室內植物釋放大量負離子的配套新技術及其裝置的製作方法

2023-05-02 19:36:16

專利名稱：室內植物釋放大量負離子的配套新技術及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明具體涉及一種室內植物釋放負離子的配套新技術及實現該技術的裝置。
背景技術：
近年來，室內空氣品質(indoor air quality，IAQ)越來越引起人們的重視，空 氣質量常以揮發性有機化合物(VOCs)含量、可吸入懸浮顆粒物(PMlO)含量、硫氧化物含 量、氮氧化物含量、CO含量等為評價指標。經世界衛生組織確定，目前空氣負離子(negative air ion，ΝΑΙ)濃度被列為衡量空氣品質的一個重要指標。當環境中的負離子濃度達700 ion/cm3時，有益於人體健康；達10000 ion/cm3時，有防治疾病功效。有資料顯示，負離 子可使動物的體力提高37% ；對機體反應性和免疫防禦機能的作用中能減輕病情並縮短病 程12倍；對機體修復功能的作用中可使傷口癒合速度增加20% ；對呼吸系統作用中可降低 體內5-輕色胺水平，增加細胞內供氧。據統計，人們每天在室內的時間佔全天M小時的 60%-90%，而室內空氣負離子濃度低，正常通風條件下，郊區、鄉村居室中的負離子濃度均值 為720 ion/cm3,城市居室為100ion/cm3,工廠車間、辦公室為40-50 ion/cm3。作為評價空氣品質重要指標的空氣負離子，其濃度是空氣品質好壞的關鍵，它有 利於身心健康，具有預防疾病，改善心肌功能，促進新陳代謝，增強人體免疫力的功效。被譽 為「空氣維生素」、「生長素」。國內研究工作者近20年多來對空氣負離子做了大量的研究工作。目前，我國關於 空氣負離子方面的研究，主要側重在不同的室外大自然環境條件空氣負離子濃度水平、空 氣負離子在醫療保健中的作用及其機理等。目前市場上出售的全部為機械類空氣負離子發生器。植物所釋放的負離子與原生 態森林植物源負離子相似。人們喜好植物源負離子，大家都有這樣的感受，當置身於喧鬧 的都市，當長時間呆在基本密閉的空調房裡、當長時間在室內辦公，就會感到乏力、疲勞、甚 至胸悶、頭暈、工作效率低下；反之，當置身於綠色的大自然環境如森林中，就會感到心曠神 怡，周身舒適，精神煥發，這些主要都是負離子作用的結果，原因在於都市街道的負離子濃 度均值僅為觀ion/cm3,而綠色大自然環境中如森林區負離子濃度可達3000-5000 ion/ cm3，甚至更高。許多研究表明，空氣負離子像食物中的維生素一樣，缺少它就會影響機體 的正常生理活動，甚至引起疾病。但植物在自然狀態下釋放負離子的能力很弱。經研究利 用高壓脈衝電場刺激室內盆栽植物時，其釋放的負離子濃度可較自然狀態下高出成百上千 倍。因此，利用對室內盆栽植物的土壤進行高壓脈衝刺激，刺激植物根系使植物釋放大量負 離子(ΝΑΙ)的能力這一效應開發出高效率、低能耗和綠色環保的「植物源負離子發生器」，對 每天有60%-90%的時間生活在室內的大部分人群的身體健康；對提高室內環境的負離子濃 度，調節人體生理、促進新陳代謝，增強人體免疫力，預防疾病，促進人體健康等方面具有重 要的現實意義。

發明內容
本發明的目的是提供一種室內植物釋放大量負離子的方法，該方法通過對室內盆 栽植物土壤進行高壓放電，促使植物釋放大量的負離子，營造室內原生態的森林空氣，從而 實現調節人體生理，促進人體健康，促進新陳代謝，增強人體免疫力的目標。本發明的室內植物釋放負離子的方法，是在室內盆栽的景天酸代謝植物土壤中， 利用高壓脈衝電場介導植物釋放出負離子。上述景天酸代謝植物為蘆薈、吊蘭、文竹、蟹爪蘭、仙人指、緋牡丹、一葉蘭、寒蘭、 金琥球、龍舌蘭、鳳梨、劍麻、落地生根、洋吊鐘、火炬花、玉樹、長藥景天、仙人掌、露花、大豹 皮花、蘆莖、霸王鞭中的任意一種植物。上述 高壓脈 衝的平 均輸出 電壓 為8-20kV，脈衝頻率/為1-2 HZ,佔空比為0-1。本發明一實施例中，在室內盆栽的景天酸代謝植物如吊蘭的栽培中，高壓脈衝的 電壓為20 kv，脈衝頻率/為0. 5 HZ，脈衝寬度r為65 ms。本發明的另一目的是要提供一種實現上述技術的裝置，其能促使盆栽植物釋放大 量的負離子，同時免除了澆水時和澆水後弄髒室內環境的困擾。本發明採用以下方案實現一種室內植物釋放負離子的裝置，包括一盆架，其特徵在 於:所述盆架內設置有一盆腔，所述盆腔內設有用於栽培植物的盆體，所述盆腔旁側設有用於 安放高壓脈衝發生儀的設備室；所述高壓脈衝發生儀的脈衝輸出端設置於所述盆體的土壤中。本發明的優點在於本發明通過高壓脈衝介導植物根際土壤使植物的葉片向外發 射負離子，也稱為「植物源負離子發生器」，可使某些植物體釋放的負離子濃度，比該植物自 然狀態下釋放的負離子濃度高出成百上千倍，且其釋放的負離子接近於原生態森林空氣負 離子；脈衝電場的作用加速了植物細胞光合放氧和水分蒸發，不斷補充和提高空氣中氧氣 和負離子濃度，通過負離子效應在室內營造出原生態的森林植物源負離子；同時由於通過 葉片而不是金屬尖端發射高能電子和離子，避免了能量的過於集中，有效減少了氧氣分子 的電離效應和臭氧產生；此外，適當強度和頻率的脈衝電場能夠保持植物良好的生長狀態， 其美化環境、保溼和釋放香氣等自然屬性均不僅可維持不變，而且使用壽命長，是一種實現 高效率、低能耗和綠色環保的「植物源負離子發生器」。本發明提供的裝置經濟實用，在有效 實現上述方法的同時，免除了澆水時和澆水後弄髒室內環境的困擾，並且方便用戶更換盆 栽植物，有利於用戶自動調節供水。


圖1為高壓脈衝的電壓1. 5萬V，頻率1HZ，脈寬50ms下植物景天酸代謝植物釋放 負離子濃度與常規狀態下釋放負離子濃度的對比圖表。圖2是不同景天酸代謝植物合適的脈衝電場(參數)及其作用下釋放的負離子濃度 圖。圖3A至圖3E為不同條件下景天酸代謝植物釋放負離子的濃度均值，(單位ion/ cm )。圖4為本發明實施例的構造示意圖。
圖5為本發明實施例所述盆體構造立體圖。圖6為本發明實施例所述盆體構造俯視圖。圖7為本發明實施例所述供水管構造示意圖。圖8為本發明高壓脈衝發生儀的電路原理示意圖。圖9是本實用新型脈衝放大電路的原理示意圖。圖中1為盆架；2為盆腔；3為盆體；4為設備室；5為供水管；6為隔離板；7為 盛水室；8為腳輪；3-1為漏水孔；5-1為滲水孔；5-2為輸入端；6-1為電極線穿孔；7-1為 出水口；A為控制閥。
具體實施例方式本發明提供一種室內植物產生負離子的方法，利用高壓脈衝電場介導室內盆栽的 景天酸代謝植物高效地釋放負離子。本實施例子中，所述景天酸代謝植物可以是蘆薈、吊蘭、文竹、蟹爪蘭、仙人指、緋 牡丹、一葉蘭、寒蘭、金琥球、龍舌蘭、鳳梨、劍麻、落地生根、洋吊鐘、火炬花、玉樹、長藥景 天、仙人掌、露花、大豹皮花、蘆莖、霸王鞭中的任意一種植物。由於不同強度的高壓脈衝電場對不同植物進行介導所產生的效果不同，因此，本 發明較佳的所述高壓脈衝的平均輸出電壓為8-20kV，脈衝頻率/為1-2 HZ,佔空比為
0-1。可以說在此範圍的高壓脈衝，都能有效地提高植物釋放的負離子量。值得一提的是，在室內盆栽的景天酸代謝植物如吊蘭的栽培中，高壓脈衝的電壓 為20 kV，脈衝頻率/為0.5 HZ，脈衝寬度Γ為65 ms的狀態下，其釋放的負離子濃度可以 達到39309 ion/cm3。請參見圖1和圖2，圖1為高壓脈衝的電壓1. 5 Kv，頻率1 ΗΖ，脈寬 50 ms下植物景天酸代謝植物釋放負離子濃度與常規狀態下釋放負離子濃度的對比圖表； 由圖1可以看出，通過高壓脈衝刺激，景天酸代謝植物釋放的負離子濃度比自然狀態下釋 放的濃度高出幾千甚至上萬倍。圖2是不同景天酸代謝植物合適的脈衝電場(參數)及其作 用下釋放的負離子濃度圖。(本實施例中，室內植物栽培需增施20%磷鉀肥，其他都按照常 規管理方法。)
此外，我們還對不同條件下景天酸代謝植物釋放負離子的濃度均值進行測試，測試結 果如圖3A至圖3E所示，由圖中可知，植物在不同脈衝電場下釋放的負離子濃度都不一樣。為了更好的實現上述的方法，請參照圖4，本發明還提供了一種室內植物釋放負離 子的裝置，包括一盆架1，其特徵在於所述盆架1內設置有一盆腔2，所述盆腔2內設有用 於栽培植物的盆體3，所述盆腔2旁側設有用於安放高壓脈衝發生儀的設備室4。所述盆架 1底側設有腳輪8。所述設備室4靠近盆腔3的隔離板6上開設有電極線穿孔6-1，便於高 壓脈衝發生儀的脈衝輸出探針由該孔穿過，插入盆體的土壤中。請參見圖5、圖6和圖7，為了更好的達到植物的澆注效果，讓植物在最佳的狀態下 釋放負離子，本實施例子所述盆體3內壁上設有供水管5，所述供水管5周壁設有滲水孔 5-1，所述供水管5輸入端5-2連接有控制閥A。所述盆體3底側設有漏水孔3-1，所述漏 水孔3-1下側設有盛水室7，所述盛水室7的出水口 7-1與控制閥A相連接。這裡我們還需要說明的是，本實施例子中，我們採用自主研發的高壓脈衝發生儀，
5請參見圖8，該儀器包括整機供電電源、中控單片機以及盆栽，其特徵在於所述中控單片 機經光電隔離電路與一脈衝放大電路連接，所述的脈衝放大電路的輸出端與高壓整流電路 的輸入端連接；所述的高壓整流電路的輸出電極設於所述盆體的土壤中；所述的中控單片 機還連接有人機互動模塊。請參見圖9，圖9是本實施例子的脈衝放大電路的原理示意圖，圖中可知，該放大 電路由高壓直流可調電路、高壓脈衝信號合成電路組成。其工作原理為首先單片機將要求 的脈衝信號，經由光耦作用後得12V脈衝信號；然後通過VTl放大、再經變壓器Tl將脈衝信 號與直流1IOV進行調製，輸出給VT2進行功率放大，最後經脈衝升壓變壓器T2和多級倍壓 整流後得到高壓脈衝信號，施加到放電電極上，對植物進行電擊。為了安全方便的控制高壓電源，所述的整機供電電源經一遙控開關與脈衝放大電 路連接。為了讓用戶更好的獲知裝置的使用狀態以及實現對整機輸出脈衝的佔空比、頻率 的設定，本實施例子中，所述的人機互動模塊包括LED顯示電路和鍵盤操作電路。此外，考 慮到統一遠程控制，本實施例中所述的中控單片機還連接有網絡接口模塊。本實施例以單片機控制系統為主控單元，通過簡易鍵盤輸入參數，可在8位的LED 上分別顯示脈衝寬度和脈衝頻率。單片機系統將由鍵盤得到參數，通過定時器產生要求寬 度和頻率的脈衝信號，再通過光電隔離模塊送脈衝放大器，再經高壓整流後，輸出高壓負脈 衝，刺激植物體釋放大量負離子。同時，還可以通過調整脈衝放大電路中的電阻的了阻值， 改變脈衝幅度。儀器中還使用了遙控技術，通過它可以實現高壓電路的啟動和停止，但不影 響單片機系統的工作，這就保證了操作人員安全，即在無高壓條件下，設定高壓脈衝發生器 的工作參數。利用該儀器可以實時調整脈衝的頻率、幅度和脈衝寬度，以適應不同的植物， 使其達到在保證植物壽命60-90天的前提下，釋放出最佳濃度的負離子。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種室內植物釋放大量負離子的配套新技術，其特徵在於在室內盆栽有景天酸代 謝植物的土壤中，利用高壓脈衝電場介導植物釋放負離子。
2.根據權利要求1所述的一種室內植物釋放大量負離子的配套新技術，其特徵在於 所述景天酸代謝植物為蘆薈、吊蘭、文竹、蟹爪蘭、仙人指、緋牡丹、一葉蘭、寒蘭、金琥球、龍 舌蘭、鳳梨、劍麻、落地生根、洋吊鐘、火炬花、玉樹、長藥景天、仙人掌、露花、大豹皮花、蘆 莖、霸王鞭中的任意一種植物。
3.根據權利要求1或2所述的一種室內植物釋放大量負 離子的配套新技術，其特徵在於所述高壓脈衝的平均輸出電壓 / 為8-20kV，脈衝頻率/為1-2 HZ,佔空比為0-1。
4.根據權利要求2所述的一種室內植物釋放大量負離子的配套新技術，其特徵在於 在室內盆栽有吊蘭的土壤中，採用的高壓脈衝的電壓為20 Kv，脈衝頻率/為0.5 ΗΖ，脈衝 寬度Γ為65 ms。
5.一種實現室內植物釋放大量負離子的裝置，包括一盆架，其特徵在於所述盆架內 設置有一盆腔，所述盆腔內設有用於栽培植物的盆體，所述盆腔旁側設有用於安放高壓脈 衝發生儀的設備室；所述高壓脈衝發生儀的脈衝輸出端設置於所述盆體的土壤中。
6.根據權利要求5所述的實現室內植物釋放大量負離子的裝置，其特徵在於所述盆 體內壁上設有供水管，所述供水管管壁設有滲水孔，所述供水管輸入端連接有控制閥。
7.根據權利要求5所述的實現室內植物釋放大量負離子的裝置，其特徵在於所述盆 體底側設有漏水孔，所述漏水孔下側設有盛水室，所述盛水室的底部設有排水口。
8.根據權利要求5所述的實現室內植物釋放大量負離子的裝置，其特徵在於所述 的高壓脈衝發生儀包括整機供電電源、中控單片機；所述中控單片機經光電隔離電路與一 脈衝放大電路連接，所述的脈衝放大電路的輸出端與高壓整流電路的輸入端連接；所述的 高壓整流電路的輸出電極設於所述盆體的土壤中；所述的中控單片機還連接有人機互動模 塊。
9.根據權利要求8所述的實現室內植物釋放負離子的裝置，其特徵在於所述的整機 供電電源經一遙控開關與脈衝放大電路連接。
10.根據權利要求5所述的實現室內植物釋放負離子的裝置，其特徵在於所述的中 控單片機還連接有網絡接口模塊。
全文摘要
本發明涉及一種室內植物釋放大量負離子的配套新技術，利用高壓脈衝電場介導室內盆栽的景天酸代謝植物高效釋放負離子，提高室內植物源負離子濃度。該技術通過高壓脈衝電場刺激植物根際周邊的土壤，促使植物快速釋放負離子，營造室內接近原生態的森林空氣，從而實現調節人體生理，促進新陳代謝，增強人體免疫力，促進人體健康的目標。此外，本發明還提供一種實現上述方法的裝置，其結構簡單，設計新穎，能實現室內植物高效的釋放負離子。該配套新技術及其裝置稱為「植物源負離子發生器」。
文檔編號A61L9/22GK102068713SQ201110009140
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者俞加明, 葉大鵬, 吳仁燁, 林麗, 王彬, 鄧傳遠, 鄭金貴, 黃建民, 黃德冰 申請人:福建農林大學