本实用新型专利技术公开了一种植物监测装置，用以解决现有技术中缺乏通过监测植物体内电信号的变化来监测空气污染的装置的问题。该植物监测装置包括：第一电极、第二电极和检测电信号强度的检测单元，所述检测单元具有第一输入端和第二输入端，其中，所述第一电极的一端位于植物茎干的内部，另一端与所述检测单元的第一输入端相连；所述第二电极的一端位于植物根部土壤的内部，另一端与所述检测单元的第二输入端相连。通过该植物监测装置可以实现环境监测的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及环境监测领域，特别涉及一种植物监测装置。
技术介绍
如今社会环境污染严重，尤其空气污染严重。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入空气之中。而空气污染直接危害生物的生存和发育，损害人类的健康。因此，环境污染与保护已经成为当今社会的重大问题。如何检测空气污染程度以警示并提醒人们加强环境保护意识，已成为迫在眉睫的事情。植物作为空气污染的受害者之一，其在受到空气污染时会产生一系列的反应，例如,植物体内钾、钠离子浓度将发生变化,进而使得植物体内部的生物电信号发生变化。因此，通过监测植物体内的生物电信号可以推算空气污染的严重程度。但是，目前还没有通过监测植物体内电信号的变化来监测空气污染的装置。
技术实现思路
本技术提供了一种植物监测装置，用以解决现有技术中缺乏通过监测植物体内电信号的变化来监测空气污染的装置的问题。一种植物监测装置，包括第一电极、第二电极和检测电信号强度的检测单元，所述检测单兀具有第一输入端和第二输入端，其中，所述第一电极的一端位于植物莖干的内部，另一端与所述检测单元的第一输入端相连；所述第二电极的一端位于植物根部土壤的内部，另一端与所述检测单元的第二输入端相连。本技术实施例中，通过两个分别设置在植物体茎部和土壤内的电极来监测植物体内的生物电信号，由于生物电信号与环境污染之间存在着确定的关系，一般来说生物电信号强度越高，空气质量越好，生物电信号强度越低，空气质量越差，因此通过该植物监测装置可以实现环境监测的目的。附图说明图I为本技术提供的植物监测装置的结构图；图2为本技术实施例一提供的植物监测装置的结构图；图3为本技术实施例一中生长有纳米氧化锌的第一碳纤维的剖视图；图4为本技术实施例一中的IXD显示单元显示空气污染程度的示意图；图5为本技术实施例二提供的植物监测装置的结构图。具体实施方式为充分了解本技术的目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本技术做详细说明，但本技术并不仅仅限于此。本技术提供了一种植物监测装置，可以解决现有技术中缺乏通过监测植物体内电信号的变化来监测空气污染的装置的问题。本技术提供的一种植物监测装置，如图I所示，包括第一电极11、第二电极 12和检测单元14，其中，所述第一电极11的一端位于植物茎干的内部，另一端与所述检测单元14的第一输入端相连；所述第二电极12的一端位于植物根部土壤的内部，另一端与所述检测单元14的第二输入端相连；所述检测单元14用于检测所述第一输入端和第二输入端之间的生物电信号的强度。其中，所述生物电信号可以为电流信号、电压信号或电导率信号。优选地，上述检测单元的输出端还可以连接一个IXD显示单元，用于显示检测单元检测到的生物电信号的强度。本技术实施例中，通过两个分别设置在植物体茎部和土壤内的电极来监测植物体内的生物电信号，由于生物电信号与环境污染之间存在着一定的关系，一般来说生物电信号强度越高，空气质量越好，生物电信号强度越低，空气质量越差，因此通过该植物监测装置可以实现环境监测的目的。另外，还可以在第一电极的外表面生长压电材料层，从而使监测到的生物电信号中进一步包含压电材料层所产生的压电信号，从而监测出植物体的振动信息，这样可以推测出风力的大小。另外，也可以不在第一电极的外表面生长压电材料层，而在植物茎干的内部额外设置一个外表面生长有压电材料层的第三电极，从而可以单独监测第三电极和第一电极之间的压电信号。关于这一点，将在下面通过两个优选实施例详细介绍。实施例一、图2示出了本技术实施例一提供的植物监测装置的示意图。如图2所示，本实施例中的植物监测装置包括作为第一电极的第一碳纤维11、作为第二电极的第二碳纤维12、检测单元14和IXD显示单元15。其中，第一碳纤维11的一端位于植物茎干的内部，另一端通过导线与检测单元 14的第一输入端相连，具体实现时，可以将第一碳纤维11植入或嫁接到植物茎干。另外， 在第一碳纤维11的外表面上生长有纳米氧化锌10。优选地，该纳米氧化锌10可以是纳米氧化锌阵列。具体生长时，在第一碳纤维11上，通过射频溅射的方法镀纳米氧化锌种子层，在纳米氧化锌种子层上，采用湿化学法生长纳米氧化锌阵列，完成该纳米氧化锌阵列的生长后，对其进行加热退火即可。其中，纳米氧化锌10可以生长在第一碳纤维11的整个外表面上或者只将第一碳纤维11表面生长有纳米氧化锌10的部分植入植物茎干内部，使得第一碳纤维11与植物茎干之间通过纳米氧化锌10隔离，从而避免第一碳纤维11与植物茎干的直接接触。生长有纳米氧化锌10的第一碳纤维11的剖视图如图3所示，从图3 中可以看出，本实施例中的纳米氧化锌10环绕第一碳纤维11在其径向上360度生长在其外表面上，以提高压电效应，然而在实际情况中，也可以只在第一碳纤维11的一侧生长纳米氧化锌10。另外，为了增强压电效应，防止电子在内部中和，还可以在纳米氧化锌10 的顶部涂覆一层绝缘材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、PVP (Polyvinylpyrrolidone,聚乙烯卩比咯烧酮)或 PVA(polyvinyl alcohol,聚乙烯醇)等。也就是说，纳米氧化锌10的底部生长在第一碳纤维11的外表面上，纳米氧化锌10的顶部涂覆有绝缘材料。第二碳纤维12的一端插入植物根毛区所在土壤的内部，另一端通过导线与检测单元14的第二输入端相连。检测单元14对植物位于第一输入端和第二输入端之间部分的电信号进行处理。由于植物体内部具有体液、细胞等生物导体，因此，在第一碳纤维11所在的植物茎干与第二碳纤维12所在的植物土壤之间存在着生物电信号，该生物电信号在有生命的植物体内部是一直存在的，可以近似看作直流信号。另外，由于第一碳纤维11的外表面生长有纳米氧化锌10，纳米氧化锌10在受力发生形变时会产生压电效应，从而在第一碳纤维11和第二碳纤维12之间产生电势差，由此产生压电信号，该压电信号只有在植物体受到风力影响或外力作用而发生摆动时才会产生。该压电信号为交流信号，例如，为脉冲信号。由此可见，检测单兀14的第一输入端和第二输入端之间的电信号在任何时刻都一定包含植物体内部的生物电信号，而当植物体发生摆动时，还会进一步包含压电信号。也就是说，当植物体静止时，第一输入端和第二输入端之间的电信号是直流的生物电信号；当植物体摆动时，第一输入端和第二输入端之间的电信号是直流的生物电信号以及交流的压电信号的叠加，由于直流的生物电信号以及交流的压电信号很容易区分开，所以很容易将二者分离开。因此，为了实现检测单元14对第一输入端和第二输入端之间的电信号的处理，检测单元14内部设置有处理电路、压电和生物电判断电路以及压电和生物电分离电路，其中，处理电路的一端与第一输入端和第二输入端相连，另一端与压电和生物电判断电路相连；压电和生物电判断电路的一端与处理电路相连，另一端与压电和生物电分离电路相连；压电和生物电分离电路的一端与压电和生物电判断电路相连，另一端与所述输出端相连。在对电信号进行处理时，首先，由处理电路对第一输入端和第二输入端之间的电信号进行放大、滤波等。然后，由压电和生物电判断电路通过检测放大滤波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种植物监测装置，其特征在于，包括：第一电极、第二电极和检测电信号强度的检测单元，所述检测单元具有第一输入端和第二输入端，其中，所述第一电极的一端位于植物茎干的内部，另一端与所述检测单元的第一输入端相连；所述第二电极的一端位于植物根部土壤的内部，另一端与所述检测单元的第二输入端相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽堂，刘天龙，王珊，
申请(专利权)人：纳米新能源唐山有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：
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