专利名称：植物受害报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子报警器技术。具体地说是一种监测植物受害前期状态时，能快速、准确地产生报警信号的植物受害报警器。
背景技术：
随着工业不断发展，我国许多地区的工业污染严重，加上气候灾害方面的影响，如酸雨等导致农作物受害而减产。一般情况下，农作物在受害3天之后才会有明显的外表症状，因而难以及时采取保护和救灾措施。同时，对植物受害程度也难以进行量化监测。目前，经检索还没有发现利用类式植物受害报警产品，也未见到国内外同类产品的报导或相关资料。
发明内容
实现本实用新型的具体技术方案其主要设计构思如下植物受害报警器应有一个机壳1，它可以是塑料或其它材料制成，形状可以为长方形或其它形状，以不影响机壳内电路安装为宜。机壳1上安装有植物电流电极2、电导率电极3、显示值选择键4、电流阈值设置旋钮5、电导率阈值设置旋钮6、显示器7、报警指示灯8、报警蜂鸣器9、电源开关10和电源插头11。机壳1内安装有印刷电路板12，电路板上有电源电路13、电流信号放大电路14，电导率信号放大电路15，电流阈值设置电路16、电导率阈值设置电路17，显示电路18，电流阈值比较电路19、电导率阈值比较电路20和报警电路21。
其中，植物电流电极2的一端有2支Ag-AgCI电极，使用时一支插入植物根部土壤中，另一支插入植物茎节处；另一端通过机壳上的插头插座与机壳内电路板上的电流信号放大电路14相连。电导率电极3的一端是型号为DJS-1型电极，使用时电极插入植物根部溶液中，另一端通过机壳上插头插座(也可不要插头插座)与机壳内电路板上的电导率信号放大电路15相连。显示值选择键4分别与机壳内电路板上的电流信号放大电路14，电导率信号放大电路15、电流阈值设置电路16、电导率阈值设置电路17等相连。它的输出端与电路板上显示电路的输入相连；电流阈值设置旋钮5与机壳内电路板上的电流阈值设置电路16相连；电导率阈值设置旋钮6与机壳内电路板上的电导率阈值设置电路17相连。显示器7为四位数码显示管构成，它与机壳内电路板上的显示电路18相连；报警指示灯8为红色发光二极管，它与机壳内电路板上的报警电路21的输出相连；报警蜂鸣器9为陶瓷蜂鸣器与机壳内电路板上的报警电路21的输出相连；电源插头11为三芯AC250V.10A规格插头，经电源线一端与电路板上有电源电路13相连；使用时插头接AC220V 50Hz市电。
机壳1内电路板12的电源电路13有+5V直流稳压输出分别供给14、15、16、17、18、19、20和21等单元电路作为工作电压；电流信号放大电路2的输出分别接至显示值选择键4和电流阈值比较电路19；电导率信号放大电路15的输出分别接至显示值选择键4和电导率阈值比较电路20；电流阈值设置电路16的输出分别接至显示值选择键4和电流阈值比较电路19；电导率阈值设置电路17的输出分别接至显示值选择键4和电导率阈值比较电路20；电流阈值比较电路19的输出与报警电路21相连；电导率阈值比较电路20的输出与报警电路21相连。
本实用新型的优越性在于它是以植物受害后植物体内的物理和化学应答变化为基础，可瞬时转换为电信号并用声光等信号表达出来。无机械取样等损伤植物体的过程。可不间断地取得植物体内的应答。可远距离传送报警信号，甚至接入电脑，对植物受害况可以进行量化监测，报警准确等特点。
图1植物受害报警器结构示意图。
图2植物受害报警器电路结构图。
根据附图，植物电流电极2将植物电流值输入电流信号放大电路14进行放大并转化成电压信号输出至显示值选择键4，当显示值选择键4置于电流信号值时，放大的电压信号经4输出至显示电路18，显示电路18为3位数字电压表，将放大的电压信号转化成数字式显示(显示电路也可用指针式电压表头作为输出)，同时，电流阈值设置电路16可根据植物电流正常阈值调节设置出正常阈值大小，调节时可将显示值选择键4置于电流阈值一端，在显示器7上监视调节阈值的大小，其值输出至电流阈值比较电路19与来自电流信号放大电路14的实测放大值比较，当植物受害时，其电流信号低于其正常值时，19输出一个高电平作为报警信号输至报警电路21。另一路由电导率电极3将植物根部溶液的电导率信号输入至电导率信号放大电路15进行放大，并转化成电压信号输出至显示值选择键4。当4置于电导率信号值时，放大的电压信号经4输出至显示电路18，显示出被测的电导率放大值。同时电导率阈值设置电路17可根据电导率正常阈值调节设置出正常阈值大小，调节时可将显示值选择键4置于电导率阈值一端，在显示器7上监视调节阈值的大小，其值输出至电导率阈值比较电路20与来自电导率信号放大电路15的实测放大值比较，当植物受害时、植物体内盐类及有机物从细胞中渗出，导致根部溶液的钾、钠离子增多，电导率上升，当超过正常值时，电路自动报警。当植物受害时，植物电导率将会出现异常值，其平均值大于正常时的阈值其电导率信号高于其正常值时，电导率阈值比较电路20输出一个高电平作为报警信号，与另一路来自电流阈值比较电路19的输出报警信号一道输至报警电路21中，进行逻辑判断，当两路信号中任一路为高电平时，报警电路就产生驱动电流输出至报警指示灯8和报警蜂呜器9产生光、声报警。这样可增加报警的准确性和可靠性。
具体实施方式
按照电路如图2所示，其中电流信号放大电路14是由R1、R2、R3、R4、RW1、IC1、IC2、R5、R6、R7、R8、IC3构成三运放精密测量放大电路，该电路有较高共模抑制比，抑制温漂能力强，其放大倍数为U01＝-R8/R6(1+2R3/RW1)·U1d其中U01为A3的输出，U1d为植物电流电极2两电极上的输出电压差，通过调节Rw1可以改变放大倍数，也可用INA102集成仪表放大器。电导率信号放大电路15是由R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、IC4构成，其中1C4可用INA102集成仪表放大器。其放大倍数为U02＝-R16/R14×U1d其中U02为A4的输出，U1d为植物电导率电极3两端的电压差，改变R16和R14的值可改变它的放大倍数，但应保证R13＝R14、R15＝R16电流阈值设置电路16和电导率阈值设置电路17分别由R9、RW2和R17、RW3构成，它们可用RW2、RW3分别调节(外壳上旋钮5、6)来设置电流正常阈值和电导率正常阈值，显示值选择键4为四选一的琴键开关，也可用波段开关等其它开关实现，可从14、15、16、17四个输出中任选一路输入至显示电路18，显示电路18可采用3位成品数字电压表，也可由分立元件和A/D转换器来构成，亦可直接用指针式电压表头作为显示器。电流阈值比较电器19由IC5构成，IC5是电压比较器，如LM311，LM339等均可，IC5将14的输出与16的输出进行比较，当被测电流信号等效放大电压值小于电流阈值设定值时，IC5输出一个高电平作为报警信号至报警电路21，否则IC5输出一个低电平，不产生报警信号。同理电导率阈值比较电路20由IC6构成，IC6也是电压比较器如LM311，LM339等均可，当被测电导率信号等效放大电压值大于电导率阈值设定值时，IC6输出一个高电平作为报警信号，至报警电路21，否则IC6输出一个低电平，不产生报警信号。报警电路21由IC7和1C8、R18构成，IC7为2输入或门，其功能是做为报警逻辑判断，当两路报警信号中有一路为高电平时，IC7输出为高电平，且作为驱动信号送至IC8输入端，1C8为达林顿陈列驱动器MC1413，可提高驱动电流，当IC7输出为高电平时，IC8为低电平，使报警指示灯8LED发光二极管正向导通，为不使电流过大加一个限流电阻R18限流。同时报警蜂鸣器9中也流过足够电流，发出报警蜂鸣声。
电源电路13是由变压器B、全桥式整流块ZL、IC9、IC10、C1、C2、C3、C4、C5、C6组成。变压器将AC220V变换成低压交流电压，经ZL作全波整流后，分别经IC9和IC10稳压成为±5V直流电压，其中IC9为7805，输出为+5V，IC9为7905，输出为-5V，以供给单元电路作为工作电压。
以上各种单元电路都可由电子元件组成不同的电路形式而实现所要求的功能，其变化的形式很多，就不一一罗列了。
图2中，各电路元器件的名称和参数如下R1＝R2＝220KΩ，R3＝R4＝100KΩ，RW1＝20KΩ，IC1、IC2、IC3为OP07或μA741等R5＝R6＝5·1KΩ，R7＝R8＝510KΩ，R9＝R17＝10KΩ，RW2＝RW3＝10KΩ，R10＝R11＝R12＝820KΩ，R13＝R14＝10KΩ，R15＝R16＝470KΩ；
电导率电极DJS-I型，IC5、IC6LM339；31/2位数字电压表头VP8135·2V IC774LS32；IC8LM1413发光二极管LED，Φ6红光电压蜂呜器3～5V直流驱动式IC97805 IC107905变压器B双5V·1A整流桥ZLIN4001×4 C1＝C4＝0.01μF C2＝C5＝200μF/16VC3＝C6＝100μF/16V植物电流电极制作取银丝长约2cm，软质玻璃管3～4cm长，内径φ2mm左右，在火焰上将银丝封入玻璃管中，约露出1cm长，银丝另一端用导线引出玻璃管，将制好的两个银电极并联起来，做为阳极，一片银片作为阴极，接到1.5V电池上，以0.9％NaCl溶液作电解液，在银电极上镀一层氯化银AgCl，这时呈灰色，用蒸馏水洗净，即可成为植物电流使用。
权利要求1.一种植物受害报警器，其特征在于机壳上(1)设有植物电流电极(2)、电导率电极(3)、显示值选择键(4)、电流阈值设置旋钮(5)、电导率阈值设置旋钮(6)、显示器(7)、报警指示灯(8)、报警蜂鸣器(9)、电源开关(10)和电源插头(11)，机壳(1)内安装有印刷电路板(12)，电路板上有电源电路(13)、电流信号放大电路(14)，电导率信号放大电路(15)，电流阈值设置电路(16)、电导率阈值设置电路(17)，显示电路(18)，电流阈值比较电路(19)、电导率阈值比较电路(20)和报警电路(21)。
2.按照权利要求1所述的植物受害报警器，其特征在于植物电流电极(2)的一端有2支Ag-AgCI电极，使用时一支插入植物根部土壤中，另一支插入植物茎节处；另一端通过机壳上的插头插座与机壳内电路板上的电流信号放大电路(14)相连。电导率电极(3)的一端是型号为DJS-1型电极，使用时电极插入植物根部溶液中，另一端通过机壳上插头插座与机壳内电路板上的电导率信号放大电路(15)相连。显示值选择键(4)分别与机壳内电路板上的电流信号放大电路(14)，电导率信号放大电路(15)、电流阈值设置电路(16)、电导率阈值设置电路(17)相连。它的输出端与电路板上显示电路的输入相连，电流阈值设置旋钮(5)与机壳内电路板上的电流阈值设置电路(16)相连，电导率阈值设置旋钮(6)与机壳内电路板上的电导率阈值设置电路(17)相连，显示器(7)为四位数码显示管构成，它与机壳内电路板上的显示电路(18)相连；报警指示灯(8)为红色发光二极管，它与机壳内电路板上的报警电路(21)的输出相连，报警蜂鸣器(9)为陶瓷蜂鸣器与机壳内电路板上的报警电路(21)的输出相连，电源插头(11)为三芯AC250V.10A规格插头，经电源线一端与电路板上有电源电路(13)相连。
3.按照权利要求1所述的植物受害报警器，其特征在于机壳(1)内电路板(12)的电源电路(13)有+5V直流稳压输出分别供给(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)和(21)等单元电路作为工作电压，电流信号放大电路(2)的输出分别接至显示值选择键(4)和电流阈值比较电路(19)，电导率信号放大电路(15)的输出分别接至显示值选择键(4)和电导率阈值比较电路(20)，电流阈值设置电路(16)的输出分别接至显示值选择键(4)和电流阈值比较电路(19)；电导率阈值设置电路(17)的输出分别接至显示值选择键(4)和电导率阈值比较电路(20)；电流阈值比较电路(19)的输出与报警电路(21)相连；电导率阈值比较电路(20)的输出与报警电路(21)相连。
专利摘要植物受害报警器涉及电子报警技术，包括植物电流电极、电导率电极等,它能够通过植物电极和电路对植物电流和电导率进行检测、放大，并与设定的植物正常阈值比较，利用植物受害时，其电流值和电导率值均与正常值有差异，电路能自动、连续、快速准确无误地报警。本实用新型在于它是以植物受害后植物体内的物理和化学应答变化为基础，可瞬时转换为电信号并用声光等信号表达出来，同时无机械取样等损伤植物体的过程。具有体积小，重量轻，使用方便，受害情况可以进行量化监测，报警准确，可远距离传送报警信号，甚至接入电脑等特点。可广泛应用于科研，教学，农业，林业，园艺，家庭及环保监测等部门。
文档编号A01G13/00GK2556919SQ022788
公开日2003年6月25日 申请日期2002年8月19日 优先权日2002年8月19日
发明者黄睿, 余为 申请人:黄睿, 余为