Предпосевная индукционная обработка семян

Автор: Тышкевич Е.В. * Патент RU 2435349

Предпосевная индукционная обработка семян обеспечивает повышение качества семян зерновых, зернобобовых, зернофуражных, масличных, овощных, бахчевых, лекарственных, технических и кормовых культур, увеличивает их всхожесть и энергию роста.

Эффективная обработка семян перед посевом является одним из решающих факторов рентабельного производства сельскохозяйственной продукции. Получение полноценного урожая во многом зависит от качества посевного материала.

Одним из перспективных способов повышения всхожести и энергии прорастания семян является воздействие на них модулированным электромагнитным полем.

Функциональная схема установки для предпосевной индукционной обработки семян.

На рисунке показана функциональная схема устройства для предпосевной индукционной обработки семян с бифилярной укладкой обмоток индуктора.

Установка состоит из пустотелого цилиндрического индуктора 1 и электронной схемы управления. На наружной поверхности индуктора 1 бифилярно размещены две токопроводящие обмотки 2 и 3, подключенные к электронной схеме управления. Последняя содержит два автономных источника питания 7 и 14, тактовый генератор 8, два накопительных конденсатора 5 и 12, четыре электронных симметричных ключа 4, 6, 11 и 13, схему задержки 10 и одновибратор 9.

Потенциальный вывод источника питания 7 через последовательно соединенные ключи 6 и 4 подключен к сигнальному выводу обмотки 2 индуктора 1. Потенциальный вывод источника питания 14 через ключи 13 и 11 соединен с сигнальным выводом обмотки 3 аналогичным образом. Инверсный выход тактового генератора 8 подключен к управляющим входам ключей 6 и 13. Прямой выход тактового генератора 8 соединен с управляющим входом ключа 4 и входом схемы задержки 10. Конденсатор 5 включен в цепь между выходом ключа 6 и входом ключа 4. Конденсатор 12 соединен с выходом ключа 13 и входом ключа 11. Нулевые выводы обмоток 2 и 3, конденсаторов 5 и 12, источников питания 7 и 14 соединены с общей шиной. Выход одновибратора 9 подключен к управляющему входу ключа 11.

Описание работы установки для предпосевной индукционной обработки семян.

Семена 15, подлежащие предпосевной обработке, размещаются внутри индуктора 1.

Генератор 8 вырабатывает последовательность прямоугольных тактовых импульсов, которые управляют работой схемы. В начальный момент, во время первого полупериода на прямом выходе генератора 8 присутствует низкий уровень напряжения, а на инверсном выходе – высокий. В результате чего, электронные ключи 4 и 11 находятся в закрытом состоянии, а ключи 6 и 13 открыты. Вследствие этого конденсатор 5 через открытый ключ 6 заряжается до напряжения источника питания 7, а конденсатор 12 заряжается до напряжения источника питания 14. В данном случае в обеих обмотках индуктора 1 ток не протекает.

Во время второго полупериода на прямом выходе тактового генератора 8 образуется высокий уровень напряжения, а на инверсном выходе – низкий. В результате этого, ключи 6 и 13 закрываются, размыкая цепи зарядов конденсаторов 5 и 12 от источников питания 7 и 14. Появление высокого потенциала на управляющем входе ключа 4 переводит его в открытое состояние, вследствие чего электрическая энергия, накопленная в конденсаторе 5, поступает в обмотку 2 индуктора 1, возбуждая в ней периодические электромагнитные колебания с частотой, определяемой, главным образом, значениями параметров индуктивности обмотки 2 и емкости конденсатора 5.

Однако переход ключа 11 из закрытого в открытое состояние происходит не сразу, так как запуск одновибратора 9, непосредственно управляющего работой ключа 11, осуществляется с некоторым запаздыванием по времени, величина которого определяется параметрами схемы задержки 10. После того как ключ 11 открылся, электрическая энергия, накопленная в конденсаторе 5, начинает поступать в обмотку 3 индуктора 1, вызывая в ней электромагнитные колебания частотой, определяемой, значениями параметров индуктивности обмотки 3 и емкости конденсатора 12. Дальнейшее изменение режима работы тактового генератора 8 приводит к запиранию ключей 4, 11 и открыванию ключей 6, 13, в результате чего обмотки 2, 3 обесточиваются, а конденсаторы 5, 12 подзаряжаются до напряжений источников питания 7, 14, то есть цикл работы устройства повторяется.

Присутствие одновибратора 9 позволяет устанавливать длительность активной работы обмотки 3 индуктора 1 независимо от длительности работы обмотки 2, управляемой генератором 8, при этом схема задержки 10 осуществляет фазовое согласование обоих колебаний.

Форма и частота электромагнитного воздействия, происходящего в самом индукторе 1, является результатом сложения колебаний в обмотке 2 частотой f1 и колебаний в обмотке 3 частотой f2. Для наилучшего смешивания электромагнитных сигналов в конструкции индуктора 1 применяется бифилярная укладка проводников обмоток 2 и 3, обеспечивающая высокие показатели потокосцепления.

Интенсивность воздействия электромагнитных колебаний на обрабатываемую биомассу 15 при неизменной конструкции индуктора 1 и установочных параметрах принципиальной схемы определяется значениями напряжений источников питания 7 и 14, что позволяет легко изменять режим обработки по заданной программе. Применение асинхронного двухступенчатого режима заряда – разряда конденсаторов 5, 12 посредством электронных ключей 4, 6, 11, 13 обеспечивает надежную защиту источников питания 7, 14 от перегрузок и коротких замыканий в индукторе 1.

Достоинства установки для предпосевной индукционной обработки семян.

Устройство обладает широким частотным диапазоном. Если в конструкции индуктора 1 использовать обмотки с различным числом витков, например, количество витков обмотки 2 больше количества витков обмотки 3 (см. рисунок), а в электронной схеме управления установить соответствующие емкости конденсаторов 5 и 12, то низкочастотная катушка способна генерировать электромагнитные колебания в диапазоне от 30Гц до 5кГц, а высокочастотная – от 5кГц до 5Мгц.

Предпосевная обработка семян сложным модулированным сигналом обеспечивает повышение всхожести независимо от их влажности, поскольку эффективность процедуры определяется широкими технологическими возможностями предлагаемого устройства.

Индукционная обработка семян предлагаемым способом имеет несомненные преимущества перед известными традиционными методами обработки. Она позволяет свести к минимуму или полностью отказаться от дорогостоящих дефицитных и токсичных химических препаратов, обеспечивая экологическую чистоту продукции.

Применение установки для предпосевной индукционной обработки семян в условиях массового производства сельскохозяйственной продукции позволяет повысить качество семян, увеличить их всхожесть и энергию роста на 5…8%, в 2…3 раза снизить затраты электроэнергии на проведение технологии, при этом ее использование не нарушает экологию окружающей среды, а также не вызывает генетических и структурных изменений обрабатываемой продукции.