旋转磁场对生物体影响的实验装置研制

【摘要】随着科学科技的发展,磁场和人类的关系越来越密切。为了更深入的了解磁场对生物体的影响和作用,探讨磁场与生物体之间的关系,磁场生物效应研究应运而生,成为一门新兴的边沿学科。国内外诸多科学工作者投入到磁场生物效应研究中,在医疗、农业等多个领域进行相关科学研究,并取得了一定的成绩。生活中,磁场主要有电磁场和地磁场两种,其中电磁场有恒定磁场(静磁场)、交变磁场、脉动磁场、脉冲磁场等几种形式。科学工作者对这几种形式的电磁场的生物效应都做了相应的研究。例如发现180mT静磁场对患有糖尿病大鼠的伤口愈合有一定的促进作用,提示静磁场具有治疗糖尿病伤口愈合的临床潜力；磁场处理可增强小麦种子的萌发能力,提高小麦幼苗的光合特性等。随着磁场在各个领域的应用与研究越来越多,就需要研制各种类型的磁场发生器来满足磁场生物效应研究的需求。例如用于磁场对细胞的生物效应研究的交流磁场发生器；用于较小环境下磁化处理的间隔式绕组旋转磁场产生装置等。本文设计了一种旋转磁场发生装置,用于研究旋转磁场对生物体的影响。主要用于研究旋转磁场对农作物种子和幼苗的影响。采用电生磁的原理,给对称三相绕组通以对称三相交流电产生旋转磁场。为满足后期研究需要,对三相交流电进行频率和幅值的控制,即可产生不同转速和不同强度的旋转磁场。装置分为信号源、功率放大、实验小室和电源四个部分。以C8051F005单片机为核心的信号源产生频率和幅值可调的正弦波信号,通过外部反向加法器的配合,实现三相正弦波信号的输出。三相正弦波信号经功率放大器放大后成为对称三相交流电。实验小室采用抽掉转子的三相异步电动机空腔和PVC薄膜纸制成。将对称三相交流电加载在实验小室上,便可得到旋转磁场。该装置交流电频率变化范围为20-2000Hz,实验小室供电电压峰峰值调节范围为0～64V,实验小室旋转磁场强度调节范围为0～37.5mT。后期将农作物种子或者幼苗置于实验小室中,便可用于不同转速和不同强度的旋转磁场对农作物种子或者幼苗的生物效应研究。经过长时间的运行测试,装置的软硬件配合良好。本文还在实验小室中选取了110个测试点,测出其几种组合下的磁场强度。同时对实验数据进行分析,得出实验小室中旋转磁场的强度变化规律,为后期实验提供数据参考依据。
【作者】张进龙；
【导师】蹇兴亮；
【作者基本信息】南京农业大学，农业工程，2013，硕士
【关键词】C8051F005；TDA7293；正弦波信号；旋转磁场；功率放大器；

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