人工氣候箱光照和CO2調(diào)控
人工氣候箱光照和CO2調(diào)控
人工氣候箱是根據(jù)人工干旱環(huán)境氣候室的研制目標(biāo)，選定植物生長發(fā)育所需的光照、溫度、濕度和CO2濃度4個主要氣候因子為模擬和控制的主要對象，并以科學(xué)研究為用途。人工氣候箱為我們提供了模擬的自然環(huán)境，讓植物培養(yǎng)可以脫離自然界在密封的環(huán)境中進行。托普儀器生長的人工氣候箱，可以同時控制光照度、溫度、濕度以及二氧化碳、白天黑夜時間，因此也被叫做智能人工氣候箱。
人工氣候箱光源的設(shè)計的2個原則：一是光源的光譜類同于太陽光的光譜；二是光源的光照強度大于所栽培植物生長發(fā)育所需的光飽和點。研究表明：植物進行光合作用所需的譜線并不包括所有的太陽光譜線，其所需譜線主要分布在400~500nm紫光區(qū)和600~700nm的紅光區(qū)，其他譜線對植物的光合作用貢獻不大。綜合比較國內(nèi)外各種植物型人工光源的光譜曲線，選定了荷蘭飛利浦農(nóng)藝鈉燈和金鹵燈，利用鈉燈和金鹵燈組合得到的光譜性能很好的滿足了植物光合作用對光照的要求，其光譜各波段的組成如圖4所示。假設(shè)最大光譜強度為1，其它波段的光譜強度為占最大光譜強度的相對比例。為了提供不同光照強度的光環(huán)境，將所有鈉燈和金鹵燈光源分為高、中、低3檔，并進行組合交替排列，從而提供植物生長發(fā)育均衡的光照環(huán)境。
CO2的調(diào)控。CO2的調(diào)控準(zhǔn)確的說應(yīng)該是CO2的補償控制，因為在氣候室的技術(shù)指標(biāo)中，CO2的變化范圍是大氣本底至1200mg/kg。CO2的含量可以二氧化碳檢測儀測定。通過CO2調(diào)控系統(tǒng)采用韓國KCD公司生產(chǎn)的紅外線CO2傳感器測量氣候室內(nèi)的CO2濃度。CO2氣源采用液態(tài)鋼瓶存儲，經(jīng)過減壓后的CO2氣體通過專用管道到達氣候室，并在此管道安裝CO2氣體噴嘴和控制電磁閥。其控制過程為：紅外線CO2傳感器測量氣候室內(nèi)的CO2濃度，由計算機與實驗設(shè)定的CO2濃度比較，通過PID及模糊控制算法，精確控制氣候室CO2的濃度。如果氣候室內(nèi)的CO2濃度高于大氣本底值，并且需要降低時，通過新風(fēng)換氣系統(tǒng)或植物生長吸收降低。
