УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОРОСЛЫХ РАСТЕНИЙ Российский патент 2009 года по МПК A01G7/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам стимуляции развития растений путем импульсного омагничивания.

Известно устройство для предпосевной обработки семян, в которое с целью повышения качества обработки семян введены дополнительный электромагнит и коммутатор, при этом обмотки электромагнитов подключены к источнику постоянного тока через коммутатор. Регулируя частоту коммутаций тока в обмотках электромагнитов, создают вибрации в инфразвуковом и звуковом диапазоне частот. Воздействие на семена вибрации с частотой 20-18000 Гц обеспечивает ускорение их всхожести и повышение урожайности (См. Авт. свид-во СССР №1130194. Устройство для предпосадочной обработки семян., М. кл. А01С 1/00, опубл. 23.12.1984 г., БИ №47).

Однако это известное устройство пригодно только для обработки сыпучего семенного материала и не может быть использовано для обработки низкорослых вегетирующих растений.

Наиболее близким техническим решением, из известных устройств, использующих воздействие внешнего магнитного поля на семенной материал, является устройство для высева семян, содержащее сеялку и источник магнитного поля, закрепленный на сеялке, трактор с бортовой сетью, в котором с целью исключения размагничивания семян источник магнитного поля выполнен в виде плоского индуктора, соединенного с бортовой сетью трактора и установленного за сеялкой. Плоский индуктор устанавливают над почвой на уровне 0,03-0,08 м. Он создает магнитное поле, которое воздействует на семена и почву непосредственно после заглубления семян в почву (См. И.А.Потапенко, Г.И.Третьяков, В.П.Туголуков, А.Ф.Санин, Т.И.Потапенко, А.И.Петенко. Устройство для высева семян. Авт. свид-во СССР №1189370, М.кл. А01С 1/00, з-ка №3646219/30-15; заявлено 02.06.83; опубл. 07.11.85. БИ №41 - прототип).

Однако это известное устройство воздействует магнитным полем только на семена и почву и не может быть использовано для комплексного направленного воздействия на низкорослые вегетирующие растения периодической последовательности импульсов двух чередующихся взаимно перпендикулярных векторов магнитной индукции в сочетании с дополнительным синхронным облучением импульсами когерентного света определенных длин волн оптического диапазона, кроме того, в нем отсутствуют элементы защиты оператора от фона электромагнитного излучения индуктора.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является осуществление комплексного направленного воздействия периодической последовательности импульсов двух чередующихся взаимно перпендикулярных векторов магнитной индукции в сочетании с синхронным облучением импульсами когерентного света определенных длин волн оптического диапазона на прикорневую и вегетирующие части низкорослых растений в рядах насаждений в производственных условиях с целью стимуляции обменных процессов, лучшего усвоения из почвы питательных веществ, микроэлементов и наиболее полной реализации генетического потенциала, а также осуществление защиты оператора от электромагнитного излучения индукторов.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для магнитно-импульсной обработки низкорослых растений, включающем высококлиренсный трактор, бортовую электросеть, автосцепку с гидроподъемником, плоский индуктор спиральной намотки, подключенный своими концами обмотки к первому выходу генератора импульсов тока и размещенный горизонтально над почвой на противоположных сторонах диэлектрической панели, закрепленной на раме, смонтированной на гидроподъемнике с возможностью изменения ее высоты и фиксации, на раме вдоль ее продольной оси перед индуктором спиральной намотки, обмотка которого выполнена в виде двух разнонаправленных спиралей, начала которых соединены, установлен квазимонохроматический излучатель света, выполненный на диэлектрической подложке в виде плоской прямоугольной матрицы из полупроводниковых лазеров, импульсы когерентного излучения света определенной длины волны которого направлены вниз против направления движения высококлиренсного трактора под острым углом от вертикальной оси с возможностью его изменения и фиксации, при этом на раме с двух сторон от центра плоского индуктора спиральной намотки перпендикулярно горизонтальной плоскости соосно закреплены две последовательно соединенные катушки Гельмгольца, закрытые совместно с плоским индуктором спиральной намотки сверху и с внешних боковых сторон экраном из магнитомягкого материала, причем поперечная горизонтальная ось симметрии плоского индуктора спиральной намотки и вертикальная ось симметрии катушек Гельмгольца взаимно перпендикулярны и лежат в одной и той же вертикальной плоскости, расстояние по оси симметрии катушек Гельмгольца в вертикальной плоскости от средней линии толщины плоского индуктора спиральной намотки до центра катушек Гельмгольца равно половине длины их среднего радиуса, а расстояние между экраном из магнитомягкого материала и средней линией толщины обмоток катушек Гельмгольца равно одной десятой длины их среднего радиуса, выводы катушек Гельмгольца подключены ко второму выходу генератора импульсов тока, соединенного через инвертор с бортовой электросетью, третий выход которого подключен к квазимонохроматическому излучателю света, при этом генератор импульсов тока и инвертор размещены на раме по обе стороны от квазимонохроматического излучателя света.

Технический результат выражается в том, что благодаря введенным в предлагаемое устройство двум последовательно соединенным катушкам Гельмгольца, размещенным определенным образом на раме с двух сторон от центра плоского индуктора спиральной намотки перпендикулярно горизонтальной плоскости и связанным со вторым выходом генератора импульсов тока, который соединен через инвертор с бортовой электросетью, стало возможным проведение комплексного направленного воздействия синхронной периодической последовательности импульсов двух чередующихся, взаимно перпендикулярных и определенным образом распределенных в рабочем объеме градиентов интенсивностей векторов магнитной индукции устройства на низкорослые вегетирующие растения. Введение в предлагаемое устройство квазимонохроматического излучателя света, выполненного на диэлектрической подложке в виде плоской прямоугольной матрицы из полупроводниковых лазеров и установленного вдоль продольной оси рамы перед плоским индуктором спиральной намотки, импульсы когерентного излучения света определенной длины волны которого направлены вниз против направления движения высококлиренсного трактора под острым углом от вертикальной оси с возможностью его изменения и фиксации, позволило дополнительно в сочетании с чередующимися взаимно перпендикулярными импульсами магнитной индукции проводить направленное синхронное облучение импульсами когерентного излучения определенной длины волны света оптического диапазона непосредственно на низкорослые вегетирующие растения и их прикорневую зону в рядах насаждений в производственных условиях. Такое комплексное направленное воздействие дает наибольший биологический эффект - обеспечивает стимуляцию обменных процессов, приводит к повышению проницаемости клеточных мембран, ведет к улучшению усвоения из почвы нужных питательных веществ, микроэлементов и наиболее полно реализует генетический потенциал растений. Кроме того, введенный в предлагаемое устройство экран из магнитомягкого материала, размещенный определенным образом относительно плоского индуктора спиральной намотки и катушек Гельмгольца, позволил обеспечить электромагнитную безопасность для оператора и растений в смежных рядах посадок.

Новизна предложенного технического решения состоит в введенных в предлагаемое устройство новых элементах, их связях и размещении, отраженных в формуле изобретения.

Проведенный нами анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволило установить отсутствие технического решения в источниках, характеризующегося признаками, тождественными признакам предложенного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому нами техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Результаты проведенного дополнительного поиска известных решений показали, что заявленное изобретение не содержит признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства.

Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, а является результатом творческого труда авторов изобретения и соответствует условию «изобретательский уровень».

Устройство для магнитно-импульсной обработки низкорослых растений поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 показан вид сзади устройства, изображенного на фиг.1; на фиг.3 - общий вид рамы с размещенными на ней элементами устройства; на фиг.4 показан вид сверху устройства, изображенного на фиг.3.

Устройство для магнитно-импульсной обработки низкорослых растений содержит высококлиренсный трактор 1, автосцепку 2, гидроподъемник 3 со смонтированной на нем рамой 4, выполненной из диамагнитного материала, на которой горизонтально над почвой закреплена диэлектрическая панель 5, на противоположных сторонах которой размещена обмотка плоского индуктора спиральной намотки 6, выполненная в виде двух разнонаправленных спиралей, начала которых соединены через сквозное отверстие в диэлектрической панели 5 (фиг.3 и фиг.4). На раме 4 вдоль ее продольной оси перед индуктором спиральной намотки 6 установлен квазимонохроматический излучатель света 7, выполненный на диэлектрической подложке 8 в виде плоской прямоугольной матрицы, имеющей m строк и n столбцов (фиг.3), на пересечении которых установлены полупроводниковые лазеры 9, общее количество которых равно (m×n). Импульсы когерентного излучения света определенной длины волны квазимонохроматического излучателя света 7 направлены вниз против направления движения высококлиренсного трактора 1 под острым углом от вертикальной оси с возможностью его изменения поворотным механизмом 10 и фиксации положения фиксатором 11. Также на раме 4 с двух сторон от центра плоского индуктора спиральной намотки 6 перпендикулярно горизонтальной плоскости соосно закреплены две последовательно соединенные катушки Гельмгольца 12, у которых выводы 13 и 14 соединены вместе. Плоский индуктор спиральной намотки 6 совместно с катушками Гельмгольца 12 сверху и с внешних боковых сторон закрыты экраном 15 из магнитомягкого материала. Поперечная горизонтальная ось симметрии плоского индуктора спиральной намотки 6 и вертикальная ось симметрии катушек Гельмгольца 12 взаимно перпендикулярны и лежат в одной и той же вертикальной плоскости, расстояние по оси симметрии катушек Гельмгольца 12 в вертикальной плоскости от средней линии толщины плоского индуктора спиральной намотки 6 до центра катушек Гельмгольца 12 равно половине длины их среднего радиуса R_cp. (фиг.3), а расстояние между экраном 15 из магнитомягкого материала и средней линией толщины обмоток катушек Гельмгольца 12 равно одной десятой длины их среднего радиуса R_cp. (фиг.4). Выводы 16 и 17 концов обмотки плоского индуктора спиральной намотки 6 соответственно подключены к клеммам 18 и 19 первого выхода ("Вых.1", фиг.4) генератора импульсов тока 20. Выводы 21 и 22 катушек Гельмгольца 12 соответственно подключены к клеммам 23 и 24 второго выхода ("Вых.2", фиг.4) генератора импульсов тока 20, а клеммы 25 и 26 его третьего выхода ("Вых.3", фиг.4) соединены соответственно с выводами 27 и 28 квазимонохроматического излучателя света 7. Генератор импульсов тока 20 с помощью кабеля 29 через инвертор 30 соединен с бортовой электросетью кабелем 31. Генератор импульсов тока 20 и инвертор 30 размещены на раме 4 по обе стороны от квазимонохроматического излучателя света 7.

Устройство для магнитно-импульсной обработки низкорослых растений работает следующим образом.

С помощью автосцепки 2 производят навеску на высококлиренсный трактор 1 гидроподъемника 3 с прикрепленной к нему рамой 4 предлагаемого устройства. Из кабины высококлиренсного трактора 1, используя гидроподъемник 3, устанавливают раму 4 на необходимую высоту и фиксируют посредством перекрытия гидрокрана гидроподъемника 3. С помощью поворотного механизма 10 задают необходимый острый угол наклона от вертикальной оси квазимонохроматического излучателя света 7 из условия получения необходимой площади облучения и фиксируют его посредством фиксатора 11. Устанавливают нужный режим работы генератора импульсных токов 20, который формирует на первом и втором выходах ("Вых.1" и "Вых.2", фиг.4) синхронную периодическую последовательность импульсов тока, сдвинутых во времени относительно друг друга на период повторения синхронных импульсов тока на третьем выходе ("Вых.3", фиг.4). Включают инвертор 30, который преобразует поступающее по кабелю 31 напряжение от бортовой электросети в переменное напряжение 220 В, 50 Гц, а затем включают генератор импульсов тока 20 и начинают движение высококлиренсного трактора 1 по ряду насаждений низкорослых вегетирующих растений 32 (фиг.1 и фиг.2).

Импульсы тока заданной частоты повторения и амплитуды от генератора импульсов тока 20 в первый момент времени раздельно с первого и третьего выходов ("Вых.1" и "Вых.3", фиг.4), соответственно с клемм 18, 19 и клемм 25, 26 одновременно поступают на выводы 27, 28 квазимонохроматического излучателя света 7 и выводы 16, 17 концов обмотки плоского индуктора спиральной намотки 6. При этом квазимонохроматический излучатель света 7 и плоский индуктор спиральной намотки 6 преобразуют поступающий в них импульс тока соответственно в импульс когерентного излучения света определенной длины волны, направленный под острым углом на верхушку низкорослого растения 32 (фиг.1), и в импульс магнитной индукции, направленный вдоль стебля низкорослого растения 32 и прикорневую зону перпендикулярно плоскости диэлектрической панели 5, стимулируя жизненные процессы в низкорослых растениях 32.

Во второй момент времени импульсы тока заданной частоты повторения и амплитуды от генератора импульсов 20 раздельно со второго и третьего выходов ("Вых.1" и "Вых.3", фиг.4), соответственно с клемм 23, 24 и клемм 25, 26 одновременно поступают соответственно на выводы 21, 22 катушек Гельмгольца 12 и опять на выводы 27, 28 квазимонохроматического излучателя света 7. При этом квазимонохроматический излучатель света 7 преобразует поступающий импульс тока в импульс когерентного излучения света определенной длины волны, направленный под острым углом на верхушку низкорослого растения 32, а катушки Гельмгольца 12 преобразуют поступающий в них импульс тока в импульс магнитной индукции, направленный перпендикулярно стеблю низкорослого вегетирующего растения 32 (фиг.2), производя на него дополнительное стимулирующее воздействие.

Таким образом, при движении высококлиренсного трактора 1 в рядах насаждений низкорослых вегетирующих растений 32 (фиг.1 и фиг.2) на каждое низкорослое растение 32 и его прикорневую зону осуществляется направленное воздействие серией чередующихся импульсов магнитной индукции в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в сочетании с серией синхронного облучения импульсами когерентного света определенных длин волн оптического диапазона, что обеспечивает наиболее полную стимуляцию всех жизненных процессов в обрабатываемых низкорослых растениях 32.

В результате такое комплексное магнитно-импульсного воздействие в сочетании с синхронным облучением импульсами когерентного света определенных длин волн дает наибольший биологический эффект, который выражается в повышении проницаемости клеточных мембран, стимуляции обменных процессов, улучшении усвояемости питательных веществ и микроэлементов - повышении продуктивности сельскохозяйственных культур.

Устройство содержит высококлиренсный трактор, бортовую электросеть, автосцепку с гидроподъемником и плоский индуктор. Обмотка индуктора выполнена в виде двух разнонаправленных спиралей, начала которых соединены. Индуктор подключен своими концами обмотки к первому выходу генератора импульсов тока и размещен горизонтально над почвой на противоположных сторонах диэлектрической панели. Панель закреплена на раме, смонтированной на гидроподъемнике с возможностью изменения ее высоты и фиксации. На раме вдоль ее продольной оси перед индуктором установлен квазимонохроматический излучатель света. Излучатель выполнен на диэлектрической подложке в виде плоской прямоугольной матрицы из полупроводниковых лазеров. Импульсы когерентного излучения света определенной длины волны излучателя света направлены вниз против направления движения высококлиренсного трактора под острым углом от вертикальной оси с возможностью его изменения и фиксации. При этом на раме с двух сторон от центра плоского индуктора перпендикулярно горизонтальной плоскости соосно закреплены две последовательно соединенные катушки Гельмгольца. Катушки Гельмгольца закрыты совместно с плоским индуктором сверху и с внешних боковых сторон экраном из магнитомягкого материала. Поперечная горизонтальная ось симметрии плоского индуктора и вертикальная ось симметрии катушек Гельмгольца взаимно перпендикулярны и лежат в одной и той же вертикальной плоскости. Расстояние по оси симметрии катушек Гельмгольца в вертикальной плоскости от средней линии толщины плоского индуктора до центра катушек Гельмгольца равно половине длины их среднего радиуса. Расстояние между экраном из магнитомягкого материала и средней линией толщины обмоток катушек Гельмгольца равно одной десятой длины их среднего радиуса. Выводы катушек Гельмгольца подключены ко второму выходу генератора импульсов тока, соединенного через инвертор с бортовой электросетью. Третий выход генератора импульсов тока подключен к квазимонохроматическому излучателю света. При этом генератор импульсов тока и инвертор размещены на раме по обе стороны от излучателя света. Устройство позволяет осуществить защиту оператора от электромагнитного излучения индуктора при обработке растений, а также вести обработку растений в производственных условиях. 4 ил.

Устройство для магнитно-импульсной обработки низкорослых растений, включающее высококлиренсный трактор, бортовую электросеть, автосцепку с гидроподъемником, плоский индуктор спиральной намотки, подключенный своими концами обмотки к первому выходу генератора импульсов тока и размещенный горизонтально над почвой на противоположных сторонах диэлектрической панели, закрепленной на раме, смонтированной на гидроподъемнике с возможностью изменения ее высоты и фиксации, отличающееся тем, что на раме вдоль ее продольной оси перед индуктором спиральной намотки, обмотка которого выполнена в виде двух разнонаправленных спиралей, начала которых соединены, установлен квазимонохроматический излучатель света, выполненный на диэлектрической подложке в виде плоской прямоугольной матрицы из полупроводниковых лазеров, импульсы когерентного излучения света определенной длины волны которого направлены вниз против направления движения высококлиренсного трактора под острым углом от вертикальной оси с возможностью его изменения и фиксации, при этом на раме с двух сторон от центра плоского индуктора спиральной намотки перпендикулярно горизонтальной плоскости соосно закреплены две последовательно соединенные катушки Гельмгольца, закрытые совместно с плоским индуктором спиральной намотки сверху и с внешних боковых сторон экраном из магнитомягкого материала, причем поперечная горизонтальная ось симметрии плоского индуктора спиральной намотки и вертикальная ось симметрии катушек Гельмгольца взаимно перпендикулярны и лежат в одной и той же вертикальной плоскости, расстояние по оси симметрии катушек Гельмгольца в вертикальной плоскости от средней линии толщины плоского индуктора спиральной намотки до центра катушек Гельмгольца равно половине длины их среднего радиуса, а расстояние между экраном из магнитомягкого материала и средней линией толщины обмоток катушек Гельмгольца равно одной десятой длины их среднего радиуса, причем выводы катушек Гельмгольца подключены ко второму выходу генератора импульсов тока, соединенного через инвертор с бортовой электросетью, третий выход которого подключен к квазимонохроматическому излучателю света, при этом генератор импульсов тока и инвертор размещены на раме по обе стороны от квазимонохроматического излучателя света.