīng)用。

陽(yáng)能蔬菜殺菌器工作原理:打開定時(shí)器旋紐定時(shí)后,就會(huì)使活氧發(fā)生器通電產(chǎn)生活氧,經(jīng)導(dǎo)管送至活氧管,再由活氧管經(jīng)活氧輸入管送至密閉容器的水中,同時(shí)按下制冷設(shè)備按紐,制冷管便會(huì)有冷氣通入水中,使活氧充分溶于水中,按下水泵按紐后,活氧水可由水泵經(jīng)出水管抽出,接上噴頭就可用活氧水噴灑作物殺蟲,密閉容器中的水可由進(jìn)水管經(jīng)過(guò)濾筒補(bǔ)充。設(shè)備置于可移動(dòng)的小車上,可在大棚內(nèi)自由移動(dòng)。