智能人工气候箱的发展历程及仪器特性的介绍
来源： http://www.grainyq.com/ 类别：实用技术 更新时间：2013-01-29 阅读次
【本资讯由中国粮油仪器网提供】 智能人工智能人工气候箱是在人工控制温度、相对湿度、光照度、光谱、风速、气压、气体浓度等环境条件，研究植物在生长发育过程中各种环境条件作用规律及因果关系的大型设施。目前世界上大型的智能人工气候箱有上百个。代表性的有：美国维斯康星大学(生物专用)、苏联新西伯利亚科学院、法国吉夫农业中心、日本理化研究所、新西兰北帕尔默斯顿、菲律宾国际水稻研究所等所有的大型智能人工气候箱。国外还有许多专门负责智能人工气候箱包建、智能人工气候箱生产专业公司，此外国际环境控制协会，每年进行智能人工气候箱学术交流，了解世界各国智能人工气候箱动态，国际环境控制协会总部设在法国巴黎。我国1973年在上海植生所建成了第一个智能人工气候箱(控制湿、温、光照)属通用型(概况见另文)。
智能人工气候箱要求温湿度条件：控制范围广，可进行程序控制(定值可变)，在控制全区要求高精度，具备理想的温湿度条件。智能人工气候箱空气调节系统(包括冷热源、自动控制)：为了节约运行费用，使用灵活，调节方便，应按房间设置独立空调系统。若有较多个智能光照培养箱，对各个独立的小系统设集中控制室，需在控制室集巾控制、集中检测、自动报警显示、自动记录。在选择空气处理和控制方法时，需要考虑智能人工气候箱特点：系统需长期连续进行，不能中断。设务要可靠，要限制冷冻机启动次数，控制时间延迟，设计时要考虑管理，及维修方便。智能人工气候箱，耗电能大。〔人工智能人工气候箱全年用电1万元，(按支农收费0.1元/度)〕设计时需考虑节能方案。(如充分利用室外新风、季节转换、二次回风等等)。由于人工智能人工气候箱温湿度调节范围大，房间冷热负荷变化大(光源热、太阳辐射)，控制系统能适应高速转换。冷源宜用氟机(漏氨对作物伤害大)。小型宜用独立冷机。送风方式及CO2浓度，智能人工气候箱一般用下送上回的气流组织，用地板孔送风，(因热负荷大，换气次数多达Z00次/时)，回风口一般在房上侧，这种气流组织有利于排出室内热量，送风扩散区在地板以上0.l-0.5米范围内，使用时试验品放在支架上避开这一区域。工作区流速小于。.5米/秒。孔板为镀锌钢板，植物光合作用需要CO2，室内CO2：浓度保证>300ppv}。为此要引进足够的室外空气，定时控制新风、排风、回风比例，时间根据试验要求可调。如用室内CO2：传感器来控制更为有效。加湿及除霜：室内热负荷变化大，如果用定露点法控制，要求高湿房间在室内还需进行补充加湿。补充加湿器国外多用离心式，由于水质要求高(用离于水)，国内使用有困难。电极加湿对水质量亦有要求，一般电极易腐蚀。现用液下泵，喷雾加湿(农用喷咀)，不但灵活而且可靠(加湿器置于孔板下送风静压箱内)，便于自动控制。缺点是水量太小。如用变温水变露点喷雾加湿更为有效(称露点飘移)。室内温度在15℃以下，空调机冷却器表面金属结霜现象，如不除霜就可能堵塞风路，除霜方法很多，除霜过程最好自动控制。另外冷却器选用肋片间距要宽一些(片距6mm以上)。室外近处如有空气污染源，进风口要安装活性炭过滤装置。作物对振动、噪音比较敏感，尽可能考虑避震措施。自然光智能光照培养箱需在玻璃外表面淋水，吸收太阳辐射热。水膜厚0.5cm，可吸收多达85%太阳辐射热(循环水)。
自然光室可按地板面积计算太阳辐射热(各方向射入太阳辐射热被室内主要是植物吸收，这部份热有50%被用作蒸发水份，不增加室内温度)。人工光照系统是在不受自然气候影响，任意再现太阳光(光量及光质)。为了模拟太阳在不同位置、时刻、高度的直射光、晴空光、阴天光，需要变化人工光源光量(照度和时间)及光波长。通用型的人工光源，光谱近似太阳光，光强满足作物光补偿点以上进行调节。专用型对某段光谱有专门要求，需要各种光源混合调节。作物光合作用兰紫光是基本光谱，红光亦有一定要求。
人工光种类有太阳灯、金属卤化物灯、荧光灯、白炽灯、氖灯。近似太阳光谱但耗电大，又需用去离子水冷却循环，使用管理麻烦。智能人工气候箱使用60盏水冷氮灯。日光色摘灯，光效高SOLm/W符合一般植物生长要求，紫兰光还少一点(波长400-490毫微米占22%，仅有太阳光一半)。缺点是功率太小(250W，400W)，价贵(80元/只)。目前小型人工智能人工气候箱、人工智能人工气候箱，多用它作为通用型光源，如专用型还需用混合光源。铺灯冷负荷小，可不用灯室，需升降架调节照度。本所设计辽宁农科院智能人工气候箱用400W摘灯(1只/mz)。植物光生物学过程的活性度是在光波0.3-0.8nm范围内，比0.3再短的紫外线要杀死植物，比0.8再长的红外线对植物只能起到热作用，对生理无益。
智能人工气候箱要求温湿度条件：控制范围广，可进行程序控制(定值可变)，在控制全区要求高精度，具备理想的温湿度条件。智能人工气候箱空气调节系统(包括冷热源、自动控制)：为了节约运行费用，使用灵活，调节方便，应按房间设置独立空调系统。若有较多个智能光照培养箱，对各个独立的小系统设集中控制室，需在控制室集巾控制、集中检测、自动报警显示、自动记录。在选择空气处理和控制方法时，需要考虑智能人工气候箱特点：系统需长期连续进行，不能中断。设务要可靠，要限制冷冻机启动次数，控制时间延迟，设计时要考虑管理，及维修方便。智能人工气候箱，耗电能大。〔人工智能人工气候箱全年用电1万元，(按支农收费0.1元/度)〕设计时需考虑节能方案。(如充分利用室外新风、季节转换、二次回风等等)。由于人工智能人工气候箱温湿度调节范围大，房间冷热负荷变化大(光源热、太阳辐射)，控制系统能适应高速转换。冷源宜用氟机(漏氨对作物伤害大)。小型宜用独立冷机。送风方式及CO2浓度，智能人工气候箱一般用下送上回的气流组织，用地板孔送风，(因热负荷大，换气次数多达Z00次/时)，回风口一般在房上侧，这种气流组织有利于排出室内热量，送风扩散区在地板以上0.l-0.5米范围内，使用时试验品放在支架上避开这一区域。工作区流速小于。.5米/秒。孔板为镀锌钢板，植物光合作用需要CO2，室内CO2：浓度保证>300ppv}。为此要引进足够的室外空气，定时控制新风、排风、回风比例，时间根据试验要求可调。如用室内CO2：传感器来控制更为有效。加湿及除霜：室内热负荷变化大，如果用定露点法控制，要求高湿房间在室内还需进行补充加湿。补充加湿器国外多用离心式，由于水质要求高(用离于水)，国内使用有困难。电极加湿对水质量亦有要求，一般电极易腐蚀。现用液下泵，喷雾加湿(农用喷咀)，不但灵活而且可靠(加湿器置于孔板下送风静压箱内)，便于自动控制。缺点是水量太小。如用变温水变露点喷雾加湿更为有效(称露点飘移)。室内温度在15℃以下，空调机冷却器表面金属结霜现象，如不除霜就可能堵塞风路，除霜方法很多，除霜过程最好自动控制。另外冷却器选用肋片间距要宽一些(片距6mm以上)。室外近处如有空气污染源，进风口要安装活性炭过滤装置。作物对振动、噪音比较敏感，尽可能考虑避震措施。自然光智能光照培养箱需在玻璃外表面淋水，吸收太阳辐射热。水膜厚0.5cm，可吸收多达85%太阳辐射热(循环水)。
自然光室可按地板面积计算太阳辐射热(各方向射入太阳辐射热被室内主要是植物吸收，这部份热有50%被用作蒸发水份，不增加室内温度)。人工光照系统是在不受自然气候影响，任意再现太阳光(光量及光质)。为了模拟太阳在不同位置、时刻、高度的直射光、晴空光、阴天光，需要变化人工光源光量(照度和时间)及光波长。通用型的人工光源，光谱近似太阳光，光强满足作物光补偿点以上进行调节。专用型对某段光谱有专门要求，需要各种光源混合调节。作物光合作用兰紫光是基本光谱，红光亦有一定要求。
人工光种类有太阳灯、金属卤化物灯、荧光灯、白炽灯、氖灯。近似太阳光谱但耗电大，又需用去离子水冷却循环，使用管理麻烦。智能人工气候箱使用60盏水冷氮灯。日光色摘灯，光效高SOLm/W符合一般植物生长要求，紫兰光还少一点(波长400-490毫微米占22%，仅有太阳光一半)。缺点是功率太小(250W，400W)，价贵(80元/只)。目前小型人工智能人工气候箱、人工智能人工气候箱，多用它作为通用型光源，如专用型还需用混合光源。铺灯冷负荷小，可不用灯室，需升降架调节照度。本所设计辽宁农科院智能人工气候箱用400W摘灯(1只/mz)。植物光生物学过程的活性度是在光波0.3-0.8nm范围内，比0.3再短的紫外线要杀死植物，比0.8再长的红外线对植物只能起到热作用，对生理无益。
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