一种电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置，由电流互感器、电压取样电阻、差分运算放大器、比例积分放大器和过流报警与控制器组成，电流互感器的原级线圈与电刺激植物除霾系统的电流检测端相连，次级线圈并接电压取样电阻，电压取样电阻的电压输出经差分运算放大器后接至比例积分放大器的输入端，比例积分放大器的输出端接至过流报警与控制器的模拟信号输入端，过流报警与控制器的过流控制信号连接到电刺激植物除霾系统的电源控制端。本实用新型专利技术和电刺激植物除霾系统可组合为一起，当人体靠近植物叶尖时，通过该装置可自动关断电刺激植物除霾系统内的电源，实施对人体触及植物叶尖静电的自动安全保护。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于环境保护设备
，涉及一种微电流检测安全保护装置，具体涉及一种利用电场刺激植物除霾技术中的微电流检测安全保护装置，可防止人体接触被电场刺激植物时的电击作用。
技术介绍
随着工业化和现代化建设的飞速发展，空气污染日益严重，特别是在人口密集的大城市，雾霾造成的空气污染极大地危害着人们的居住环境与身体健康，消除雾霾已成为当今社会发展中的重大问题。本领域现行采用的除霾技术有很多，利用植物作用方式消除雾霾是其中的技术之一。但是，单株植物的除霾作用很小。研究发现，利用一种和植物自身电信号相匹配的脉冲电场刺激植物根际土壤可以使植物从叶尖释放高浓度的空气负离子，通过弥漫在室内的空气负离子场可以净化室内空气，进而可达到除霾的目的，基于以上发现，人们随之研发了用于产生相应脉冲电场的电刺激植物除霾系统。目前为本领域公知的电刺激植物除霾系统的结构如附图1所示，其由一种专用的负脉冲高压电源(脉冲激励电源)和盆栽植物组成，电源的负极探针插在盆栽植物土壤中，电源的电流检测端和工作控制端即为电刺激植物除霾系统的电流检测端和电源工作控制端。电刺激植物除霾技术的特点是绿色环保、低成本、高效能，使人们在观赏景观植物的同时即能够达到高效除霾的实际效果。但这类技术在实际应用中还存在有一个问题，即如何避免植物叶尖静电对人体触及叶尖时的电击作用。由于植物通过叶尖向外释放高浓度空气负离子时，在靠近叶尖处会产生较强的空气负离子流，而当人体特别是手指十分靠近植物叶尖时(距叶尖约1cm)，空气负离子流便会对人体产生触电似的脉冲静电作用。虽然这种电击并不会对人体造成生命损伤，但对人却会产生较大的惊吓作用，植物叶尖也会因为强烈放电而受到伤害。因此，在这类技术的产品化过程中必须考虑和解决使用中的安全保护问题。以往曾有一种解决上述问题的方案是将植物和电源封装在一起，在其外壳上安装基于超声波或红外原理的距离探测器件。由于该方法需要在外壳上安装多个探测器件才能使其探测角度范围达到360°的空间角度，导致电路结构复杂，成本上升；此外，这种器件不易识别反射物，探测距离受制于环境温度和湿度，抗干扰性较差，往往在人体尚未接触植物时便会发生误动作，因而技术缺陷明显。
技术实现思路
本技术的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构简单、成本低、使用方便、可实施对人体触及植物叶尖静电进行自动保护的电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置。实验表明，当人体或其手指十分靠近被激励的植物叶尖时，流过图1所示的电刺激植物除霾系统电流检测端的微电流会有明显增加，这是因为人体本身是电容性导体，当人体或其手指接近叶尖处时，叶尖处的空气负离子流就会向人体充电，人体越靠近植物叶尖，充电电流相对越大，所以当人体或其手指十分靠近植物叶尖就会有触电的感觉。因此，利用人体靠近植物叶尖引起的微电流的变化可以实现对人体触及静电的安全保护。为了便于和本技术装置的连接，图1中电源向外提供电源工作控制接线端口，且电源的正极引线端留有电流检测端口。根据上述机理，本技术采用的技术解决方案是：一种电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置，由微型电流互感器、电压取样电阻、差分运算放大器、比例积分放大器和过流报警与控制器组成，电流互感器的原级线圈与电刺激植物除霾系统的电流检测端两端相连，电流互感器的次级线圈并接电压取样电阻，电压取样电阻的电压输出经差分运算放大器后接至比例积分放大器的输入端，比例积分放大器的输出端接至过流报警与控制器的模拟信号输入端，过流报警与控制器的过流控制信号连接到电刺激植物除霾系统的电源控制端。上述电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置中，电流互感器可采用型号为TAK12-005的微型脉冲电流互感器。上述电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置中，差分运算放大器和比例积分放大器由一个集成电路块LM324内部的4个运放器(A1、A2、A3、A4)组成，其中LM324放大器的前三个运放器(A1、A2、A3)构成差分运算放大器，后一个运放器(A4)构成比例积分放大器。上述电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置中，过流报警与控制器可采用具有A/D功能的小型单片机STC12C2052AD或电压比较器LM393。本技术的工作原理是：当人体或其手指十分靠近植物叶尖时，将引起以空气为阻抗负载的电刺激植物除霾系统的电源回路中的微电流发生变化，由电流互感器对微电流的变化进行采样，经差分运算放大、比例积分放大后，将模拟信号输入到过流报警与控制器的模拟信号输入端，过流报警与控制器根据微电流的变化程度发出报警光信号，并输出过流控制信号至电刺激植物除霾系统的电源控制端，使电刺激植物除霾系统停止工作，实现避免人体触及植物叶尖静电的安全保护作用。本技术的有益效果是：(1)、当人体靠近受电场刺激的植物叶尖时，通过该装置可以自动关断电刺激植物除霾系统的电源，避免对人体的静电电击作用；(2)、电路结构简单、体积小、成本低；(3)、该装置和电刺激植物除霾系统连接简单，使用方便；(4)、本技术的工作可靠，适应环境和植物的变化。附图说明图1是电刺激植物除霾系统的结构示意图。图2是本技术的结构原理示意图。图3是本技术一个具体实施例的电路图。图中各数字标号的名称是：1－电流互感器，2－差分运算放大器，3－比例积分放大器，4－过流报警与控制器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。参见图2，本技术所述的电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置包括电流互感器1、电压取样电阻R0、差分运算放大器2、比例积分放大器3和过流报警与控制器4几个功能单元。电流互感器1采用型号为TAK12-005的微型脉冲电流互感器，用于对电刺激植物除霾系统中的电源回路的微电流进行采样。电压取样电阻R0用于将电流互感器1采样获得的电流变量转变为电压变量。差分运算放大器2由集成电路芯片LM324内的前三个运算放大器A1、A2、A3构成(参见图3)，取电刺激植物除霾系统内的激励电源刺激植物与未刺激植物的电压差值进行放大，此差分运算放大器扣除了激励电源未刺激植物的背景工作电流。比例积分放大器3由LM324内的最后级运算放大器A4，用于对其前级信号进行进一步电压放大。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置，其特征在于：由微型电流互感器(1)、电压取样电阻(R0)、差分运算放大器(2)、比例积分放大器(3)和过流报警与控制器(4)组成，电流互感器(1)的原级线圈与电刺激植物除霾系统的电流检测端两端相连，电流互感器(1)的次级线圈并接电压取样电阻(R0)，电压取样电阻(R0)的电压输出经差分运算放大器(2)后接至比例积分放大器(3)的输入端，比例积分放大器(3)的输出端接至过流报警与控制器(4)的模拟信号输入端，过流报警与控制器(4)的过流控制信号连接到电刺激植物除霾系统的电源控制端。

【技术特征摘要】
1.一种电刺激植物除霾系统用微电流检测安全保护装置，其特
征在于：由微型电流互感器(1)、电压取样电阻(R0)、差分运算放大
器(2)、比例积分放大器(3)和过流报警与控制器(4)组成，电流互感
器(1)的原级线圈与电刺激植物除霾系统的电流检测端两端相连，电
流互感器(1)的次级线圈并接电压取样电阻(R0)，电压取样电阻(R0)
的电压输出经差分运算放大器(2)后接至比例积分放大器(3)的输入
端，比例积分放大器(3)的输出端接至过流报警与控制器(4)的模拟信
号输入端，过流报警与控制器(4)的过流控制信号连接到电刺激植物
除霾系统的电源控制端。
2.根据权利要求1所述的电刺激植物除霾系统用微电流检测安
全保护装置，其特征在于：所述的电流互感器(1)采用型号为
TAK12-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨运经，习岗，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61