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二氧化碳測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)控制二氧化碳濃度

來源： http://www.petseason.cn/ 　類別：技術(shù)文章　更新時(shí)間：2014-08-19　閱讀次

　　溫室大棚封閉的環(huán)境會(huì)造成大棚內(nèi)二氧化碳濃度不足，影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。為了能夠根據(jù)作物的生長(zhǎng)需求利用現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)二氧化碳濃度進(jìn)行測(cè)量和控制，以此將二氧化碳濃度控制在最佳的狀態(tài)，保證作物的生長(zhǎng)發(fā)育。
　　
　　二氧化碳測(cè)量?jī)x單片機(jī)通過溫度傳感器、二氧化碳濃度測(cè)量器和光照度傳感器檢測(cè)大棚內(nèi)的溫度、二氧化碳濃度和日照強(qiáng)度的信息,再根據(jù)植物的品種和日期的判別,計(jì)算出植物需要二氧化碳的濃度,對(duì)大棚內(nèi)的二氧化碳濃度進(jìn)行控制。在本控制中有溫度和二氧化碳濃度二個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)用于二氧化碳濃度的測(cè)量,單片機(jī)輸出脈寬可調(diào)的脈沖信號(hào)過零觸發(fā)雙向晶閘管,提供0~220V的交流電進(jìn)行溫度的控制,使溫度穩(wěn)定在25?1e的范圍內(nèi),保證二氧化碳濃度測(cè)量的正確性。
　　
　　二氧化碳測(cè)量?jī)x基于用戶通過面板輸入的作物種類、作物的播種日期等信息。單片機(jī)根據(jù)作物的品種和該作物的生長(zhǎng)期、現(xiàn)在的季節(jié)、大棚內(nèi)的溫度、光照度等,計(jì)算出二氧化碳濃度控制的方案;通過稀硫酸加料器和碳酸氫銨加料器加入兩種成比例的液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,在鼓風(fēng)機(jī)的作用下把二氧化碳?xì)怏w擴(kuò)散到大棚中。當(dāng)二氧化碳的濃度達(dá)到規(guī)定值時(shí),停止反應(yīng),并控制電磁閥放掉反應(yīng)的剩余物質(zhì),為下一次反應(yīng)作準(zhǔn)備。
　　
　　通常在一定光照和溫度條件下,作物的光合速率隨著二氧化碳的濃度增加而增加,當(dāng)二氧化碳的濃度增加到一定的時(shí)候,作物的光合速率不再增加,此時(shí)的二氧化碳濃度稱為光合速率的二氧化碳飽和點(diǎn)。反之,當(dāng)二氧化碳的濃度減少到一定的時(shí)候,作物的光合速率為0,作物光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)與它的呼吸而消耗的物質(zhì)相等,此時(shí)的二氧化碳濃度稱為光合作用的補(bǔ)償點(diǎn)。不同作物的光合作用性能不同,一般果菜類蔬菜的二氧化碳飽和點(diǎn)在1.0~2.0mL/L,葉菜類蔬菜的二氧化碳飽和點(diǎn)在0.6~1.0mL/L,它們的補(bǔ)償點(diǎn)為0.1mL/L左右。另外,同種作物在不同的生長(zhǎng)期的二氧化碳的濃度也有不同的需要;不同的季節(jié)和溫度作物的光合作用也不同。因此,在二氧化碳濃度的控制軟件中,存儲(chǔ)了多種作物在不同溫度、季節(jié)和生長(zhǎng)期對(duì)二氧化碳濃度需求的數(shù)據(jù)�？刂栖浖鶕�(jù)這些數(shù)據(jù)和對(duì)溫室環(huán)境狀態(tài)的檢測(cè),計(jì)算出溫室當(dāng)前需要的二氧化碳濃度,把它作為控制系統(tǒng)的設(shè)定值,當(dāng)前溫室內(nèi)的二氧化碳濃度作為反饋值。
　　
　　二氧化碳測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)根據(jù)這兩個(gè)值的差值計(jì)算出稀硫酸和碳酸氫銨的加入量來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),達(dá)到控制的目的。由于溫室大棚的容積都在200~500m3左右,而且溫室內(nèi)的二氧化碳濃度的變化需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到平衡,所以,在一次加液化學(xué)反應(yīng)以后,需要等待一段時(shí)間后再進(jìn)行測(cè)量和控制。等待的時(shí)間與溫室的容積有關(guān),用戶在使用時(shí),可以通過操作面板輸入溫室的容積,單片機(jī)將依據(jù)溫室的容積的大小決定等待的時(shí)間的多少。溫室大棚的二氧化碳濃度的自動(dòng)控制不同于一般的單回路PID自動(dòng)控制,而是以邏輯判別為主的智能控制。
　　
　　二氧化碳測(cè)量?jī)x是一款價(jià)格比較低而且適合我國(guó)農(nóng)村需求的設(shè)備，對(duì)于大棚內(nèi)的二氧化碳濃度的監(jiān)測(cè)，對(duì)作物的生長(zhǎng)與發(fā)育有著不可忽視的作用。我國(guó)地域廣闊,氣候條件差異大,同樣的控制軟件并不具有通用性,因此,需要通過大量的應(yīng)用和改進(jìn),才能更加完善、實(shí)用。

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