Безопасный излучатель для стимуляции роста растений

Безопасный излучатель для стимуляции роста растений относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для выращивания растений.
Известно устройство для стимуляции развития и роста растений, включающее стойки из электроизолирующего материала и сферу из метрической сетки, соединенной с источником высокого напряжения через переключатель полярности. Стойки размещают на площади поля через 30-50 м, а на сферу подают напряжение до 10 кВ при высоте стоек до 6 м (авт.св. №1407447, 07.07.88, БИ 25).
Недостатками такого устройства являются большая высота стоек, что не позволяет устанавливать их в теплицах, и то, что на сферу подают напряжение до 10 кВ, создавая повышенное поле вокруг сферы при неравномерности поля между сферами.
Известно устройство, которое осуществляет отбор электроэнергии от сети 220 В на питание исполнительного механизма - приводного электродвигателя насоса, а схема низкотоковой цепи от блока питания с понижающим однофазным трансформатором используется для автоматизации процессов при электростимуляции в процессе возделывания рассады. Устройство характеризуется тем, что переход на ту или иную длину волны осуществляется переключением ряда светоисточников независимым их включением. Устройство характеризуется тем, что подъем (опускание) плат осуществляется механизмом ножничного типа по мере роста растений с помощью винтового механизма ручного управления. Устройство, характеризуется тем, что питательный раствор подается по распределительным трубопроводам, осуществляя замкнутую систему, включающую резервуар с питательным раствором, насос, трубопроводы. Устройство, характеризуется тем, что норму полива определяет программа, закладываемая в микроконтроллер (МК). Устройство, характеризуется тем, что направление подачи питательного раствора осуществляется вентилями ручного управления. Устройство, характеризуется тем, что температура питательного раствора соответствует комнатной температуре (заявка на изобретение №2020106339, опубл. 10.08.2021).
Известно устройство электростимуляции растений в теплицах на гидропонном грунте, включающее источник тока высокого напряжения, создающего электростатическое поле над растениями, излучатели в виде струн, размещенных в одной горизонтальной плоскости над растениями, и грунт, при этом оно снабжено электродом, помещенным в грунт, излучатель снабжен вертикальными иголками, грунт выполнен в виде углеродосодержащего материала, а источник питания переменного тока снабжен тайминг контроллером, при этом напряжение источника тока - 1500 - 6000 В (патент РФ №2749427, опубл. 10.06.2021).
Известно устройство электростимуляции растений для открытого и защищенного грунта, включающее электропроводник, соединяющий минусовую и плюсовую клеммы источника питания с растением, регулятор подачи тока, приборы регистрации силы тока и напряжения, питательную среду для выращивания растения, связанную с плюсовым углеродосодержащим электродом, при этом оно снабжено светодиодным индикатором и клипсой-зажимом с углеродосодержащим электропроводным войлоком, регулятор подачи тока выполнен в виде микросхемы, подключенной к потенциометру, а источник питания выполнен в виде батареи постоянного тока. Устройство электростимуляции растений для открытого и защищенного грунтов, включающее электропроводник, соединяющий минусовую и плюсовую клеммы источника питания с растением, регулятор подачи тока, выполненный в виде потенциометра, приборы регистрации силы тока и напряжения, питательную среду для выращивания растения, связанную с плюсовым углеродосодержащим электродом, при этом оно снабжено двумя светодиодными индикаторами, включенными встречно-параллельно, и клипсой-зажимом с углеродосодержащим электропроводным войлоком, а источник питания выполнен в виде генератора сигнала заданной формы импульсов переменного тока (патент РФ №2729989, опубл. 13.08.2020).
Известно устройство электростимуляции жизнедеятельности растений, содержащее внесенный в почву объект с содержанием металла на глубину, при этом объект представляет собой не менее двух полимерных гибких электродов с включениями - стимуляторами роста растений, каждый из электродов состоит из металлической жилы и основной электропроводящей полимерной оболочки, первые выводы металлических жил электродов подключены к разнополярным выходам регулируемого источника постоянного тока, а вторые выводы металлических жил электродов загерметизированы или замкнуты на свои первые выводы через соответствующий проводник с минимальным удельным электрическим сопротивлением. Стимуляторы роста растений содержатся в основной электропроводящей полимерной оболочке. В качестве стимуляторов роста растений используют органические и/или неорганические соединения, содержащие в составе калий, и/или азот, и/или кальций, и/или фосфор. Один или более полимерных гибких электродов содержат дополнительную электропроводящую полимерную оболочку из электропроводящего полимера или углеграфитовой ткани, между основной полимерной оболочкой и дополнительной размещена электропроводящая углеродная и/или шунгитовая засыпка, в которой содержатся стимуляторы роста растений (патент РФ №2717035, опубл. 17.03.2020).
За прототип выбрано устройство, состоящее из излучателей, получающих питание от источника тока высокого напряжения, при этом излучатели выполнены в виде струн, которые размещают в одной горизонтальной плоскости над растениями, а от источника тока высокого напряжения подают на них постоянный ток. В качестве струн используют неизолированный металлический провод (патент РФ №2182759, опубл. 27.05.2002).
К общим недостаткам известных технических решений следует отнести возможность случайного прикосновения к металлическим излучателям, имеющим большую поверхностную емкость с высоким потенциалом напряжения, что приведет к разряду всей емкости излучателей на человека. При этом установка одного общего ограничителя тока между источником напряжения и излучателями хоть и сводит ток замыкания до безопасной для человека величины, но не препятствует накоплению потенциала на всей емкости излучателей и ток разряда этой емкости остается ничем не ограниченным.
Техническая проблема - небезопасное использование известных устройств для стимуляции роста растений.
Технический результат - обеспечение безопасной эксплуатации излучателя для стимуляции роста растений.
Технический результат достигается безопасным излучателем для стимуляции роста растений, состоящим из металлического провода, который дополнительно содержит ограничители тока, расположенные на равноудаленном расстоянии друг от друга по всей длине излучателя, каждый из которых имеет жесткое крепление одним выводом с металлическим проводом, при этом излучатель по всей своей длине имеет изоляцию в виде заливки неэлектропроводным материалом, вторым выводом каждый ограничитель тока выходит наружу через отверстия в изоляции излучателя, металлический провод имеет жесткое соединение с выводом для подключения к источнику тока высокого напряжения.
Безопасная эксплуатация излучателя для стимуляции роста растений при их выращивании обусловлено конструктивным выполнением излучателя.
Для ограничения тока возможного разряда предлагается использование ограничителей тока, имеющих наружные выводы, каждый из которых выполняет функцию излучателя и обладает малой поверхностной емкостью.
Для обеспечения безопасной эксплуатации устройства излучатель и контактирующие с ним выводы ограничителей тока выполняют изолированными посредством единой заливки неэлектропроводным материалом по всей длине излучателя.
Выводы ограничителей тока, закрепленные с излучателем, имеют электрический контакт с металлическим проводом, наружные выводы друг с другом не соединены и электрического контакта друг с другом не имеют. Вывод для подключения тока высокого напряжения имеет электрический контакт с металлическим проводом.
Заявленный излучатель поясняется чертежом, где изображены излучатель в виде металлического провода 1, ограничители тока 2, изолятор 3, отверстия в изоляторе 4, выводы ограничителей внутренний 5 и наружный 6, вывод 7 для подключения к источнику тока высокого напряжения.
Пример реализации
На металлическом проводе необходимой длины, например 3 м, жестко крепились (например, пропайкой), на равноудаленном расстоянии друг от друга, (например, 4 см) ограничители тока (например резистивные, или емкостные, или индуктивные). Выполнялась изоляция по всей длине изолятора в виде заливки неэлектропроводным материалом (например, силиконом). Другие выводы ограничителей тока выходили наружу через отверстия в изоляции. Вывод для подключения к источнику тока имеет электрический контакт с металлическим проводом.
Излучатель устанавливался в одной горизонтальной плоскости над растениями.
От источника тока высокого напряжения через вывод подавали на излучатель напряжение 1500 В.
Стимулирование роста растений электростатическим полем испытывали в открытом грунте, независимо от погодных условий в период с мая по октябрь месяцы, т. е. в вегетационный период. При этом возможность подачи потенциала не ограничивалась длительностью светового дня или ухудшением погодных условий. При подаче напряжения над растениями создавалось равномерное распределение электростатического потенциала.
Ограничители тока обеспечивали безопасные для человека значения тока при возможном соприкосновении к выводам дополнительных ограничителей тока. Проведенные измерения тока показывали значения тока в безопасных для человека пределах менее 0,5 мА.
Выводы ограничителей, выходящие через отверстия изолятора, создавали электростатическое поле с равномерно распределенным электростатическим потенциалом, которое и обеспечивало стимуляцию роста растений.
При ухудшении погодных условий, т. е. при дождевых осадках и ветрах, изоляция излучателя обеспечивало его безопасное использование.
Излучатель для стимулирования роста растений электростатическим полем испытывали в закрытом грунте, т. е. в теплице, в период с марта по ноябрь месяцы, т. е. сразу после высадки рассады и до последнего сбора урожая. Потенциал подавали ежедневно. При подаче напряжения над растениями создавалось равномерное распределение электростатического потенциала за счет конструктивного расположения и взаимодействия металлического проводника с ограничителями. Т. к. металлический проводник имеет прямолинейную форму, а дополнительные ограничители выводами выходят наружу, т. е. повторяют конфигурацию металлического проводника, образуется тем самым равномерное распределение электростатического потенциала над растениями.
При размещении устройства над низкорослыми растениями, при уходе за ними, имелась возможность случайного взаимодействия человека с внешними выводами ограничителей, при котором за счет их малой поверхностной емкости обеспечивалась безопасность при эксплуатации.
Таким образом, заявленное конструктивное выполнение излучателя обеспечивает его безопасную эксплуатацию для стимуляции роста растений.