ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА И ДЫХАНИЯ РАСТЕНИЙ Советский патент 1974 года по МПК G01N27/27 A01G7/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике в области физиологии растений для определения интенсивности фотосинтеза и дыхания растений.

Известен прибор для определения интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, включающий листовую камеру, поглотительный блок, емкость для титрования рабочего раствора гидроокиси бария, мнкронасос, датчик, высококачественный генератор и измерительную схему. Работа известного прибора основана на регистрации изменения электропроводности щелочи в поглотителе при просасывании через нее воздуха из атмосферы, а затем из камеры с листом.

В известном приборе применена одна из разновидностей высокочастотного титрования, где изменения в электропроводности щелочи при ноглои,ении углекислого газа фиксируется при помощи емкостного датчика, который вызывает изменение потерь в колебательном контуре высокочастотного генератора. По изменению сеточного тока последнего определяют количество углекислого газа, поглощенное щелочью.

Недостатками известного прибора являются: а) большая относительная ощибка и низкая чувствительность при определении ийтенсивности фотосинтеза и дыхания растений, вызванные двойным просасыванием воздуха,

сначала из атмосферы, а затем из камеры с листом; б) невозможность определения в динамике преобладания одного из процессов - интенсивности фотосинтеза или дыхания растений.

С целью повыщения точности и чувствительности определения динамики интенсивности фотосинтеза и дыхан11я растений в предложенном приборе поглотительный блок выполвен из двух дифференциально соединенных поглотителей, в верхних частях которых установлены дегазаторы, соединенные через успокоитель-теплообменник с дифференциальным емкостным датчиком и далее с нижними частями поглотителей.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного прибора; на фиг. 2 - дифференциальный поглотительный блок. Прибор содержит насос 1 для прокачиваНИН воздуха с постоянной и определенной скоростью из листовой камеры 2 и из атмосферы 3 через дифференциальный поглотительный блок 4 непрерывного действия, в котором, не останавливая тока воздуха, можно измерить

диэлектрическую проницаемость раствора щелочи 5, 6 в первом 7 и втором 8 поглотителях емкостными датчиками 9 и 10, связанных с высокочастотными генераторами 11 и 12. Для определения разности частот применен балансный частотный дискриминатор 13, подключенный к индикатору 14 и самописцу 15.

Дифференциальный поглотительный блок 4 состоит из трубок 16 и 17, служащих для забора воздуха из листовой камеры 2 и из атмосферы 3; фильтров-распылителей 18 и 19, служащих для лучшего растворения углекислого газа с щелочью 5, 6; дегазаторов 20 и 21, служащих для сбора пены щелочных растворов 5, 6 и освобождения от пузырьков нерастворившегося газа; патрубков 22 и 23 для слива щелочных растворов 5, 6 в дифференциальный успокоитель 24, состоящий пз внутреннего 25 и внешнего 26 успокоителей и служащий для полного освобождения щелочных растворов 5, 6 от пузырьков нерастворпвшегося газа и придапию им однородности; емкостных датчиков 9 и 10 для определения диэлектрической проницаемостси щелочей 5, 6; колен 27 и 28 для препятствия проникновения пузырьков распыленного газа из поглотителей 7 и 8 в противоток щелочей из датчиков 9 и 10; патрубков 29 и 30 для заполнения поглотителей 7 и 8 новым поглощающим раствором; кранов 31 для слива иоглощающих растворов из дифференциально-поглотительного блока 4; патрубков 32 для подсоединения дегазаторов 20 и 21 к вакуумному насосу 1.

Прибор работает следующим образом.

Вакуумный насос 1 просасывает воздух с определенной и постоянной скоростью по двум «каналам. В первом «канале воздух проходит через листовую камеру (в работе может использоваться как камера-домик для всего растения, так и камера-прищипка для части листа) с исследуемым растением и иоступает в поглотитель 7, наполненный щелочью 5. В поглотитель 8 второго канала поступает атмосферный воздух 3, забираемый вблизи камеры с растением. Таким образом, в оба поглотителя, которые и являются дифференциальным поглотительным блоком 4, будет поступать воздух с разным содержанием углекислого газа, причем разница в содержании СО2 будет определяться интенсивностью усвоения углекислоты исследуемым растением. Углекислый газ, поглощенный в поглотителях

7и 8 вызывает изменение диэлектрической проницаемости растворов щелочей и регистрируется датчиками 9 и 10, включенными в контуры генераторов И и 12. Поэтому величина частот, вырабатываемых генераторами, зависит от диэлектрической проницаемости щелочных растворов 5, 6 в поглотителях 7 и 8.

8свою очередь частоты генераторов 11 и 12 являются функциями концентрации углекислого газа в воздушных потоках. Для определения изменения указанной разности частот напряжения генераторов подаются на ограничители (на чертежах не ноказаны), где происходит ограничение последних по амплитуде, а также усиление их. С выходов ограничителей напряжения подаются на балансовый дискриминатор 13, где происходит выявление разности частот, и на выходе балансового дискриминатора 13 индикатор 14 дает отклонение, пропорциональное изменению этой разности частот, которая является однозначной функцией интенсивности одного из исследуемых процессов, а фаза сигнала, снимаемого с балансного частотного дискриминатора 13, определяет полярность тока индикатора 14 и тем самым определяет повышенную диэлектрическую проницаемость поглощающего раствора в одном из поглотителей 7 или 8, которая определяет преобладание фотосинтеза или дыхания растений.

Подключив самописец 15 к дискриминатору 13, можно записать динамику интенсивности фотосинтеза и дыхания растения.

Измерение проводимости раствора щелочи проводится в дифференциальном поглотитель; ном блоке 4 с неирерывной циркуляцией.

Воздух в первом канале проходит через листовую камеру 2 с исследуемым растением, по

трубке 16 поступает в поглотитель 7, наполненный раствором щелочи Ва(ОП)2, а в поглотитель 8 второго канала по трубке 17 поступает атмосферный воздух, забираемый вблизи камеры с растением. Воздух нервого и

второго каналов просасывается через поглотители 7 и 8, которые представляют трубки, расширенные кверху и образующие дегазаторы 20 и 21, в которых пенообразные щелочные растворы 5, 6 освобождаются от ленты и пузырьков нерастворившегося газа. Внизу этих трубок вплавлены стеклянные фильтры 18 и

19для хорошего распыла и растворения воздуха в щелочных растворах 5, 6. Верхняя часть дегазаторов через буферную емкость

подсоединена к вакуумному насосу. Нижняя часть дегазаторов соединена с дифференциальным успокоителем 24, в который стекает раствор из дегазаторов 20 и 21. Из дегазатора

20щелочной раствор стекает во впутренний успокоитель 25, а из дегазатора 21 - во внешний успокоитель 26. Успокоитель 25 выполнен с переменным сечением внутри успокоителя 26 с постоянным сечением.

Внешнее сечение успокоителя 25 придает

внутреннее переменное сечение успокоителю 26. Таким образом в этом дифференциальном успокоителе, кроме полного освобождения щелочного раствора от пузырьков нерастворившегося газа, обеспечивается хорошее условие

выравнивания температур щелочных растворов 5, 6, от которых сильно зависят диэлектрические проницаемости этих растворов. Далее, щелочные растворы поглотителей 7 и 8 проходят через датчики 9 и 10 диэлектрической

пропицаемости, где и проводится измерение интересующей величины.

По мере стекания щелочные растворы попадают опять в поглотитель 7 и 8 через делено 27 и 28, которые препятствуют проникновению

пузырьков распыленного газа из поглотителей 7 и 8 в противоток раствора из датчиков.

Предмет изобретения

Прибор для определения интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, включающий

листовую камеру, поглотительный блок, вакуумный насос, высокочастотный генератор, емкостной датчик и регистрирующую схему, отличающийся тем, что, с целью новышения точности и чувствительности определения динамики интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, поглотительный блок выполнен из двух дифференциально соединенных поглотителей, в верхних частях которых установлены дегазаторы, соединенные через успокоитель-теплообменник с дифференциальным емкостным датчиком и далее с нижними частями поглотителей.