《物理原理在现代农业发展中的应用研究》11000字（论文）

物理原理在现代农业发展中的应用研究摘要物理农业是一种新型的利用光、电、热、磁、声、核等物理条件来操控动植物的生长发育，对传统农业中的自然环境进行改良的，减少对化学肥料的依赖，获得优质农作物的新兴农业。大力推广物理农业技术，可以在一定程度上改善长期以来因为农药化肥造成的环境污染现象，增加农作物的产量，提高农作物品质。本文介绍了物理农业技术中的温室静电场技术，温室LED补光技术还有声波助长技术。并提出了温室空间电场促生系统的设计思路。研究结果表明，该项先进技术对于农作物的生长与发育效果十分显著，因此其具备重要的理论意义以及现实意义。关键词：物理农业；空间电场；声波；温室补光；增产目录TOC\o"1-2"\h\u31278摘要 I4177第1章绪论 194561.1研究背景 1219191.2国内外研究现况及研究意义 215041.3本文的研究内容和方法 417503第2章现代物理农业技术 562862.1温室LED补光技术 5134802.2声波促生技术的应用 7326022.3高压静电场技术的应用 918293第3章空间电场促生系统的设计 1099853.1空间电场促生系统的技术原理 1039603.2空间电场促生系统的设计 12298693.4时控装置的设计 1334373.5高压发生器的设计 14157483.6本章总结 161005第4章总结与展望 1770624.1总结 1718244.2展望 17第1章绪论随着当今世界经济和社会人口的不断增长膨胀,农产品已经成为最值得重视的基础农业资源,世界上许多国家都正在加快推进农业发展的脚步,大力引进无公害、增产和可持续增收的新型物理农业科学技术。随着近年来我国大型城市的规模扩张,耕地总体面积的下降,国家先后设立了基本农田保护区和新型农业示范园,如何充分利用目前我国农村现有土地,最大程度上提高生产率,减少对化肥、农药的污染,这个问题正被全国农科技工作者和其他农业专家长期深入研究和探索。所谓的物理型农业,就是把电、磁、声、光、热、核等多种物理科学知识综合研发形成了相应的农业机械装置及其设施,应用于农产品批量生产的每一个环节中,利用特定的物理科学技术来辅助农作物的生产,从而可以大大减少化肥、农药等原料制剂的投入和使用,降低了农业的成本,与此同时,还可以实现农业产出的增产、增收、提升农产品的品质、提高植物对疾病的抵御能力以及缩短生命周期的方法等一系列好处,并且可以最大限度地改善生态环境。1.1研究背景在展开具体的研究工作之前，有必要对本文的相关选题背景进行详尽阐述。

阅读大量的相关文献之后可以得知，就农业技术而言，存在着化学农业以及物理农业两类不同的研究领域。进一步研究之后则可以发现，两者之间存在着较为明显的差异。具体而言，则主要体现在以下方面：第一，就字面意义来理解，前者主要是借助化肥以及农药等化学性质的产品对植物进行相应的改进工作；第二，相对于化学农业，后者的价值在于借助物理性质的技术改进农作物的产量以及其它性能。【1】结合现实实际可以发现，两者均在农业领域发挥着各自的优势，对于农业生产做出了巨大贡献。但是将两者进行比较之后则可以发现，物理农业对于环境个更加友好。换句话说，其可以减少对化肥或者农药等现代化学品的使用。它彻底改变了我们依靠化肥农药等化学投入品为主要原料来实现保障农业稳产高产的传统现代农业生产模式,更多地采用了声光、机械、电子等现代化的物理手段,和现代农业生产有机融合,达到了农产品的优质高产生产及促进农业经济可持续发展的目标。而且在它相对于我国传统的生物化学加工农业生产科技,物理化工后的农业生产科技不仅具有有效节省土地资源,提高了当地农产品的营养质量,保护了当地生态环境,促进了我国农业科技生产的健康可持续发展等明显技术优势。物理现代农业农机科学推广技术的应用推广和发展应用摘要物理现代农业推广是我国建设和加快发展一个资源节约型、环境友好型的绿色现代农业,促进发展我国现代农业集体经济社会可持续发展的一种重要途径;也是在加快转变发展传统我国农业集体生产经营模式,提升发展我国企业农机化科学技术和农业保障管理服务应用能力,拓宽发展我国企业农机化保障服务应用领域的新发展思路。1.2研究意义及文献综述将我国相关领域的研究成果与国外的研究成果进行对比之后可以得出以下结论：即相较于西方发达国家，我国关于现代物理农业的相关研究起步较晚，研究成果也相对单薄。查阅相关资料可以得知，就现代物理技术而言，我国的研究人员首先在磁性微生物学的相关领域取得了一定突破。经过数十年左右的发展之后，研究人员又在其分支领域研制出了其它类型的先进技术。值得一提的是，在这之后，我国的研究人员不满足于既有的研究成果，转而投身于对于电场相关研究。在这种情形之下，相关的电场技术在农业领域得到了广泛应用[1]。结合我国农产品的发展现状可以得知，就其在国际贸易中的出口数量而言，其远远超过了其它水平的发展中国家。但是与此同时我们也需要注意到，目前西方发达国家制定了较为苛刻的进口产品检测标准。在此背景下，化学农业逐渐失去了其竞争优势，新兴的物理农业迎来了全新的发展机遇。而对于国内外的相关研究成果进行梳理之后，从其具体的功能出发，则能够将其分成以下类型：第一种作用于农作物的产量，也就是说，这种类型的技术在推动农作物发育方面具有显著效果；第二种主要作用于病虫害等，目的在于减少农作物因为病虫害等产生的损失；第三种则是作用于农作物的生长环境，目的在于实现农业的可持续发展[3]。结合具体的反馈情况可以发现，二十一世纪伊始，基于电场的的相关农业技术就已经杜绝了对于农作物危害较大的气传病害以及虫害问题。除此之外，我们经过阅读相关文献之后还可以得知，基于电场的农业技术同时还可以改变种植土壤的酸碱性质【4-6】，以改善不良的种植环境。此外，需要注意的一点是，就我国目前的发展现状来看，相关技术在食用菌治疗领域的应用最为广泛，目前已经形成了初步的技术体系。具体而言，以臭氧处理技术为代表的一系列病虫害预防技术已经基本实现的普及与应用。而值得一提的是，这些先进技术的应用大幅度提升了食用菌的产量以及生产效率[7]。需要补充的是，除了作用于种植业，此类先进技术还在畜牧业领域实现了大规模的普及。值得一提的是，这部分先进技术应用到畜牧业的生产以及经营过程中之后，取得了显著的改进效果，具体而言，则是在牲畜疫病、环境污染等方面有所改进。但是在看到技术进步性的同时，我们也需要注意到其目前阶段存在的部分问题与不足。举例来说，相关的粪便处理技术尚未发展完善，因此在应用过程当中对于人体健康以及环境洁净程度仍然存在一定的威胁性。值得庆贺的是，最近一段时间出现另一种新型粪便处理技术，其在解决环境污染的同时，在此过程中产生的二氧化碳有利于为农作物提供生长发育所需的物质【8-10】。结合前文所述我们可以得知，在出口环境以及各项因素的影响之下，提升食品安全成为了新的发展重点。未来的一段时间之内物理农业也会朝着这个方向不断前进，以期实现新的突破【11】。结合所学知识以及掌握的资料可以得知，最近一段时间内研究人员在物理农业领域研制出了部分具有突破性的技术装备。在不断的发展以及完善之后，其已经进入了大规模的商用阶段。举例来说的话，关于如何有效进行杀菌的问题，我国的一家企业自主探究研制开发出了一种新型臭氧消毒灭菌静电杀虫机,它不仅可以有效地充分利用这种新型臭氧杀菌来对于整个温室内的各种空气中有污染物细菌进行有效灭菌清除处理。除了上述技术之外，我国大大小小的相关企业均取得了一定的研究成果，在此仅列举以上几种。除此之外，需要补充的一点就是，当下科研单位与我国的各大高校就该领域展开了密切且深入的合作，并取得了丰硕的研究成果。值得一提的是，众多具有实践意义的物理农业基础不仅有效改善了农作物的产量以及质量，还推动我国的农业朝着现代化、安全化以及高质量化的方向发展【12-16】。前文中我们已经谈到，相较于我国，西方发达国家在该领域的研究时间较长，研究成果也相对丰富。结合具体的文献资料则可以发现，其学者关于相关领域的研究工作最早可以追溯到上个世纪中后期。具体而言的话，当时的美国以及苏联等国家的农业学家均发现了电磁场对于农作物生长发育的显著效果，并在此基础之上开发出了相应的物理农业技术。值得一提的是，前者发现了声波对于提升农作物产量以及质量重要作用，并将其运用到了具体的农业生产当中。值得一提的是，声波技术不仅可以作用于提升农作物的产量以及质量，其还可以帮助农民去除杂草。经过详尽的分析之后，则可以明晰其具体的作用机制：首先是借助声波使得潜在的杂草得到较快的生长与发育，接下来就已经可以简单地分辨出这些杂草【17】。结合大学期间掌握的相关知识可以得知，在整个的农业发展过程当中，畜牧业占了较为重要的地位。而进一步分析则可以发现，畜牧业对于牲畜生活环境的要求十分严格。在此背景之下，不断加强消毒与防疫方面的相关工作十分具有必要性。而值得一提的是，美国、日本以及世界上的其它发达国家都在相关的技术领域进行的深入的研究工作，并且取得了丰硕的研究成果。举例来说，二十一世纪的初期，美国物理农业的相关研究人员已经发明了初步的供电净化技术，在不断完善之后，其进入了大规模的商用化阶段。与此同时，邻国日本也在相关领域取得了一定的技术突破。而欧洲国家作为畜牧产品的消费大国，也在这一期间进行了相关领域的研究工作，并在此基础上进行了大量的实验。最后也是最重要的一点就是，以上国家均借助先进的供热电场技术实现了对于疫情的有效控制，提升了牲畜的存活率【18-19】。最后需要补充的一点就是，物理农业技术的发展涉及到各项先进的物理技术，举例来说，纳米技术的功效同样在该领域得到了最大发挥。其原理如下所示：即满足一定的光照条件时，其就会产生电子晶体，而这些活性电子通常甚至可以与处于空气环境中的各种水分子进行化学反应,产生大量的活性化学物质,如氧气活性氧、氢氧自由基等,最后一种活性氧的物质则主要具有纳米氧化剂对细菌、固化剂和病毒等的氧化作用【20-21】。1.3本文的研究内容和方法本文将通过比较方法和分析方法并结合调查进行研究，主要对以下几个方面进行研究。1．温室LED补光技术2．声波促生技术3.

空间电场促生技术第2章现代物理农业技术2.1温室LED补光技术2.1.1LED灯的工作原理在进行具体的研究工作之前，对本文中涉及到的基础性概念以及基础性原理进行详尽阐述十分具有必要性。通常情况下我们所说的LED，可以从以下几个方面进行理解：第一，就其本质而言，其属于各式电源中的一种；第二，就其形态而言，其属于固态型的半导体部件；第三，就其特质而言，其功能体现为把电能变成光能。此外，分析LED的组成结构则可以发现，其发挥作用的关键在于半导体晶片。只有在电流、导线以及该晶片的作用之下，LED才能够达成最终的发光效果。最后也是最重要的一点则是。其具体的伏安特性曲线主要有三种不同的具体类型[22]。图2.1LED的伏安曲线（1）正向特征区当在一个LED管的两端添加正向的稳流电压,led就直接产生正向的稳压电流。但是,当内部led电路两端的输入电压较低时,由于外部的电场比内部电场对载流子做扩散运动力小，这时,led会表现出高阻性,通过LED内部的电流较小。当led附加在两端的直流电压不断增加并超出一定的电压值时，LED的阻会变小，电流会快速增长。（2）反向特性区当反向电压外加于LED的两端的时候，少数的自由电子仍存在于P型半导体中，而且N型半导体中也依然存在着少数的空穴，当有反向电压作用的情况下，这些少数载流子就能够很容易的通过PN结，产生反向电流。产生的反向电流有有以下两个特点：第一个特点是它随温度的升高能够较快的增长；另外一个特点是只要是外加的反向电压是在一定的电压范围之内的，反向电流基本保持不变，不随着外加反向电压的增加而增大，因此这种在一定电压范围内保持不变的反向电流一般称为反向饱和电流。衡量LED的一个重要的参考指标是：反向饱和电流。LED的反向电流越小，LED单向导电的性能就越好[23]。(3)反向击穿区当LED的反向电压增加到某一个特定的数值之后，反向电流急剧增大，出现反向击穿的现象，这个电压VB叫反向击穿电压。由于不同的LED所使用的材料不同，反向击穿的电压值也不同。2.1.2LED补光灯的工作原理在弱光条件下,利用先进的光照调控技术来培育新鲜蔬菜健康壮苗虽然这是一种经济、环保有效且简单易行的培养方法,但不同的光周期、太阳光照强度以及各种光质因素对于蔬菜健康幼苗培养过程中的影响均可能会出现不同程度的变化。发光二极管led(以下简称led)光源的应用与发展扩大了设施内光环境科学研究的范围,较之于传统的光源具有明显的光谱纯、能耗低、使用寿命短的特点,同时更加能够准确地进行相对应的补光工作。绝大多数植物的光谱敏感区处于300nm至850nm之间。需要注意的是，400至700nm则属于野生植物的最大光谱变化灵敏度敏感区。借助对于不同色素的光合吸附折射光谱及其在各种光合作用下的相互影响及其光谱效果进行分析比较,我们确实可以明显发现红光和蓝光对于同类植物来说是最好且有效率的两种折射光。在阅读大量的相关文献之后可以发现，国外的知名学者Johkan等人［24］在该领域展开了大量深入且细致的研究工作。具体而言，其一行人研究的主要是不同光源下，红叶生菜在生长发育过程中所发生的变化。而最终的研究成果证明了其最初的猜测，即不同光线下红叶生菜的生长速度不同，最后的产量也存在着较为明显的差异。而对比不同光照产生的不同影响则可以发现，蓝光条件之下其生长发育处于最佳状态。除了上述学者之外，国外另一名相关领域的学者Khoshimkhujaev［25］同样进行了相关的研究工作，并取得了一定的研究成果。具体而言的话，其探究的主要是红光、紫外线A作用下，番茄幼苗与正常生长条件下相比将会发生变化。结果表明两种光源对其生长与发育均存在不同程度的促进作用。值得一提的是，学者Hanyu［26］对以上结果的作用原理展开了探究。经过大量深入的研究之后，其提出蓝光条件作用下的植株将会发生多酚增加的情形。除此之外，我国物理农业领域的知名学者蒲高斌［27］还提出了以下具有创新性的观点：即补充光照在促进植物幼苗生长发育的同时，还可以在培育壮苗方面发挥一定的功效。最后同时最重要的一点则是，我国农业领域的另一位学者崔瑾等［28］就不同条件的弱光对于各种类型的农作物植株的影响展开了大量的研究工作，同样得出了以上结论。图2.2悬吊式LED灯2.2声波促生技术的应用2.2.1声波促生技术原理依据不同植物在声学上的独特性,用设定好频率的频率发生器对不同植物内部进行共振处理,使声频发生器的各种声波频率与不同植物自身本身生理系统频率相一致,从而产生共振,以期达到提高作物活细胞内电子流的运动速率，促进不同营养成分的吸收、运输和合成转化的现象称为声频促生现象[28]。这种与各类植物固有的超声系统发射波频相一致的功率能够有效增强植物的生理光合作用和植物吸收能力,加快了植物的植体根茎和植物树枝，树叶等植物营养代谢器官的生物代谢过程,加速了植物果实或其他营养体在新陈代谢过程中的正常生长发育,也大大加快了植物酶的生化合成效率,也加速了植物蛋白质、糖等各类天然有机物的正常新陈代谢率和合成。保持细胞内比较高的氧化水平，对许多病菌分泌的毒素也有破坏作用，提供能量和其他中间产物，有助于作物形成某些隔离地区(如木栓隔离层)，阻止病害的扩大;可使敏感病害因对声波趋利避害的生物特性，不能生育后代或者主动避开，达到驱逐敏感害虫的作用【29】。2.2.2国内声波助长仪器设备2.2.2.1SZ-C声波助长仪声波助长仪对四周植物从内部发射输出一个具有特定振动频率的谐振波,当其和与特定的共振频率相同的时候，在此基础之上就会产生特定的细胞共振。而这种细胞共振的主要作用为促进植物的生长与发育，提高作物生产率、提升营养品质、增进抗病性能、驱赶敏感的害虫、提前开花结实、缩短贮存期限和延长粮食储运期。图2.3SZ-C声波助长仪2.2.2.2农益QGWA-01/02/03系列植物声频控制器声波助长仪充分考虑了所有种植的环境、农作物品种、病虫害类型、应用区域范围和用电要求等因素,该系统具备下述的特点和功用。①发生装置可以和主机一起工作或拆分到不同地方,以适于温室、农田等种植环境。②主机与发声器可隔绝,通过定时自启动控制器,便于操作人员管理。③主工作方式为遥控，向外输出电信号。④为满足绝大多数供电情况，电源输入可直接输入220V和380V变电压到220V。⑤可以设置多基调多频率信号,这样可以针对多种植物来达到增强发育的作用，也能更好的祛除虫害。⑥作为声波助长仪，其本身就是按照专业音响来设计，因此具有输出强劲声波信号的能力，更可外接CD，USB。⑦系统配有播话电路和外部连接插口,可以进行无线广播。图2.4QGWA-01/02/032.3高压静电场技术的应用2.3.1空间电场作用原理自然界中存在着大气电场,也就是由正电荷组成的电离层和携带大量负电荷的地球，这也是继各种植物在自然环境中所需要的光、水、肥这一个三要素之后又被现代人们发现定义的一个全新要素。目前,与空间电场原理相关的基础设施对于温室内各种植物雾气的有效消除与合理控制，也就是控制湿度。对温室与耕田中各种植物在不同气候中传染性和病害性的预防、长时间阴雨天造成的弱光和低温可能引起的各种危害植物机体生理功能的预防、对植物生生长速度的提高等多个方面已经成功取得了很好的实际效果。2.3.2空间电场促生系统结合所学知识以及相关的参考文献可以得知，高压静电场技术如今已经成为了一种新的发展潮流。而其之所以在如今的农业领域饱守欢迎，与其强大的功效分不开。作为一项同时具备技术先进性以及环境友好兴的新兴技术，其具备无穷的发展潜力，并将会在现代农业中得到越来越普遍的应用。需要注意的是，结合大量的参考文献我们可以得出以下研究结论：即地球属于一个大气电场。在漫长的演化进程当中，各种类型的动物以及植物，甚至包括人类在内，均已经适应了这种情况，并且具备了相关的生存特点。除此之外，结合所学知识我们还可以得知，如果没有了电荷运动的帮助，那么地球上的所有植物都无法实现正常的生长与发育。所以在这种情形之下，一旦其生长环境中的电场出现改变，那么其自身必然也会产生与之相对应的变化。图2.5温室电除雾防病促生机空间电场促生系统的设计3.1空间电场促生系统的技术原理本文所研究的空间场是根据高压静电放电原理形成的。因此有正极，负极两部分。其中正极与高压静电装置相接，负极则和接地的钢管相接。在此基础之上，相应的植株便在其中的空间电场中生长。电极线放电,空气中会有一定强度E电离空气,。值得一提的是，一旦出现上述情形，那么氮氧化物就将产生与之相对应的氧化反应。在此基础之上，有利于植株生长与发育的氮肥便会出现。需要注意的是，这种类型的氮肥还十分容易吸收。此外需要补充的一点则是，上述情形中的部分细微杂质会在相应的作用机制之下发生特有的定向运动,这就是空间电场除湿除尘作用。图2.7工作原理示意图3.1.1空间电场前文中我们已经提到，在展开具体的研究之前，有必要对本文中涉及到的相关概念进行对应的阐述工作。此部分也不例外。结合此前学过的物理知识我们可以得知，通常情况下，反应电场分布的相关曲线在学术上一般被定义为电力线。需要补充的一点则是，其越密集的程度越高，此处的电场强度也就越高。图2.9两个异号电荷的电场电力线分布图我们将地面、植物看作负极，与高压静电发生器连接的绝缘子看作正极，在两者之间产生的电力线分布图如图图2.10空间电场正负极之间的电场电力线分布图3.1.2空气电离灭菌结合之前学过的物理知识以及参考文献我们可以得知：地球上的大气层构成成分复杂多样。具体而言的话，则包括了氮气、氧气以及二氧化碳等常见气体以及不常见的气体。在我们的认知当中，一般而言气体分子将会以中性的状态出现。但是与此同时也需要明确一点：那就是如果出现强电场以及其它类型的特殊条件的时候，就会产生与正常情况相比特殊的空气电离现象。而查阅相关的参考文献可以得知，这部分电子被学界定义为自由电子。除此之外我们还可以得出以下结论：即日光温室内安装空间电场促生系统产生的影响，与封闭温室内安装高压静电场相比，并没有太大的差异。需要注意的一点是，当电源被接通之后，在电场的特定作用机制之下，这部分系统将会产生一定的氧化性物质。而大量的实验表明，这部分物质的主要作用在于诱发微生物细胞失去活性，进入相应的死亡状态。而这也就在一定程度上解释了为什么空间电场可以有效地消灭对植物生长危害较大的气传病害。在电离过程中，有如下化学反应:2H2O=2H2↑+2O2↑(放电)（2-1）N2+O2=2NO↑(2-2)2NO+O2=2NO2↑(2-3)3NO2+H2O=2HNO3+NO↑(2-4)3.2空间电场促生系统的设计我国现在正处于由传统农业到生态农业，绿色农业过渡阶段，人们的目的不仅是从传统农业中的对化学肥料，农药等的依赖中摆脱出来，更要获得更优质，更健康的农作物。如今，许多物理农业技术已经在农业生产中得到广泛应用，我国也在大力推广应用包括空间电场技术在内的多种生态发展技术。而空间电场促生技术术在大规模地投入到农业生产过程中之后，便可以替代化肥与农药是功效也就是说，该项技术地出现在促进农作物生长发育地同时，还对其生长环境比较友好，不会造成较严重的环境污染。在此基础之上，食品安全将会得到一定程度的改进。接下来笔者将会展开整体思路，高压电源的设计以及时控开关的设计介绍。3.3系统组成空间电场促生技术是利用高电压、低电流状态下直流空间电场下产生的阴极聚水和静电放电原理控制温室内湿度，祛除植物附近病原微生物，调控植物钙离子等来达到促进植物生长的目的。空间电场促生系统由直流高压发生器，变压器，时控装置，空气开关，绝缘子，电极线等组成。此系统由正常220V电压做为电源，在时控装置的控制下按照工作-休息-工作的循换方式去工作。具体的工作流程如下图所示：图3.1空间电场促生系统结构3.4时控装置的设计可编程控制器是一种将先进的微机技术和继电器常规控制设计概念结合而成的产物.它是在顺序控制器,徽处理机控制器和微机控制器等技术的基础上进步发展而成的新型控制器,可编程控制器系统正彻底改变了我国现代工业的形式和面貌,对于传统行业的生态化和技术革命性改造,发展新型工业具有重要的实践性和指导作用。空间电场促生系统采用间歇工作模式，因此时控装置是必不可少的一部分。间歇性工作的方式是,电场先工作15min,停止运行15min,然后重新工作15min,停止运行15min,如此周而复始。控制器的集成电路结构如图3.2所示,OA间输出电压范围为220v,AB间为380V。开关在与k-2接通时,时间继电器开关KT-2线圈通过KM常断闭触点自动开始工作,当时间继电器到达开关设定的延迟时间,KT2-2常开触点自动闭合,KM常闭线圈自动得电开始工作,线圈KM的常闭触点自动断开,时间继电器开关失电,KT2-2触点自动断开,这时开关KM的两个常开触点闭合,KT1始工作,KM导通继续工作,直流家用高压电源装置继续自动工作。KT1达到所设定的延迟时间，KT1-1断开，KM无电流通过，设备停止工作。KM触点复位，KT2继电器恢复初始状态。通过以上循环，达到定时开关设备的目的。图3.2时控电路图3.5高压发生器的设计高压发生器又称直流或高压电源。具体而言的话，其可以从以下几个方面进行理解：首先，其属于最近才出现的新型供电模式；其次，其可以将输入的交流电通过一系列步骤之后转化为直流电；最后，其主要的功能在于稳流抑或是稳压。得益于自身清大的功能，高压发生器的应范围变得越来越广阔。需要注意的是，通常情况之下，如果想要得到所需要的高压，将会采取以下两种方法：第一种的话，即首先实现电压升压，在这个步骤完成之后，借助倍压整流完成目标；第二种的话，则是首先进行升压。在这个步骤完成之后，借助整流滤波的方法达成目标。值得一提的是，上个世纪的中后期，半导体、功率充电设备开始逐渐在社会上普及开来。在此背景之下，相应的开关电源行业迎来了巨大的发展机遇。经过几十年的发展历程之后，电工电子技术开始进入发展的黄金时期。而它的迅猛发展。在一定程度上对于高压电源的高频化发挥了有效的推动作用。在这之后，新的直流高压电源开始出现在市场当中。值得一提的是，相比于一般电源相比后，可以发现其具备不可比拟的强大优势。3.5.1设计思路在明确以上几点之后，则可以继续展开下一步的研究工作。可调式直流高压发生器的各个组成部分如下所示。设计思路如图4.8。图3.3直流高压电源设计思路首先将220V交流电压进行相应的转化工作，即借助一定的操作之后将其转化为24V输出，接下来的步骤则是借助变压器展开相关的升压操作，进而实现输出高压直流电压的目标。在完成上述步骤之后，便可以将输出电压控制在10～50KV。3.5.2整流滤波电路需要注意的是，借助桥式整流电路，便能够实现对于平滑直流电给后续的电路的供给。电路图如下。图3.4整流滤波电路3.5.3转换电路结合所学知识我们可以明确一点：即转换电路的地位至关重要，其在直流高压发生器中发挥着不可替代的强大作用。具体而言的话，其能够把直流电变为所需要的高频交流电。此外，结合具体的流程图我们便实现了对于其工作原理以及工作机制的掌握。具体而言的话，其工作流程可以细分为以下几个环节：第一，整流滤波电路把对应的平滑直流电压输送至四个MOS管的GS极之上；第二，位于C1上方的电压将会急剧增大；第三，Q2以及Q3均会处于打开的状态；第四，Q1以及Q4均没有相应的电压，截止;过了一段时间,Q1,Q4位置上电压VDS=0，电容C1下端的电压升高,Q2、Q3截止,Q1、Q4上有电压VGS,导通。四个MOS管反复进行这个导通截止过程。图3.5转换电路3.6本章总结本章通过查询资料，提出空间电场系统一套合理的组成结构，并在各个部分上对其进行了分析，完成了时控装置和高压静电发生器部分的设计。总结与展望4.1总结通过对国内外物理农业技术研究现状的分析，可以察觉到国内农业生产需求已经是日新月异，发展新兴农业方式已经刻不容缓。因此本文从新兴物理农业技术中选择了空间电场促生技术进行分析设计。空间促生系统主要由直流高压发生器，变压器，时控装置，空气开关，绝缘子，电极线等组成。文中主要对时控装置和直流高压发生器进行设计思路分析。4.2展望现代物理农业技术是不仅与物理学相关，更是与材料学，机电，农学等多种学科相关。因此应该加强多个学科之间相互学习，明确产品设计内在理论。才能为以后产业发展提供理论基础。在产品设计方面，国内发展水平较低。因此更需要国家相关部门出台扶持政策，在国内生成良好的创造生产发土壤，引导企业走正确的科技研发路线。在产业标准方面，设备编撰长期处于争议阶段，缺乏技术效果认知评价体系。应对物理农业技术进行统计规范，规定行业标准。在产品使用方面，绝大多数人对物理农业技术认知不够，对技术发展与产品测试有很大阻碍，应建立科技园区对技术进行介绍推广。参考文献[1]专家讲座：现代物理农业与化学农业的区别[J].中国农机新闻网,2014(1)[2]韩志,孙涛,物理农业技术的应用现状及发展趋势[J].农村实用技术，2009(6):29-30[3]邱祖强.现代物理农业发展与高等农业院校大学物理教育改革的研究[D].福建:福建农林大学,2015.[4]张玉坤,马俊贵,柴新君.现代物理农业技术在生态循环农业发展中的应用[J].农业工程,2014(06):31-38[5]邓洪庚,余文海,季保华,王川.浅析农作物病虫害绿色防控新技术都市近郊型现代农业中的推广应用前景[J]．农业科技通讯,2014(7):217-219[6]郑重.广州加快推广设施农业新技术发展现代都市型农业[J].现代农业装备,[7]张华.物理农业工程技术的应用[J].现代农业装备,2009(3):54-55[8]侯志宏.植物声频控制器的应用[J].农业技术与装备,2008(6):19[9]谭佐军,卢军,谢静等.中心化开放式大学物理实验教学管理系统的设计[J].大学物理实验,2013(5):118-121.[10]戴朝卿,周益民,王进.高等农林院校大学物理实验CAI教学模式的探索与实践[J].福州大学学报:自然科学版,2007(8):98-100.[11]张力.黒龙江省发展低碳农业的思考[J].环境科学与管理,2011:(10)[12]黄泉州.设施大棚蔬菜物理农业技术应用推广的建议[J].城市建设理论研究,2015(8):468-681[13]王华兰.基础物理(力学教学)中融入STS教育的研究[D].湖南科技大学，教育学课程与教学论，2007．[14]明莉.现代物理农业发展问题综述[J].农业技术与装备,2012,(16):50-53.[15]朱杰,郭连红,工国栋.物理农业与农业物理学及其在我国农业现代化中的作用[J],农业科学研究,2008.29.(2):64-68.[16]侯碧辉,陈春涛,马利之等.物理农业:改善生态环境的有效途径[D].环境保护,2004(9):49-51.[17]JiangLu,MingHu.AplicationofMATLABIinPh