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二氧化碳测量仪监测控制二氧化碳浓度

来源： http://www.top17.net/ 　类别：技术文章　更新时间：2014-08-19　阅读次

　　温室大棚封闭的环境会造成大棚内二氧化碳浓度不足，影响作物的生长发育。为了能够根据作物的生长需求利用现代电子设备对二氧化碳浓度进行测量和控制，以此将二氧化碳浓度控制在最佳的状态，保证作物的生长发育。
　　
　　二氧化碳测量仪单片机通过温度传感器、二氧化碳浓度测量器和光照度传感器检测大棚内的温度、二氧化碳浓度和日照强度的信息,再根据植物的品种和日期的判别,计算出植物需要二氧化碳的浓度,对大棚内的二氧化碳浓度进行控制。在本控制中有温度和二氧化碳浓度二个独立的控制系统。温度控制系统用于二氧化碳浓度的测量,单片机输出脉宽可调的脉冲信号过零触发双向晶闸管,提供0~220V的交流电进行温度的控制,使温度稳定在25?1e的范围内,保证二氧化碳浓度测量的正确性。
　　
　　二氧化碳测量仪基于用户通过面板输入的作物种类、作物的播种日期等信息。单片机根据作物的品种和该作物的生长期、现在的季节、大棚内的温度、光照度等,计算出二氧化碳浓度控制的方案;通过稀硫酸加料器和碳酸氢铵加料器加入两种成比例的液体进行化学反应产生二氧化碳气体,在鼓风机的作用下把二氧化碳气体扩散到大棚中。当二氧化碳的浓度达到规定值时,停止反应,并控制电磁阀放掉反应的剩余物质,为下一次反应作准备。
　　
　　通常在一定光照和温度条件下,作物的光合速率随着二氧化碳的浓度增加而增加,当二氧化碳的浓度增加到一定的时候,作物的光合速率不再增加,此时的二氧化碳浓度称为光合速率的二氧化碳饱和点。反之,当二氧化碳的浓度减少到一定的时候,作物的光合速率为0,作物光合作用产生的有机物质与它的呼吸而消耗的物质相等,此时的二氧化碳浓度称为光合作用的补偿点。不同作物的光合作用性能不同,一般果菜类蔬菜的二氧化碳饱和点在1.0~2.0mL/L,叶菜类蔬菜的二氧化碳饱和点在0.6~1.0mL/L,它们的补偿点为0.1mL/L左右。另外,同种作物在不同的生长期的二氧化碳的浓度也有不同的需要;不同的季节和温度作物的光合作用也不同。因此,在二氧化碳浓度的控制软件中,存储了多种作物在不同温度、季节和生长期对二氧化碳浓度需求的数据。控制软件根据这些数据和对温室环境状态的检测,计算出温室当前需要的二氧化碳浓度,把它作为控制系统的设定值,当前温室内的二氧化碳浓度作为反馈值。
　　
　　二氧化碳测量仪控制系统根据这两个值的差值计算出稀硫酸和碳酸氢铵的加入量来进行化学反应,达到控制的目的。由于温室大棚的容积都在200~500m3左右,而且温室内的二氧化碳浓度的变化需要相当长的时间才能达到平衡,所以,在一次加液化学反应以后,需要等待一段时间后再进行测量和控制。等待的时间与温室的容积有关,用户在使用时,可以通过操作面板输入温室的容积,单片机将依据温室的容积的大小决定等待的时间的多少。温室大棚的二氧化碳浓度的自动控制不同于一般的单回路PID自动控制,而是以逻辑判别为主的智能控制。
　　
　　二氧化碳测量仪是一款价格比较低而且适合我国农村需求的设备，对于大棚内的二氧化碳浓度的监测，对作物的生长与发育有着不可忽视的作用。我国地域广阔,气候条件差异大,同样的控制软件并不具有通用性,因此,需要通过大量的应用和改进,才能更加完善、实用。