CN104808524A - 一种作物干热风环境模拟与监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及作物检测技术领域，尤其涉及一种作物干热风环境模拟与监控装置。该作物干热风环境模拟与监控装置包括作物生长控制室、光照模拟单元、热风发生单元、作物受害状态监测单元、干热风影响抑制单元构成及处理控制单元；通过热风发生单元向作物生长控制室内通入干热风，模拟作物干热风的发生；通过作物受害状态监测单元可以对作物的室内温度、湿度、风速、光照强度、土壤温度、土壤含水量及作物叶面温度等生长环境指标进行探测，并实时传递到处理控制单元，实现了对作物受干热风影响程度的实时监测；处理控制单元根据作物生长环境指标信息控制干热风影响抑制单元工作，减轻或抑制干热风对作物的不利影响，对干热风的影响进行有效防止。

Description

一种作物干热风环境模拟与监控装置

技术领域

本发明涉及作物检测技术领域，尤其涉及一种作物干热风环境模拟与监控装置。

背景技术

干热风是一种高温低湿并伴有一定风力的农业灾害性天气，气温在30℃以上，相对湿度在30％或以下，风速在3m/s以上，其危害的实质是高温、低湿引起农作物生理干旱，风加重了危害的程度，干热风的主导因子是高温。因此，有必要对干热风进行实验模拟，并进行监测与防止。

目前，在干热风模拟装置方面，申请号200920194778.5的中国实用新型专利“压缩式干热风制备装置”是由压缩空气机、热交换器、冷凝器气及水分离和储气罐组成模拟装置；申请号201210127135.5的中国发明专利“一种便携式模拟干热风发生装置”，由微气象控制箱、干燥装置、加热装置、风控装置和空气温湿度监控装置构成。然而以上两个专利都只考虑了干热风的模拟装置，但对作物受干热风影响程度的实时监测以及干热风的有效防止却缺少考虑。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种作物干热风环境模拟与监控装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种作物干热风环境模拟与监控装置一方面解决干热风的模拟问题，另一方面实现对作物受干热风影响程度的实时监测以及对干热风环境的有效控制。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种作物干热风环境模拟与监控装置，其包括作物生长控制室、光照模拟单元、热风发生单元、作物受害状态监测单元、干热风影响抑制单元构成及处理控制单元；光照模拟单元和作物受害状态监测单元设置在作物生长控制室内，且均与处理控制单元连接，热风发生单元与作物生长控制室连接，且与处理控制单元连接，干热风影响抑制单元与作物生长控制室连通，且与处理控制单元连接；作物生长控制室设置有热风出口。

其中，所述作物生长控制室包括底面钢板、侧面钢化玻璃和顶面钢化玻璃，所述底面钢板靠边的位置具有用于安装侧面钢化玻璃的凹槽，顶面钢化玻璃固定连接在侧面钢化玻璃的顶部。

其中，所述光照模拟单元包括多个太阳能模拟灯，多个太阳能模拟灯通过数据线与处理控制单元连接。

其中，所述热风发生单元包括风扇、出风道、电热丝及防护网罩，出风道固定于作物生长控制室的侧壁上，风扇设置在出风道的入口处，防护网罩设置于出口，电热丝设置在出风道内，所述风扇、电热丝均与处理控制单元电连接。

其中，所述作物受害状态监测单元包括相连接的传感器和数据采集器，所述数据采集器与处理控制单元连接。

其中，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤含水量传感器及作物叶面温度传感器。

其中，所述作物受害状态监测单元还包括摄像机，摄像机与所述数据采集器连接。

其中，所述干热风影响抑制单元包括喷雾器、药箱及泵，所述泵设置在所述药箱和喷雾器之间的管路上，且与处理控制单元连接，所述喷雾器设置在所述作物生长控制室内。

其中，所述喷雾器包括喷头和喷杆，所述喷头设置在喷杆上，且所述喷杆设置在所述作物生长控制室的顶部。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的作物干热风环境模拟与监控装置中，作物生长控制室内种植作物，通过光照模拟单元为作物提供光照环境，通过热风发生单元向作物生长控制室内通入干热风，模拟作物干热风的发生；通过作物受害状态监测单元可以对作物的室内温度、湿度、风速、光照强度、土壤温度、土壤含水量及作物叶面温度等生长环境指标进行探测，由于作物受害状态监测单元与处理控制单元连接，上述采集的作物生长环境指标信息可实时传递到处理控制单元，实现了对作物受干热风影响程度的实时监测；处理控制单元与干热风影响抑制单元连接，根据作物生长环境指标信息控制干热风影响抑制单元工作，减轻或抑制干热风对作物的不利影响，对干热风的影响进行有效防止，最终实现作物的良好生长；上述作物干热风环境模拟与监控装置可靠性强、效率高、成本低、易于操作，易于批量生产及推广使用。

附图说明

图1是本发明作物干热风环境模拟与监控装置的结构示意图；

图2是本发明作物干热风环境模拟与监控装置中作物受害状态监测单元的连接关系示意图；

图3是本发明作物干热风环境模拟与监控装置中干热风影响抑制单元的连接关系示意图。

图中，1：热风出口；2：固定件；3：太阳能模拟灯；4：热风发生单元；5：门；6：作物生长控制室；7：热风控制模块；8：灯光控制模块；9：处理控制单元；11：喷头；12：喷杆；13：连接管；14：泵；15：药箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供的作物干热风环境模拟与监控装置包括作物生长控制室6、光照模拟单元、热风发生单元4、作物受害状态监测单元、干热风影响抑制单元构成及处理控制单元9；光照模拟单元和作物受害状态监测单元设置在作物生长控制室6内，且均与处理控制单元9连接，热风发生单元4与作物生长控制室6连接，且与处理控制单元9连接，干热风影响抑制单元与作物生长控制室6连通，且与处理控制单元9连接；作物生长控制室6设置有热风出口1，一般地，作物生长控制室6内设置有用于固定作物受害状态监测单元的固定件2。

上述实施例中，本发明提供的作物干热风环境模拟与监控装置中，作物生长控制室6内种植作物，通过光照模拟单元为作物提供光照环境，通过热风发生单元4向作物生长控制室6内通入干热风，模拟作物干热风的发生；通过作物受害状态监测单元可以对作物的室内温度、湿度、风速、光照强度、土壤温度、土壤含水量及作物叶面温度等生长环境指标进行探测，由于作物受害状态监测单元与处理控制单元9连接，上述采集的作物生长环境指标信息可传递到处理控制单元9，处理控制单元9与干热风影响抑制单元连接，根据作物生长环境指标信息控制干热风影响抑制单元工作，减轻或抑制干热风对作物的不利影响，最终实现作物的良好生长；上述作物干热风环境模拟与监控装置可靠性强、效率高、成本低、易于操作，易于批量生产及推广使用。

具体地，所述作物生长控制室6是一个4m×3m×2.5m的透明作物培育室，包括底面钢板、侧面钢化玻璃和顶面钢化玻璃，所述底面钢板靠边的位置具有用于安装侧面钢化玻璃的凹槽，顶面钢化玻璃固定连接在侧面钢化玻璃的顶部，4个侧面和顶部为厚度12mm；侧面钢化玻璃之间以及与顶面钢化玻璃连接处用3个连接件固定；连接件为方型直角固定夹，侧面钢化玻璃上设置有门5。

进一步地，所述光照模拟单元包括多个太阳能模拟灯3，具体为5盏250W功率的太阳光模拟灯，5盏太阳能模拟灯3通过数据线与处理控制单元9连接，具体地太阳能模拟灯3与集成在处理控制单元9中的灯光控制模块8连接，用于调节太阳光模拟灯亮度；灯光控制模块8包括灯光控制开关和相应的电路板。

具体地，所述热风发生单元4包括风扇、出风道、电热丝及防护网罩，出风道固定于作物生长控制室6的侧壁上，风扇设置在出风道的入口处，防护网罩设置于出口，电热丝设置在出风道内，所述风扇、电热丝均与处理控制单元9电连接，具体与集成在处理控制单元9上的热风控制模块7连接；电热丝为1000W圆形铁铬铝电热合金丝，所述热风发生单元4具体为两个。

所述作物受害状态监测单元包括相连接的传感器和数据采集器，所述数据采集器与处理控制单元9连接；所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤含水量传感器及作物叶面温度传感器；所述作物受害状态监测单元还包括摄像机，摄像机与所述数据采集器连接。

具体地，如图2所示，所述数据采集器设置于作物生长控制室6内，用于采集数据与采集图像，所述摄像机固定于作物生长控制室6内顶部；所述温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照强度传感器暴露于作物生长控制室6内的空气中，所述土壤温度传感器、土壤含水量传感器埋藏于作物生长控制室6内的土壤中，作物叶面温度传感器通过固定夹固定于作物叶片表面，通过上述传感器及摄像机可准确便捷获取作物的室内温度、湿度、风速、光照强度、土壤温度、土壤含水量及作物叶面温度信息，当然上述各传感器均有相应的电源(蓄电池组)供电。

具体地，所述干热风影响抑制单元包括喷雾器、药箱15及泵14，所述泵14设置在所述药箱15和喷雾器之间的连接管13上，且与处理控制单元9连接，所述喷雾器设置在所述作物生长控制室6内；所述喷雾器包括喷头11和喷杆12，所述喷头11设置在喷杆12上，且所述喷杆12设置在所述作物生长控制室6的顶部。

具体地，所述喷头11为扇形喷头11，扇形喷头11固定于喷杆12上，所述喷杆12为2.5m长的PVC管，并设置于作物生长控制室6顶部，通过所述药箱15和泵14为喷雾器输送药液，所述药箱15为5L的圆形塑料箱，设置于作物生长控制室6外。

本发明提供的作物干热风环境模拟与监控装置的具体工作过程如下：

(1)种植作物

作物生长控制室6中，铺设40cm至70cm的土壤，并按照一定密度栽种作物。

(2)开启光照模拟单元和热风发生单元4

开启光照模拟单元和热风发生单元4，使得作物生长控制室6中的气温在30℃以上，相对湿度在30％或以下，风速在3m/s以上。

(3)开启作物受害状态监测单元

开启作物受害状态监测单元，对摄像机、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤含水量传感器、作物叶面温度传感器供电，开启数据采集器和处理控制单元9，对作物受害状况进行实时监测。

(4)干热风影响抑制单元

在作物遭受一定程度的干热风危害后，配置一定比例的蜡质液体、叶肥液体、清水等药液放置于药箱15中，启动泵14，通过喷头11对作物进行喷洒药液，以防止干热风的影响。

综上所述，本发明提供的作物干热风环境模拟与监控装置中，不仅可以模拟干热风，还可以实时监测作物生长情况和受干热风影响情况，并可通过干热风影响抑制单元喷施液肥或蜡液，抑止或减轻作物受干热风的影响。这种作物干热风环境模拟与监控装置可靠性强、效率高、成本低、易于操作，易于批量生产及推广使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：其包括作物生长控制室、光照模拟单元、热风发生单元、作物受害状态监测单元、干热风影响抑制单元构成及处理控制单元；光照模拟单元和作物受害状态监测单元设置在作物生长控制室内，且均与处理控制单元连接，热风发生单元与作物生长控制室连接，且与处理控制单元连接，干热风影响抑制单元与作物生长控制室连通，且与处理控制单元连接；作物生长控制室设置有热风出口。

2.根据权利要求1所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述作物生长控制室包括底面钢板、侧面钢化玻璃和顶面钢化玻璃，所述底面钢板靠边的位置具有用于安装侧面钢化玻璃的凹槽，顶面钢化玻璃固定连接在侧面钢化玻璃的顶部。

3.根据权利要求1所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述光照模拟单元包括多个太阳能模拟灯，多个太阳能模拟灯通过数据线与处理控制单元连接。

4.根据权利要求1所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述热风发生单元包括风扇、出风道、电热丝及防护网罩，出风道固定于作物生长控制室的侧壁上，风扇设置在出风道的入口处，防护网罩设置于出口，电热丝设置在出风道内，所述风扇、电热丝均与处理控制单元电连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述作物受害状态监测单元包括相连接的传感器和数据采集器，所述数据采集器与处理控制单元连接。

6.根据权利要求1所述的5所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤含水量传感器及作物叶面温度传感器。

7.根据权利要求6所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述作物受害状态监测单元还包括摄像机，摄像机与所述数据采集器连接。

8.根据权利要求1-4任一项所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述干热风影响抑制单元包括喷雾器、药箱及泵，所述泵设置在所述药箱和喷雾器之间的管路上，且与处理控制单元连接，所述喷雾器设置在所述作物生长控制室内。

9.根据权利要求8所述的作物干热风环境模拟与监控装置，其特征在于：所述喷雾器包括喷头和喷杆，所述喷头设置在喷杆上，且所述喷杆设置在所述作物生长控制室的顶部。