专利名称：低频生物电磁仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物电磁处理技术领域，具体涉及一种低频生物电磁仪。
背景技术：
研究表明，生物体的各个层次存在大量的电活动，这些电活动必然会受到外加电磁场的影响从而使生理代谢发生重大变化。基于此，从二十世纪80年代开始，国内在静电 场生物学效应方面做了大量的研究工作，研究涉及种子萌发、幼苗生长、抗逆性和食品质量 等各个方面，并且深入到了组织、细胞和分子的各个层次。但是，目前静电场生物学效应的 研究仍受到一系列问题的困扰。例如，在相同或近似的生物体系中完成的实验经常给出矛 盾的结果，或者实验没有统计意义；有时研究方案不易重复，或者不能给出清楚地解释，这 些现象使得很难对静电场生物学效应做出客观地评价。从电磁学角度来看，生物体是由导电的生物体液和绝缘的细胞膜组成的复合介质 体系，静电场一般难以透入生物体。强度不会产生电离现象的外电场对生物体的影响主要 是通过外电场的变化在体内产生的感生电流对生物体内的组织、细胞和细胞核发生作用， 因此，变化电场或脉冲电场对生物的影响比静电场的影响要大。近年来的一系列研究表明 植物电信号的存在，它是一种幅度在pV-mV的低频微弱信号，其功率谱主要分布在小于5Hz 低频区。考虑到生物电信号的自身特征，有理由相信采用脉冲电场取代过去长期研究的静 电场，可能会得到更显著的生物学效应。近年来，有人开始用低频高压电场对生物体进行外 部刺激然后研究其生物学效应并取得了初步的研究成果。但这一方面的研究还处于起步阶 段，其实验仪器需要进一步开发与完善。现有的用于生物电磁效应的各种电磁仪，有的只能产生高压静电场，且电压不可 调节，或者有的虽可调节但由于电压幅度较低因而调节范围有限，不能满足广域电压范围 内的实验。有的电场发生器虽然能够产生低频脉冲电场但频率单一，高压无法准确计量与 调节，高压安全保护措施不够，电压幅度不能达到理想的实验要求值，且电路设计较复杂， 功耗大。
发明内容本实用新型的目的是提供一种低频生物电磁仪，解决了现有电磁仪电压不可调 节，电压幅度不能达到理想的实验要求值，且电路设计较复杂，功耗大的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种低频生物电磁仪，包括依次连接的可调电 源、遥控开关和激励与驱动电路，晶振、分频电路、脉冲调制电路和激励与驱动电路依次连 接，激励与驱动电路的输出端和升压变压电路、熔断电阻、电极针依次连接，其中的，可调电源，用于提供70V-160V的电压；遥控开关，用于在20米的范围内随时切断高压电源，以保障操作的安全性，同时， 当高压输出电流过大时，还可使遥控开关电路的继电器自动断开，达到过载自动保护的目 的；[0009]激励与驱动电路，用于脉冲信号耦合到激励驱动电路中控制推动管与电容、线圈 形成的电路产生振荡，将100V的直流高压电源的电压提升到千伏以上；晶振，用于和电阻、电容及斯密特非门构成时钟源；分频电路，用于产生15625Hz的高频脉冲；脉冲调制电路，用于将高频脉冲调制为低频输出的高频脉冲串，低频频率在 IHz-IOHz范围内可调，高电平脉宽在50ms-100ms范围内连续可调；升压变压电路，用于对脉冲信号进行振荡升压和变压器升压后输出低频调制式的 高压脉冲；熔断电阻，用于负载过载时过流保护，高压电容可滤掉高频成分，获得低频高压脉 冲；电极针，用于将低频高压脉冲作用于植物周围的土壤中，诱发植物产生空气负离 子。本实用新型低频生物电磁仪的有益效果是(1)电压幅值在2KV-30KV可调，频率在ΙΗζ-ΙΟΗζ范围内可调，脉冲电平脉宽在 50ms-100ms范围内连续可调，且高压输出采用遥控方式接通或断开，高压电流及高压幅值 由仪表自动显示与监测；(2)分频电路由低功耗的CMOS电路组成，成本低，功耗小，抗干扰性强；(3)电路中设置了遥控开关，利用其可随时切断或接通高压电路，保证了操作的安 全性。同时，当发生短路电流时，遥控开关电路会自动断开负高压，达到过载自动保护的目 的；(4)低频脉冲、高压电源接通分别以红绿色发光二极管显示，能有效的监视低压电 路与高压电路是否处于正常工作状态；(5)输出高压与输出电流由表头监测，可观测空气电离电流及其变化；(6)输出电压幅度与脉冲频率在一定范围内可调，便于对生物施加不同或适宜剂 量的电磁场；便于分析电场生物学效应的“域值”与“功率窗”特性。
图1是本实用新型低频生物电磁仪的结构示意图。图中，1.可调电源，2.脉冲调制电路，3.遥控开关，4.激励与驱动电路，5.升压变 压电路，6.分频电路，7.晶振，8.熔断电阻，9.电极针。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型低频生物电磁仪的结构如图1所示，包括依次连接的可调电源1、遥控 开关3和激励与驱动电路4，另外，晶振7、分频电路6、脉冲调制电路2和激励与驱动电路4 依次连接，激励与驱动电路4的输出端和升压变压电路5、熔断电阻8、电极针9依次连接。可调电源1，用于提供70V-160V的电压；遥控开关3，用于在20米的范围内随时切断高压电源，以保障操作的安全性，同 时，当高压输出电流过大时，还可使遥控开关3电路的继电器自动断开，达到过载自动保护的目的；激励与驱动电路4，用于脉冲信号耦合到激励驱动电路中控制推动管与电容、线圈 形成的电路产生振荡，将100V的直流高压电源的电压提升到千伏以上；晶振7，用于和电阻、电容及斯密特非门(IC40106)构成时钟源；分频电路6，用于产生15625Hz的高频脉冲；脉冲调制电路2，用于将高频脉冲调制为低频输出的高频脉冲串。低频频率在 IHz IOHz范围内可调，高电平脉宽在50ms-100ms范围内连续可调；升压变压电路5，用于对脉冲信号进行振荡升压和变压器升压后输出低频调制式 的高压脉冲；熔断电阻8，用于负载过载时过流保护，高压电容可滤掉高频成分，获得低频高压 脉冲；电极针9，用于将低频高压脉冲作用于植物周围的土壤中，诱发植物产生空气负离 子。本实用新型低频生物电磁仪的工作过程将电极针9放在花盆的土壤中，可调 电源1通电，复位脉冲首先将各个计数器复位。由2M晶振7和电阻、电容及斯密特非门 (IC40106)构成时钟源，经IC4024的128分频后产生15625Hz的高频脉冲。再经一个与非 门处理产生高、低电平的“占空比”为3 1的方波脉冲，以使其符合振荡升压电路的要求。 另一路，高频脉冲经进一步分频产生低频脉冲，低频脉冲触发由555时基集成电路组成的 “占空比”可调的多谐振荡器形成调制脉冲。低频调制脉冲的频率在ΙΗζ-ΙΟΗζ、高电平脉宽 在50ms-100ms范围内连续可调。高频脉冲和低频调制脉冲经与非门后形成被调制的高频 脉冲串，被调制的高频脉冲耦合到激励与驱动电路4中，经振荡升压和变压器升压后输出 低频调制式的高压脉冲，用高压电容滤除高频后成为低频高压脉冲，通过电极针9作用于 土壤，产生负离子。本实用新型采用脉冲分频电路、脉冲调制电路、激励与驱动电路相连接，解决了现 有电磁仪电压不可调节，电压幅度不能达到理想的实验要求值，且电路设计较复杂，功耗大 的问题。
权利要求一种低频生物电磁仪，其特征在于，包括依次连接的可调电源(1)、遥控开关(3)和激励与驱动电路(4)，晶振(7)、分频电路(6)、脉冲调制电路(2)和激励与驱动电路(4)依次连接，激励与驱动电路(4)的输出端和升压变压电路(5)、熔断电阻(8)、电极针(9)依次连接，其中的，可调电源(1)，用于提供70V-160V的电压；遥控开关(3)，用于在20米的范围内随时切断高压电源，以保障操作的安全性，同时，当高压输出电流过大时，还可使遥控开关(3)电路的继电器自动断开，达到过载自动保护的目的；激励与驱动电路(4)，用于脉冲信号耦合到激励驱动电路中控制推动管与电容、线圈形成的电路产生振荡，将100V的直流高压电源的电压提升到千伏以上；晶振(7)，用于和电阻、电容及斯密特非门构成时钟源；分频电路(6)，用于产生15625Hz的高频脉冲；脉冲调制电路(2)，用于将高频脉冲调制为低频输出的高频脉冲串，低频频率在1Hz-10Hz范围内可调，高电平脉宽在50ms-100ms范围内连续可调；升压变压电路(5)，用于对脉冲信号进行振荡升压和变压器升压后输出低频调制式的高压脉冲；熔断电阻(8)，用于负载过载时过流保护，高压电容可滤掉高频成分，获得低频高压脉冲；电极针(9)，用于将低频高压脉冲作用于植物周围的土壤中，诱发植物产生空气负离子。
专利摘要本实用新型公开的一种低频生物电磁仪，包括依次连接的可调电源、遥控开关和激励与驱动电路，晶振、分频电路、脉冲调制电路和激励与驱动电路依次连接，激励与驱动电路的输出端和升压变压电路、熔断电阻、电极针依次连接。本实用新型低频生物电磁仪采用脉冲分频电路、脉冲调制电路、激励与驱动电路相连接，解决了现有电磁仪电压不可调节，电压幅度不能达到理想的实验要求值，且电路设计较复杂，功耗大的问题。
文档编号A01G7/04GK201563414SQ2009203123
公开日2010年9月1日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者习岗, 杨运经 申请人:西安理工大学