The invention designs a test platform and a method for soil radiofrequency disinfection equipment. The soil RF disinfection equipment test platform consists of test soil tank, generator, RF power water cooler, optical fiber temperature acquisition system, system control cabinet and other components. The test objects include RF power supply, RF automatic matcher and electrode plate. Based on PLC control system, the test platform can control the generator, water cooler, radio frequency power supply, radio frequency automatic matcher and temperature display device in real time; the test platform can test the function of radio frequency power supply and radio frequency automatic matcher; the test platform is equipped with infrared thermal imaging system and high frequency electromagnetic field intensity detection system. In order to get the parameters of soil RF disinfection and improve the design of equipment, the problems of plate structure size, uniformity of soil temperature distribution and leakage of magnetic field strength can be studied deeply. The test platform has the advantages of novel design, strong versatility, accurate and reliable control system, good social value and good application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种土壤射频消毒设备试验平台及方法
本专利技术属于农作物种植前的射频热处理杀虫灭菌
，特别涉及一种土壤射频消毒设备试验平台及方法。
技术介绍
商品化种植模式下，作物高度集约、种类单一，一般种植3到5年后，会发生严重的连作障碍，影响作物的产量和品质。为了保证农产品的产量、品质，减少经济损失，在种植前对土壤进行消毒是防治连作障碍最有效的途径。土壤消毒目前主要有物理、化学和生物三大类方式，物理处理技术中，太阳能、火焰、微波、蒸汽及热水处理成本高、效率低，难以推广；化学药剂处理效果较好，但操作复杂、成本高、污染严重；而生物熏蒸消毒仅对土传病虫害发生较轻的地区有效。随着相关技术的发展，射频土壤消毒技术因其无化学残留、环保等优点，已成为各国重点研究发展的方向。射频加热技术具有整体加热，含水率自平衡，对害虫选择性加热且无化学残留等特点，被广泛应用于农产品和食品加工领域。利用射频技术进行土壤消毒是一种全新的应用，主要是利用电磁波加热土壤，使得土壤中的害虫、杂草种子等受热失活，不仅起到消毒土壤的作用，还减少了农药的使用。然而，土壤射频消毒设备的低效率、加热土壤的不均匀性以及工...
【技术保护点】
1.一种土壤射频消毒设备试验平台，其特征在于，包括：试验土槽、发电机（10）、射频电源（9）、射频电源水冷机（6）、射频自动匹配器（8）、光纤温度采集系统、系统控制柜、红外热成像系统和高频电磁场强探测系统；所述试验土槽为存放土壤的容器，由下方的土槽支架（3）和上方的土槽箱（4）组成，土槽箱（4）内分布有多块极板（15），极板（15）的尺寸间隙均可调；所述发电机（10）为射频电源（9）提供电能；所述射频电源（9）生成射频信号，对土壤进行加热；所述射频电源水冷机（6）为射频电源（9）的冷却装置；所述射频自动匹配器（8）位于射频电源（9）和极板（15）之间，用于调节真空电容阻抗，...
【技术特征摘要】
1.一种土壤射频消毒设备试验平台，其特征在于，包括：试验土槽、发电机（10）、射频电源（9）、射频电源水冷机（6）、射频自动匹配器（8）、光纤温度采集系统、系统控制柜、红外热成像系统和高频电磁场强探测系统；所述试验土槽为存放土壤的容器，由下方的土槽支架（3）和上方的土槽箱（4）组成，土槽箱（4）内分布有多块极板（15），极板（15）的尺寸间隙均可调；所述发电机（10）为射频电源（9）提供电能；所述射频电源（9）生成射频信号，对土壤进行加热；所述射频电源水冷机（6）为射频电源（9）的冷却装置；所述射频自动匹配器（8）位于射频电源（9）和极板（15）之间，用于调节真空电容阻抗，使得射频可加热的阻抗范围包含正在加热的土壤阻抗值；所述光纤温度采集系统用于采集被加热土壤的温度数值；所述系统控制柜控制各设备的电源开关端口，实时监测温度变化和射频电源输入输出功率的变化，并对光纤温度采集系统采集的信号进行计算处理；所述红外热成像系统采集极板（15）间土壤的温度数据；所述高频电磁场强探测系统检测极板（15）的电磁泄露情况。2.如权利要求1所述的一种土壤射频消毒设备试验平台，其特征在于：所述发电机（10）的射频电源输出口与射频电源（9）直接连接，开关控制端口与系统控制柜连接，发电机（10）的输出电压为380/220V，输出功率为20KW。3.如权利要求1所述的一种土壤射频消毒设备试验平台，其特征在于：所述射频电源（9）包括COMSOL管振荡电路、整流器和放大器，射频电源（9）的电源输入口与发电机（10）连接，射频信号输出口与射频自动匹配器（8）连接，进水端口、出水端口通过进出水管道（7）与射频电源水冷机（6）连接，射频电源（9）提供10KW的最大输出功率，其输入功率达到15.12KW；所述射频电源水冷机（6）包括循环水泵、管道式蒸发器、压缩机、散热器和散热风机，射频电源水冷机（6）的进水端口、出水端口通过进出水管道（7）分别与射频电源（9）的出水端口、进水端口连接；所述射频自动匹配器（8）由信号反馈模块、控制模块和匹配模块组成，射频自动匹配器（8）的射频信号输入端口与射频电源（9）连接，正极端子与极板（15）正极连接，负极端子与极板（15）负极连接。4.如权利要求1所述的一种土壤射频消毒设备试验平台，其特征在于：所述光纤温度采集系统由温控装置（23）、光纤（24）和光纤传感探头（25）组成，温控装置（23）集成在系统控制柜里，信号输入端口与光纤（24）连接，信号输出端口通过485转USB串口连接线与电脑连接，用于保存温度数值，信号输出端口与触摸屏（22）连接，用于实时监测温度变化。5.如权利要求4所述的一种土壤射频消毒设备试验平台，其特征在于：所述系统控制柜包括系统控制柜箱体（2）、PLC控制器（21）、触摸屏（22）、温控装置（23）、控制线路和工控机（1），触摸屏（22）通过PLC控制器（21）与控制线路控制各设备电源开关端口，并实时监测温度变化和射频电源输入输出功率的变化，工控机（1）通过温控装置（23）采集光纤传感探头（25）的数据并进行计算处理，存储供查询。6.如权利要求5所述的一种土壤射频消毒设备试验平台，其特征在于：所述红外热成像系统由红外热成像仪（11）和工控机（1）组成，红外热成像系统采集极板（15）间土壤的温度数据时，将土壤分成多层，逐层采集温度数据；所述高频电磁场强探测系统由电磁场强度探头（12）、线缆（14）以及磁场强度仪表（13）组成，高频电磁场强探测系统采集极板（15）的电磁泄露数据时，进行多点同时操作。7.一种基于如权利要求6所述的土壤射频消毒设备试验平台的各种射频功率下土壤温度分布均匀性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制作四份一定含水率的试验土壤（41），分别将其分成三层，层间用纱布（42）隔开，将试验土壤（41）和纱布（42）一同放入土槽箱（4）的极板（15）之间，其与极板（15）之间的间隙用土槽土壤（5）填满，上方亦覆盖3mm厚度的土壤，另在每块试验土壤（41）的第二层布置光纤传感探头（25）；步骤二：操作系统控制柜先后开启发电机（10）、温控装置（23）、射频电源水冷机（6），待射频电源水冷机（6）稳定后再打开射频自动匹配器（8）与射频电源（9），调整射频电源（9）频率至目标值，同时在电脑上执行相关软件，分析并存储温度数值；步骤三：当温控装置（23）显示的最小温度数值为70...
【专利技术属性】
技术研发人员：张学进，金永奎，张玲，蔡晨，陈晨，薛新宇，周立新，秦维彩，孙竹，
申请(专利权)人：农业部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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