淺談檢測與數(shù)控技術(shù)在種子靜電處理系統(tǒng)中的應(yīng)用影響

李君

摘 要：通過借助高壓靜電來對植物種子進(jìn)行處理，可以將植物原有的一些特征進(jìn)行改變，進(jìn)而提高植物的生產(chǎn)量，應(yīng)用在農(nóng)作物上可以提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。文章主要就應(yīng)用高壓靜電技術(shù)對種子進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了有效提高處理效果以及精度的改進(jìn)辦法，并且就基于DSP的數(shù)控實驗裝置進(jìn)行淺析，就檢測與數(shù)控技術(shù)對種子經(jīng)典處理系統(tǒng)中的應(yīng)用影響進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：檢測技術(shù)；數(shù)控技術(shù)；種子靜電處理系統(tǒng)；應(yīng)用；影響

種子是農(nóng)產(chǎn)品以及換回的那個植物在進(jìn)行生長生產(chǎn)時最為主要的、最基本的材料。種子的生理活性是影響植物發(fā)芽率、出苗整齊度以及植物能否健康生長的決定性條件[1]，但是種子因為持續(xù)變化的自然環(huán)境，產(chǎn)生了長期休眠的習(xí)性這樣就不利于植物的整體生長，此外在存貯種子的過程中，種子經(jīng)常會出現(xiàn)衰變的情況，利用高壓靜電處理植物種子可以改變這些植物種子與生俱來的生理特征達(dá)到增加產(chǎn)量的最終效果。通過國內(nèi)外的一些嘗試性實驗可以發(fā)現(xiàn)利用高壓靜電場處理植物種子有著很強(qiáng)的生物效應(yīng)使得種子的生理活性得到明顯提高，并且克服了種子在休眠中衰變的現(xiàn)象，實現(xiàn)植物的發(fā)育及時、茁壯生長的目的。

1 高壓靜電場種子處理技術(shù)

其實整個地球就是一個巨大的靜電場，人類、動物和植物一直以來就生活在這樣的靜電場里，大氣層中的電力層與地面之間有著大約360千伏的正電位，植物在這個巨大的靜電場中經(jīng)過漫長的生長繁衍過程使得它對于這個環(huán)境的適應(yīng)性不斷增強(qiáng)并且發(fā)展成為利用某個環(huán)境因素來幫助自己進(jìn)行生長繁殖的習(xí)性，為人們利用靜電場來對植物進(jìn)行操作提供了可行性的基礎(chǔ)。高壓靜電場作為一項新興起的農(nóng)業(yè)技術(shù)，通過模擬大自然的電場效應(yīng)來提高種子的活性，進(jìn)而使得植物的某些習(xí)性得以改變。利用高壓靜電場來處理植物種子需要的成本很低，而且使用起來十分方便效果也十分明顯。本文所涉及到的高壓靜電場種子處理裝置主要有高壓電源、處理平臺以及高精度的機(jī)械傳動裝置和步進(jìn)電機(jī)等組成，具體原理如下圖1：

2 檢測技術(shù)在種子經(jīng)典處理系統(tǒng)中的應(yīng)用影響

影響高壓靜電場刺激強(qiáng)度的主要條件是植物種子的生理狀態(tài)，例如含水量等，并且在不同環(huán)境下進(jìn)行處理又有著不同的處理效果，例如環(huán)境中的濕度、溫度以及離子濃度等可變條件都會影響到結(jié)果，同時這些條件也決定了電場的處理劑量。為此，為實現(xiàn)對不同的植物種子的不同生理狀態(tài)都能達(dá)到最佳的處理效果，就必須對上述的可變條件進(jìn)行檢測[2]。種子的含水量涉及到介電常數(shù)，所以對于中紫紅的含水量的測定，該裝置采取桶型電容式的水分傳感器，當(dāng)植物種子進(jìn)入傳感器內(nèi)部后，介電常數(shù)會根據(jù)種子內(nèi)部含水量的不同而采取變化來適應(yīng)種子。這類的傳感器適用于顆粒樣的種子進(jìn)行填裝，加上采用的同心柱型的傳感器可以減少因為邊緣效應(yīng)而對電容值產(chǎn)生的影響。

對環(huán)境溫度進(jìn)行檢測時，傳感器可以直接輸出與環(huán)境溫度呈線性關(guān)系的信號，為顯示出電壓信號可以在輸出端加一個電阻，通過對輸出的電壓進(jìn)行檢測可以得到處理環(huán)境的溫度。在對環(huán)境濕度進(jìn)行檢測時連容量會隨著測試空氣濕度的變化而變化，未能夠?qū)⑦@個變化量轉(zhuǎn)換為能夠被計算機(jī)接受使用的電信號，將這種濕敏電容放在振蕩電路中將電容值的變化轉(zhuǎn)為與原來成反比的電壓頻率信號能夠被直接使用。具體實施步驟如下圖2：

3 數(shù)控技術(shù)在種子靜電處理系統(tǒng)中的應(yīng)用影響

數(shù)控單元的作用是將被檢測到的各種參數(shù)進(jìn)行分析和處理，得出有關(guān)植物種子的生理情況以及環(huán)境的情況，隨后發(fā)出調(diào)控信號使其自動完成對不同種子的不同劑量和時間的處理，可以采用DSP來對整個處理過程進(jìn)行控制[3]，根據(jù)操作人員下達(dá)的信號，數(shù)字信號處理器自動對電壓進(jìn)行調(diào)整使其最終的輸出值符合實驗處理要求，并通過對步進(jìn)電動機(jī)進(jìn)行控制可以實現(xiàn)對處理平臺中電極板的距離以及處理時間進(jìn)行管理，從而實現(xiàn)對整個高壓靜電場的強(qiáng)度以及劑量的管理。

種子的處理平臺是由兩塊表面光滑平整的金屬板組成，上面的金屬板與高壓電源的正極相連接，用絕緣物品固定不動，下面的金屬板則是與負(fù)極相連，用具有高精度的傳動裝置進(jìn)行上下移動，調(diào)整兩塊金屬板間的距離。由于步進(jìn)機(jī)的步距值不會受到其他因素的影響，誤差不會累計、自由調(diào)節(jié)正反等優(yōu)點，方便了數(shù)字信號處理器對于整個裝置運行過程的控制，即對接收到的信號進(jìn)行分析以及處理，控制靜電場電壓強(qiáng)度的大小以及為LCD輸出指令等。

在進(jìn)行工作時，需要將種子放入處理平臺由操作人員進(jìn)行啟動，數(shù)字信號處理器根據(jù)事前設(shè)置的要求，控制高壓靜電場的輸出并及時調(diào)節(jié)管理同事按照程序事先預(yù)設(shè)設(shè)好的進(jìn)度調(diào)整步進(jìn)電動機(jī)運動，實現(xiàn)整個傳送裝置的精準(zhǔn)運行在完成事先預(yù)定的處理劑量和處理時間后結(jié)束處理過程，整個處理過程由LED屏進(jìn)行顯示輸出。通過對不同植物種子的不同生理狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，并且整個環(huán)節(jié)能夠自行顯示能夠?qū)崿F(xiàn)小批量種子的處理。

4 結(jié)束語

通過利用高壓靜電場種子處理技術(shù)，實現(xiàn)了植物種子的可控性，而且這門技術(shù)涉及到多門學(xué)科的多項新型技術(shù)是結(jié)合了多學(xué)科領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的結(jié)果。利用高壓電查來處理植物種子，投入費用低并且操作簡單結(jié)果明顯，如果得到更多的使用其前景十分廣闊，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。當(dāng)然這項技術(shù)的核心就是檢測技術(shù)與數(shù)控技術(shù)，相信在不遠(yuǎn)的將來這兩項技術(shù)能夠得到更好地發(fā)展為我國帶來更大的收益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張爽，李景富，姜景彬，張賀，陳秀玲，許向陽. 高壓靜電場對黃瓜種子萌發(fā)期生化指標(biāo)的影響[J]. 北方園藝，2013.

[2]趙根，沈毅，陳麗萍，韓明麗. 蔬菜種子處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2013.