УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ Советский патент 1969 года по МПК A01G7/00 

Изобретение относится к газоаналитической аппаратуре и предназначено для определения зависимостей фотосинтеза от различных факторов при работе с неотделенным листом.

При определении фотосинтеза часто используют системы замкнутого цикла, которые могут быть большого объема - десятки, сотни литров и более, и системы малого объема - сотни кубических сантиметров. Принципом учета фотосинтеза в этих системах является определение скорости падения концентрации углекислого газа в системе, т. е. определение

,ДСО2l:/-f

tg сс , где АСО2 - падение конД

центрации углекислого газа в системе за время At. При окончательных расчетах вводится поправка на объем системы и площадь листьев.

Известны установки такого типа, в которых подача углекислого газа и регистрация скорости изменения его концентрации производится автоматически с помощью электронного потенциометра, на корпусе которого установлен неподвижный контакт, а на каретке - подвижный, и они при замыкании включают подачу СО2.

небольших посевов, а также может быть использована для выращивания растений в контролируемых условиях. Ввиду того, что в установке большого объема подача углекислого газа осуществляется с помощью контактов, включение и отключение которых связано с движением каретки, а время подачи СО2 в систему больше инерции установки, данный способ подачи СО2 не может быть применен в

системах замкнутого цикла с малым объемом, в которых в связи с уменьшением объема системы сильно сокращено время подачи СОо, и оно намного меньше инерции установки. Например, если в установке с небольшим объемом системы в 445 смз время подачи COz в систему обычно 0,2-0,6 сек, а время инерции установки 5 сек, то при использовании контактного способа подачи в систему было бы подано С02 в 8-25 раз больше нормы.

Целью изобретения является, во-первых, создание установки замкнутого цикла с небольшим объемом системы и автоматическим поддержанием необходимого утлекислотного режима, во-вторых, создание системы учета скорости падения концентрации СО2 в системе и, в-третьих, повышение производительности работы.

метра контакт, который через электронное реле включает подачу углекнслого газа в систему. Одновременно включается электронное реле времени, после срабатывання которого подача углекпслого газа прекращается (пределы работы реле 0,2-1,5 сек). При этом совершенно безразлично в каком состоянии находится контакт - в замкнутом или разомкнутом. При замыкании контакта подачи включается второе реле времени, работающее в более длительном интервале, например 15-120 сек, которое предотвращает повторную иодачу С02 в систему в случае, когда контакт замкнут и при обратном ходе кар-;тки.

Учет фотосинтеза производится по скорости падения СО2 в системе, т. е. определяют СО2/А. Чтобы повысить точность учета фотосинтеза и освободиться от трудоемких ручных операций при обработке данных записи, в корпусе электронного потенциометра устанавливают протяженный контакт с определенным значением ЛСО2, величина которого для данных условий постоянна. Переменная величина Д - время, за которое будет изменяться концентрация СО2 в системе на ЛСО2, определяется с помощью регистрирующего время устройства, например печатающего хропографа, работающего с точностью до 0,005 сек.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки для учета фотосинтеза; на фиг. 2 - пример расположения контактов для подачи СО2 и отсчета времени (а - вид спереди; б - вид сверху; в - вид сбоку); на фиг. 3 - принципиальная схема самого устройства; на фиг. 4 - пример записи работы (г - установка замкнутого никла с небольщим объемом, д - установка с больщим объемом системы).

Установка замкнутого цикла с малым объемом системы состоит из инфракрасного газоанализатора / (см. фиг. 1), электронного потенциометра 2, камеры 3 для объекта, устройства 4 для подачи С02, смесителя 5, цредварнтельного осущителл 6, работающего при ьизкой температуре, например 0°С, окончательного осущителя 7, наполненного химическим реагентом, например обезвоженным хлористым кальцием; фильтра 8, ротаметра и регулятора скорости 9. Установка объединяет два цикла: Л - цикл с высокой скоростью воздущных потоков, например 240 л/час, прока.чиваемых помпой 10, Б - цикл низкой скорости потока, например 60 л/час, проходящего через аналитическую кювету газоанализатора и прокачиваемого помпой 11. В устройстве, где происходит подача СО, потокп объединяются и расходятся после прохождения камеры.

Все узлы и дета ли,-через которые проходят воздущные потоки, соединены трубками, нейтральными по отнощению к углекнслому газу.

метра, ианример с помощью планки-держателя 12 (см. фиг. 2), а два подвижных контакта с номощью кронштейна 13 нрикреплепы к каретке. Неподвижный контакт 14, служащий для отсчета времени Д, удлинен, что соответствует определенному значению ДС02. Неподвижный контакт 15, обеспечнвающий подачу СОо в систему, имеет обычное устройство, длина его 0,8-1,0 мм. Подвижные контакты

16 для отсчета времени и 17 для подачп СО2- скользящие и изготовляются из устойчивого к трению материала.

Автоматическое устройство для иоддержання режима СО н отсчета времени предусматривает использование типовых электронных реле 18 и 19, электропных реле времени 20, 21 и хронографа 22. При замыкании контактов 14 и 16 (см. фиг. 2 и 3), служащих для отсчета времени Д, включается электронное реле

18, замыкаются нормально разомкнутые контакты 2,3 н 24. Через контакт 23 обеспечпвается пнтапие реле 18, а через контакт 24 включается хронограф, отключенне которого происходит после размыкания контактов 14 и 16.

Подача СО2 в систему обеспечивается контактами 15 и 17. При их замыкании срабатывает электронное реле 19 ц замыкаются контакты 25-27. Контакт 25 обеспечивает питание реле 19, с помощью контакта 26 включается реле времени 20, работающее в короткие интервалы времени, например 0,2-1,8 сек, и открываются электромагиитные клапаны 28 и 29, с помощью которых подается углекислый 1аз в систему. Отключение клапанов пропсходит после срабатывания реле времени 20.

Одновременно с включением реле 19 включается электронный блок для предотвращения повторного включения магнитных клапанов и

хронографа. Блок состоит из электронного реле времени 21 и реле 30. Работа блока осуществляется следующим образом: при срабатывании электронного реле 19 замыкается контакт 27, включающий реле 30, при этом

замыкается контакт 31, который обеспечивает питание э,тектронному реле времени 21 и реле 30. При срабатывании реле 30 размыкаются нормально замкнутые контакты 32 и 33, че.м предотвращается повторное включение хронографа и системы подачи углекислого газа. По истечении определенного времени, необход мого для возвращения каретки в исходное полож:ение, срабатывает реле времени 20, размыкается нормально замкнутый контакт 34 и

отключается реле 30, при этом размыкается контакт 31, отключая реле времени 21, и замыкаются контакты 32 и 33. Устройство приходит в исходное положение и готово к новому циклу.

Применение специального автоматического устройства для подачи СО.) и блока, предотвращающего повторное включенне подачи СО-2, связано с отличием режима работы установкн замкнутого цикла и малого сиВ установке большого объема подача начинается в точке а (см. фиг. 4) при замыкании контакта подачи. Подача идет в течение длительного промежутка времени, она продолжается весь период инериии прибора а-b (25 сек и более) и выключается при обратном ходе каретки в точке с. b-d - обратный ход каретки. Зона d-е - выравнивание концентрации СОг в системе, е-f-падение концентрации СОа в системе за счет фотос1штеза. Особенность системы: длительное время подачи СОз, относительно небольшой участок выравпивания концентрации €09 в системе, процесс поглощения СОо из системы идет медленно - один цикл около 20 мин.

В установке малого объема углекислый газ также подается при замыкании контакта подачн в точке g, но подача С02 идет очень короткий промежуток времени, обычно менее 1 сек, за это время контакт подачи еще не ус-, певает разомкнуться. Однако повторная подача не происходит, так как блок (реле 21 и 30, фиг. 3) нредотвращает повторное включение с помощью контакта 33. Участок g-h характеризует инерцию установки, h-г - возврат каретки в исходное положение, i-k - выравнивание концентрации в системе, что онределяется соразмерностью объемов аналитической кюветы и всей системы, k-п - падение концентрации СОо в систе1 1е за счет фотосинтеза. Участок /-т - графическая запись величины АСОд/Лг, где АСОо соответствует длине контакта 14, а время замыкания контактов А измеряется хронографом.

Сокращение объема системы является необходимым условием для создания производительной установки, а обеспечение автоматической подачи СО2 в систему небольшого объема и автоматический отсчет времени (А/) иадения концентрации СОо на участке АСОо достаточно, чтобы обеспечить необходимую точность, надежность и достаточную производительность установки. Все это привело к сокращению цикла (от подачи до подачи СО2) до 30-35 сек.

Уменьшение объема системы и сокращение времени одного ццкла, высокопроизводительная работа установки позволяют использовать данную установку с системой малого объема и замкнутым циклом в опытах по изучению фотосинтеза у единичного неотделенного лнста растения. Возможность размещения контакта

в любом месте шкалы позволяет изучать фотосиитез ири различном углекислотном режиме. Автоматическое поддержание этого режима СОо позволяет определять световые кривые фотосинтеза, изучать температурные и другие зависимости фотосинтеза.

Использование точно работающих хронографов значительно иовышает точность определения и уменьшает случайную ошнбку, которая

для установки в целом составила 2,5% и складывалась из ошибки газоанализатора 1,0%, хронографа 0,25% и ошибки, зависящей от невыравненности концентрации СО в воздушном потоке, поступающем в аналитическую

кювету газоанализатора, 1,25%. Хорошая герметичность всех узлов и использование материалов, преиятствующих диффузии СО2 из окружаюшей атмосферы сделало незначительным дрейф установки, который у нуля прибора составил 0,0005% СО2 по объему за 12 мин, чем можно пренебрегать при обычных отсчетах фотосинтеза.

Предмет изобретения

1.Устройство для уиравления автоматической подачей углекислого газа и регистрации скорости цз.менения концентрации его к установкам для учета фотосинтеза, содержащее

электронный потенциометр, на корпусе которого закреплены неподвижные контакты, включающне подачу углекнслого газа при замыкании с контактом, расположенным на каретке потенццометра, отличающееся тем, что, с целью автоматцческого цоддержания заданного углекислотного режнма в системах малого объема с замкнутым циклом, оно снабжено двумя реле врелшнн, связанными с контактом включення подачи углекислого газа, одно из

которых отключает подачу углекислого газа, а другое с больщей уставкой времени предотвращает повторную подачу.

2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью более эффективного учета скорости изменения концентрации углекислого газа, на корпусе потенццометра установлен дополннтельный протяженный контакт, длина которого соответствует определенному значению изменения концентрации, а устройство

снабжено печатающпм хронографом, учитывающим время прохождения указателя каретки вдоль этого контакта.

(/5 Ш

12 15 14

6

/ 17 76 W }2 /5 74

/ / / / / /

V5

-1Z

33 30

27

f в

jMl/f