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二氧化碳測量儀監測控制二氧化碳濃度

來源： http://www.zhouyanwai.cn/ 　類別：技術文章　更新時間：2014-08-19　閱讀次

　　溫室大棚封閉的環境會造成大棚內二氧化碳濃度不足，影響作物的生長發育。為了能夠根據作物的生長需求利用現代電子設備對二氧化碳濃度進行測量和控制，以此將二氧化碳濃度控制在最佳的狀態，保證作物的生長發育。
　　
　　二氧化碳測量儀單片機通過溫度傳感器、二氧化碳濃度測量器和光照度傳感器檢測大棚內的溫度、二氧化碳濃度和日照強度的信息,再根據植物的品種和日期的判別,計算出植物需要二氧化碳的濃度,對大棚內的二氧化碳濃度進行控制。在本控制中有溫度和二氧化碳濃度二個獨立的控制系統。溫度控制系統用于二氧化碳濃度的測量,單片機輸出脈寬可調的脈沖信號過零觸發雙向晶閘管,提供0~220V的交流電進行溫度的控制,使溫度穩定在25?1e的范圍內,保證二氧化碳濃度測量的正確性。
　　
　　二氧化碳測量儀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。單片機根據作物的品種和該作物的生長期、現在的季節、大棚內的溫度、光照度等,計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行化學反應產生二氧化碳氣體,在鼓風機的作用下把二氧化碳氣體擴散到大棚中。當二氧化碳的濃度達到規定值時,停止反應,并控制電磁閥放掉反應的剩余物質,為下一次反應作準備。
　　
　　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,當二氧化碳的濃度增加到一定的時候,作物的光合速率不再增加,此時的二氧化碳濃度稱為光合速率的二氧化碳飽和點。反之,當二氧化碳的濃度減少到一定的時候,作物的光合速率為0,作物光合作用產生的有機物質與它的呼吸而消耗的物質相等,此時的二氧化碳濃度稱為光合作用的補償點。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在1.0~2.0mL/L,葉菜類蔬菜的二氧化碳飽和點在0.6~1.0mL/L,它們的補償點為0.1mL/L左右。另外,同種作物在不同的生長期的二氧化碳的濃度也有不同的需要;不同的季節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,存儲了多種作物在不同溫度、季節和生長期對二氧化碳濃度需求的數據。控制軟件根據這些數據和對溫室環境狀態的檢測,計算出溫室當前需要的二氧化碳濃度,把它作為控制系統的設定值,當前溫室內的二氧化碳濃度作為反饋值。
　　
　　二氧化碳測量儀控制系統根據這兩個值的差值計算出稀硫酸和碳酸氫銨的加入量來進行化學反應,達到控制的目的。由于溫室大棚的容積都在200~500m3左右,而且溫室內的二氧化碳濃度的變化需要相當長的時間才能達到平衡,所以,在一次加液化學反應以后,需要等待一段時間后再進行測量和控制。等待的時間與溫室的容積有關,用戶在使用時,可以通過操作面板輸入溫室的容積,單片機將依據溫室的容積的大小決定等待的時間的多少。溫室大棚的二氧化碳濃度的自動控制不同于一般的單回路PID自動控制,而是以邏輯判別為主的智能控制。
　　
　　二氧化碳測量儀是一款價格比較低而且適合我國農村需求的設備，對于大棚內的二氧化碳濃度的監測，對作物的生長與發育有著不可忽視的作用。我國地域廣闊,氣候條件差異大,同樣的控制軟件并不具有通用性,因此,需要通過大量的應用和改進,才能更加完善、實用。