УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ ТЕПЛИЧНЫХ РАСТЕНИЙ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована для лазерной обработки вегетирующих растений овощных культур, выращиваемых в теплице защищенного грунта на минеральной вате.
Существуют устройства для лазерного облучения семян и растений, включающие лазер, блок питания и узлы двухкоординатного сканирования лазерного пучка по горизонтальной и вертикальной координатам на базе вращающихся или качающихся зеркал [1-6]. Основным недостатком такого роды устройств является высокий разброс режимов облучения при сканировании даже небольшого пространства с растениями, при этом объекты получают неизвестные дозы лазерного облучения со случайной периодичностью и кратностью. Помимо этого, данные устройства невозможно приспособить для облучения растений защищенного грунта, так как в теплице множество технических и технологических конструктивных элементов, экранирующих лазерный луч, при этом лазерное излучение не достигает до листьев среднего и нижнего яруса тепличных растений, наиболее нуждающихся в дополнительном световом облучении.
Цель полезной модели - обеспечение стабильности режимов лазерного облучения тепличных растений при высокой эффективности лазерной обработки листьев всех ярусов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для лазерного облучения тепличных растений, включающем лазер, блок питания и узлы двухкоординатного сканирования лазерного пучка по горизонтальной и вертикальной координатам, в качестве блока питания используется аккумуляторы, в качестве лазера - полупроводниковые лазерные модули, в качестве узла сканирования по вертикальной координате - цилиндрическая линза, в качестве узла сканирования по горизонтали - электромеханический узел перемещения лазерных модулей вдоль ряда с тепличными растениями по трубам подачи питательного раствора. Также в устройство дополнительно вводятся: блок управления, программируемый таймер, плата контроля освещенности, герконовые датчики «стоп» и «реверс», два съемных магнита, низкооборотный двигатель с приводом на пару ведущих колес, вал с парой ведомых колес, телескопическая штанга, два корпуса (нижний и верхний), кабель связи между корпусами. Блок управления, аккумулятор, герконовые датчики, низкооборотный двигатель с приводом на пару ведущих колес, вал с парой ведомых колес размещается в нижнем корпусе, устанавливаемом на трубы подачи питательного раствора, а программируемый таймер, полупроводниковые лазерные модули с закрепленными на их выходной апертуре цилиндрическими линзами и плата контроля освещенности размещаются в верхнем корпусе. Верхний и нижний корпус посредством телескопической штанги и кабеля связи имеют механическое и электрическое сочленение, герконовые датчики «стоп» и «реверс» смонтированы с левой и правой стороны нижнего блока, а два съемных магнита устанавливают на трубах подачи питательного раствора в начале и в конце сектора сканирования по горизонтали на уровне траектории движения герконовых датчиков.
Устройство для лазерного облучения тепличных растений представлено на фигурах 1-3. На фигуре 1 - вид спереди, на фигуре 2 - вид сверху, на фигуре 3 -структурно-функциональная схема. Устройство для лазерного облучения тепличных растений устанавливается в теплице на трубы подачи питательного раствора и включает: полупроводниковые лазерные модули 1; аккумуляторный блок питания 2; узел сканирования лазерного пучка по вертикальной координате в виде цилиндрических линз 3, устанавливаемых на выходную апертуру лазерных модулей 1; электромеханический узел сканирования лазерного пучка по горизонтальной координате 4, осуществляющий перемещение лазерных модулей вдоль ряда с тепличными растениями по трубам подачи питательного раствора; программируемый таймер 5; плату контроля освещенности 6; блок управления 7; герконовый датчик «стоп» 8; герконовый датчик «реверс» 9, два съемных магнита 10 и 11; низкооборотный двигатель 12 с приводом 13 на пару ведущих колес 14; вал с парой ведомых колес 15; телескопическую штангу 16; два корпуса (верхний 17 и нижний 18); кабель связи 19 между корпусами.
Блок управления 7, аккумуляторный блок питания 2, герконовые датчики 8 и 9, низкооборотный двигатель 12 с приводом 13 на пару ведущих колес 14, вал с парой ведомых колес 15 размещаются в нижнем корпусе 18, устанавливаемом на трубы подачи питательного раствора 20, 21. Программируемый таймер 5, полупроводниковые лазерные модули 1 с закрепленными на их выходной апертуре цилиндрическими линзами 3 и плата контроля освещенности 6 размещаются в верхнем корпусе 17. Верхний корпус 17 и нижний корпус 18 посредством телескопической штанги 16 и кабеля связи 19 имеют механическое и электрическое сочленение. Герконовый датчик «стоп» 8 и герконовый датчик «реверс» 9 смонтированы на штанге 22 соответственно с левой и правой стороны нижнего корпуса 18.
Устройство для лазерного облучения тепличных растений работает следующим образом. Первый съемный магнит 10 устанавливают на правой трубе 20 подачи питательного раствора в начале сектора сканирования по горизонтали на уровне траектории движения герконового датчика «стоп» 8, а второй магнит 11 - на левой трубе 21 подачи питательного раствора в конце сектора сканирования по горизонтали на уровне траектории движения герконового датчика «реверс» 9 (фиг. 2). Устройство устанавливают в теплице на трубы подачи питательного раствора 20, 21 таким образом, чтобы ведущие колеса 14 и ведомые колеса 15 опирались на трубы, а герконовый датчик «стоп» 8 располагался напротив первого съемного магнита 10. По достижении времени, заданного на программируемом таймере 5, блок управления 7 подает команду «ПУСК» (П), в результате чего напряжение питания от аккумуляторного блока питания 2 подается на двигатель 12 электромеханического узла 4 и лазерные модули 1. С помощью привода 13 вращение вала двигателя 12 передается на пару ведущих колес 14. Устройство начинает двигаться вперед по трубам. Цилиндрические линзы 3 на выходной апертуре лазерных модулей 1 отъюстированы таким образом, чтобы лазерный пучок 23 формирует вертикальную линию 24, размером равном или большим, чем высота облучаемых растений. Лазерные модули 1 располагаются с левой и правой стороны верхнего корпуса 17, и таким образом при движении устройства лазерное излучение в виде вертикальной линии перемещается по правому и левому ряду с тепличными растениями, охватывая листья всех ярусов - верхние, средние и нижние. Устройство движется по трубам подачи питательного раствора вперед до тех пор, пока герконовый датчик «реверс» 9 не попадет в зону действия второго магнита 11. В этот момент герконовый датчик «реверс» 9 подает на блок управления 7 сигнал достижения конца зоны сканирования «реверс», в результате чего блок управления 7 дает команду «РЕВЕРС» (Р) на двигатель 12 и устройство начинает движение назад с параллельным облучением растений до тех пор, пока герконовый датчик «стоп» 8 не попадет в зону действия первого съемного магнита 10. В этот момент герконовый датчик «стоп» 8 подает на блок управления 7 сигнал «стоп». Блок управления в свою очередь подает команду «СТОП» (С) на двигатель 12 и блок питания 2, в результате чего подача питания от аккумуляторного блока питания 2 на двигатель 12 и лазерные модули 1 прекращается, устройство останавливается и находится в режиме ожидания до прихода очередной команды на запуск движения от программируемого таймера 5. Плата контроля освещенности 6 активирует команды запуска устройства от программируемого таймера 5 только в том случае, если освещенность в теплице ниже заданного уровня. Верхний корпус 17 и нижний корпус 18 устройства соединяются с помощью телескопической штанги 16 и электрического кабеля связи 19. В процессе роста растений с помощью телескопической штанги 16 меняется высота расположения верхнего корпуса 17 с лазерными модулями 1.
Такая конструкция устройства обеспечивает высокую стабильность режимов облучения растений и с одинаковой эффективностью проводит лазерную обработку как верхних листьев растений, так и листьев среднего и нижнего ярусов, наиболее нуждающихся в лазерном освещении.
Литература:
1. А.С. СССР №957452. А01С 7/00, A01G 7/04. Устройство для стимулирования роста растений.
2. А..С. СССР №1649498. G02B 27/48. Устройство для лазерного сканирования
3. Патент РФ №2328847. А01С 1/00. Устройство лазерной обработки семян перед посевом.
4. Патент РФ №2321032. G02B 6/12, H01L 27/00 А01С 1/06. Сканирующее устройство управления лучом лазера для предпосевной обработки семян.
5. Патент РФ №2202869. А01С 1/00, A01G 7/04. Устройство для лазерной обработки семян и растений.
6. Полезная модель РФ №75530. А01С 1/00, A01G 7. Устройство для лазерной обработки семян и растений.