CN2844918Y

CN2844918Y - 光合作用测定仪

Info

Publication number: CN2844918Y
Application number: CN 200620082370
Authority: CN
Inventors: 李日太
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology; Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2016-03-22

Abstract

光合作用测定仪，属于植物生理机能测量仪器领域。包括电源、CPU控制单元、检测单元、模数转换器和显示单元，电源连接CPU控制单元、检测单元、模数转换器和显示单元，检测单元连接模数转换器，模数转换器连接CPU控制单元，CPU控制单元连接显示单元，其检测单元设置温度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器分别与模数转换器相连。与现有技术相比，具有可以方便、快速、精确地测定植物在不同的二氧化碳浓度、光照强度和温湿度的环境条件下光合效率，结构轻巧，便于携带。

Description

光合作用测定仪

技术领域

本实用新型涉及一种光合作用测定仪，属于植物生理机能测量仪器领域。

背景技术

光合作用是绿色植物生长发育的基础。绿色植物的光合作用是自然界异养生物生活的物质基础，人类的生存和发展与绿色植物的光合作用更是密不可分。光合效率的测定是农林、园艺、蔬菜高产品种选育的重要指标。

植物光合作用过程中，从环境中吸收二氧化碳和水，生成碳水化合物，同时释放氧气，该反应过程中，环境中的二氧化碳浓度、光照强度是影响植物叶片光合效率高低的主要因素，其次是环境中的温度和湿度。传统的植物光合作用测定方法主要有两种：一是改良半叶法，该方法操作麻烦，实验误差较大，不适用于实验室研究；二是红外CO₂分析法，该法只能测定离体叶片在一定时间内室内的光合效率，与大田叶片实际光合效率误差较大。经《中国专利》目前尚未发现能够快速、精确的测定，在一定环境条件下，植物叶片单位面积、单位时间内吸收二氧化碳的量和同样环境条件下氧气的释放量的仪器。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可以快速、精确测定某一植物在不同的二氧化碳浓度、光照强度和温湿度的环境条件下光合效率的光合作用测定仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：光合作用测定仪，由电源、CPU控制单元、检测单元、模数转换器和显示单元组成，电源连接CPU控制单元、检测单元、模数转换器和显示单元，检测单元连接模数转换器，模数转换器连接CPU控制单元，CPU控制单元连接显示单元，其检测单元设置温度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器分别与模数转换器相连。检测单元的温度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器取得环境变量信号并且输送到模数转换器，模数转换器将信号转换为CPU控制单元可以识别的数字信号，CPU控制单元对数字信号进行分析处理后将结果输送到显示单元。

CPU控制单元包括单片机和看门狗，单片机分别与看门狗、模数转换器、显示单元相连

接。看门狗保证单片机的正常工作，单片机根据模数转换器输出的数字信号计算得到当前温度值、光照强度值、二氧化碳浓度值和氧气浓度值，并且在显示单元上将这些数值显示出来。

电源包括蓄电池U5、稳压器U3和稳压二极管Z1。

与现有技术相比，本实用新型光合作用测定仪所具有的有益效果是：通过在检测单元设置温度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器分别与模数转换器相连，将测定对象的环境条件当前温度、光照强度、二氧化碳浓度和氧气浓度转化为电信号，模数转换器将电信号转换为CPU控制单元可以识别的数字信号，CPU控制单元对数字信号进行分析处理后将结果输送到显示单元并且在显示单元上将这些数值显示出来。可以方便、快速、精确地测定植物在不同的二氧化碳浓度、光照强度和温湿度的环境条件下光合效率，结构轻巧，便于携带。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理框图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图1-2是本实用新型光合作用测定仪的最佳实施例，在图1-2中：R1-R21电阻C1-C17电容 D1-D4二极管 L1-L6发光二极管 Z1稳压二极管 Q1-Q7三极管Y1、Y2晶振 LED1、LED2数码管 PR1排阻 U1模数转换器 U2看门狗 U3稳压器 U4单片机 U5蓄电池 U6温度传感器 U7氧气传感器 U8光照传感器U9二氧化碳传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，电源给检测单元、CPU控制单元、模数转换器和显示单元提供工作电压。检测单元中的温度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器将测定的信号输入模数转换器。模数转换器把信号转换为CPU控制单元可以识别的数字信号并输送到CPU控制单元。CPU控制单元对数字信号进行分析处理后将结果输送到显示单元。

如图2所示，本实用新型的电路原理图。电源包括蓄电池U5、稳压器U3和稳压二极管Z1。蓄电池U5的正极与稳压器U3的1脚相连，并通过电阻R21与稳压二极管Z1的负极相连；蓄电池U5的负极与稳压器U3的2脚相连，同时与稳压二极管Z1的正极相连。蓄电池U5的正负极之间连接电容C8、C7。稳压器U3的3脚接VCC，稳压器U3的2脚接地，3脚和2脚之间连接电容C5、C6。

检测单元包括温度传感器U6、氧气传感器U7、光照强度传感器U8和二氧化碳传感器U9。温度传感器U6接模数转换器U1的11脚，并且通过由电阻R17、电容C14组成的滤波器接地。氧气传感器U7接模数转换器U1的12脚，并且通过由电阻R18、电容C15组成的滤波器接地。光照强度传感器U8接模数转换器U1的17脚，并且通过由电阻R19、电容C16组成的滤波器接地。二氧化碳传感器U9接模数转换器U1的18脚，并且通过由电阻R20、电容C17组成的滤波器接地。

模数转换器U1的11脚、12脚、17脚和18脚分别通过二极管D1-D4接VCC。模数转换器U1的1脚、6脚、7脚和21脚接VCC，2脚、8脚、10脚、19脚、20脚、22脚和28脚接地，1脚和2脚之间连接电容C12，3脚和4脚之间接晶振Y2，并通过电容C10、C11接地，5脚通过电容C9接地和通过电阻R16接VCC，9脚接基准电源+5V，并且通过电容C13接地。

CPU控制单元包括单片机U4和看门狗U2。单片机U4的1-4脚和12脚分别与模拟转换器U1的23-27脚相连，31脚接VCC，18脚和19脚接有晶振Y1，并且通过电容C1、C2接地，32-39脚分别与排阻PR1的9-2脚相连，32-39脚还分别与电阻R15-R8连接，9脚接看门狗U2的7脚，11脚接看门狗U2的6脚，21-27脚分别连接电阻R1-R7。看门狗U2的2脚、4脚接VCC，并与3脚之间接有电容C3、C4，3脚接地，1脚和8脚相连。

显示单元包括发光二极管L1-L6、数码管LED1、LED2。数码管LED1和数码管LED2的11脚、7脚、4脚、2脚、1脚、10脚、5脚、3脚分别对应连接在一起，并分别连接电阻R8-R15，其中11脚、10脚、7脚、5脚、4脚、2脚分别连接于发光二极管L1-L6的负极。三极管Q1-Q7的基极分别与电阻R1-R7相连，发射极分别连接VCC。三极管Q1-Q6集电极分别连接数码管LED1的8脚、9脚、12脚和数码管LED2的8脚、9脚、12脚。发光二极管L1-L6的正极连在一起，然后与三极管Q7的集电极相连。

数码管LED1、LED2采用6位0.5LED显示屏，发光二极管L1-L6从分别指示VCC电源状态、温度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和测定仪工作状态。

温度传感器U6、氧气传感器U7、光照传感器U8、二氧化碳传感器U9与模数传感器U1连接，通过单片机U4作为处理中心，通过显示单元实现友好的人机界面。当程序运行出错时，通过看门狗U2可以及时对错误进行修复。

将温度传感器U6、氧气传感器U7、二氧化碳传感器U9、光照传感器U8正确连接，测定仪加电后，VCC电源指示二极管亮，表示整个装置电源正常，工作状态指示二极管闪烁，表示装置运行正常，在正常运行状态时，显示单元依次显示温度、氧气、二氧化碳和光照的当前测量值，并点亮相应的发光二极管，每个测量值显示两秒钟，循环显示。

工作原理为：蓄电池U5提供的电源，分别经过滤波和稳压器U3稳压后提供VCC电压和经过稳压二极管Z1后提供+5V电压。温度传感器U6、氧气传感器U7、光照强度传感器U8和二氧化碳传感器U9检测到环境变量信号，经过滤波后输送到模数转换器U1。模数转换器U1将信号转换为单片机U4可以识别的数字信号。单片机U4对数字信号进行分析处理，当程序运行出错时，通过看门狗U2可以及时对错误进行修复。单片机U4通过电阻R1-R15和三极管Q1-Q7驱动数码管LED1、LED2和发光二极管L1-L6，将结果输出显示。

Claims

1、光合作用测定仪，其特征在于：包括电源、CPU控制单元、检测单元、模数转换器和显示单元，电源连接CPU控制单元、检测单元、模数转换器和显示单元，检测单元连接模数转换器，模数转换器连接CPU控制单元，CPU控制单元连接显示单元，其检测单元设置温度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器分别与模数转换器相连。

2、根据权利要求1所述的光合作用测定仪，其特征在于：CPU控制单元包括单片机和看门狗，单片机分别与看门狗、模数转换器、显示单元相连接。

3、根据权利要求1所述的光合作用测定仪，其特征在于：电源包括蓄电池U5、稳压器U3和稳压二极管Z1。

4、根据权利要求1所述的光合作用测定仪，其特征在于：检测单元包括温度传感器U6、氧气传感器U7、光照强度传感器U8和二氧化碳传感器U9，温度传感器U6接模数转换器U1的11脚，并且通过由电阻R17、电容C14组成的滤波器接地，氧气传感器U7接模数转换器U1的12脚，并且通过由电阻R18、电容C15组成的滤波器接地，光照强度传感器U8接模数转换器U1的17脚，并且通过由电阻R19、电容C16组成的滤波器接地，二氧化碳传感器U9接模数转换器U1的18脚，并且通过由电阻R20、电容C17组成的滤波器接地。