Устройство для определения положения жалюзийного экрана

 

Использование: сельское хозяйство, в растениеводстве в сооружениях защитного грунта. Сущность изобретения: устройство для определения положения жалюзийного экрана содержит датчик освещенности с фоточувствительным узлом и усилительным элементом на выходе, установленным на основании полусферического рассеивателя, а также размещнные в рассеивателе микрожалюзи, соединенные с датчиками их положения, которые связаны с программным контроллером и аналого-цифровым преобразователем. Микрожалюзи соединены в секции, объединенные в пары, а фоточувствительный узел выполнен в виде трех фотоэлементов, зоны оптической чувствительности которых расположены соответственно в спектральных диапазонах 400 - 500, 55 - 600 и 600 - 700 нм, при этом соответствующие микрожалюзи различных секций каждой пары расположены напротив друг друга по разные стороны от оси симметрии рассеивателя, а микрожалюзи каждой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффицента пропускания падающего оптического потока соответственно в спектральных диапазонах 400 - 500, 500 - 600 и 600 - 700 нм. Использование изобретения позволяет регулировать спектральный состав естественного и искусственного облучения растений в теплице, что увеличивает урожайность выращиваемых в теплице культур. 1 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к управлению параметрами микроклимата в теплицах.

Известно устройство для определения положения жалюзийного экрана, содержащее датчик освещенности, включающий фоточувствительный узел с усилительным элементом на выходе, установленный на основании полусферического рассеивателя, и размещенные под сводом последнего микрожалюзи, соединенные посредством групповых тяг с выходами их приводов и с датчиками их положения, которые связаны с программным контроллером, при этом выход усилительного элемента соединен с последним через аналого-цифровой преобразователь.

Однако влияние такого устройства на регулирование микроклимата в теплице недостаточно, так как повышается лишь естественная освещенность.

Цель изобретения расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности управления жалюзийными экранами в теплицах с искусственным досвечиванием растений.

Это достигается тем, что в устройстве для определения положения жалюзийного экрана, содержащем датчик освещенности, включающий фоточувствительный узел с усилительным элементом на выходе, установленный на основании полусферического рассеивателя, и размещенные под сводом последнего микрожалюзи, соединенные посредством групповых тяг с выходами их приводов и с датчиками их положения, которые связаны с программным контроллером, при этом выход усилительного элемента соединен с последним через аналого-цифровой преобразователь согласно изобретению, микрожалюзи посредством групповых тяг соединены в секции, объединенные в пары, а фоточувствительный узел выполнен в виде фотоэлемента, зона чувствительности которого расположена в спектральном диапазоне 400-700 нм, при этом соответствующие микрожалюзи различных секций каждой пары расположены напротив друг друга по разные стороны от вертикальной плоскости симметрии полусферического рассеивателя, причем микрожалюзи каждой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания падающего оптического потока в смежных спектральных областях в диапазоне 400-500 нм.

В предпочтительном варианте выполнения устройства микрожалюзи объединены в три пары секций, причем микрожалюзи первой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания оптического потока в спектральном диапазоне 400-500 нм, второй пары секций в области 500-600 нм, а третьей пары секций в диапазоне 600-700 нм.

На фиг. 1 изображено устройство для определения положения жалюзи в теплице с системой искусственного облучения; на фиг. 2 схема устройства; на фиг. 3 четырехэлектродная лампа с системой измерения спектрального состава света; на фиг. 4 узкоспектральный жалюзийный экран, вертикальное положение жалюзи; на фиг. 5 то же, промежуточное положение; на фиг. 6 датчик измерения спектрального состава искусственного света; на фиг. 7 датчик измерения спектрального состава естественного света; на фиг. 8 датчик измерения спектрального состава естественного света; вид сверху.

Устройство для определения положения жалюзийного экрана размещено в теплице 1 под скатами остекленной кровли 2. Теплица 1 оборудована многоярусными узкостеллажными гидропонными установками (МУГУ), на наклонных стойках 3 которых установлены растильни-лотки 4 для выращивания растений 5. Теплица 1 оснащена источниками оптического излучения 6, размещенными вне каркасов установки, и источниками оптического излучения 7, размещенными внутри каркасов. В качестве источников оптического излучения 6 и 7 могут быть использованы ртутные газоразрядные лампы. Устройство содержит датчик освещенности 9, включающий фоточувствительный узел с усилительным элементом на выходе. Датчик освещенности 9 установлен на основании полусферического рассеивателя 10, под сводом которого размещены выполненные в виде светофильтров микрожалюзи 11, 11' и 11", соединенные посредством групповых тяг 12 с выходами их приводов 13 и с герконовыми датчиками 14 их положения, контролирующими угол поворота или длину групповых тяг 12. Датчики 14 связаны с программным контроллером 15, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем 16.

Микрожалюзи 11, 11' и 11" посредством групповых тяг 12 соединены в секции, объединенные в три пары, при этом соответствующие микрожалюзи различных секций каждой пары расположены напротив друг друга по разные стороны от вертикальной плоскости симметрии полусферического рассеивателя 10. Фоточувствительный узел выполнен в виде трех фотоэлементов, зоны оптической чувствительности которых расположены в спектральных диапазонах 400-500, 500-600 и 600-700 нм соответственно. Соответствующие микрожалюзи 11, 11' и 11" различных секций каждой пары расположены напротив друг друга по разные стороны от вертикальной плоскости симметрии полусферического рассеивателя 10, например, микрожалюзи 11 первой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания оптического потока в спектральном диапазоне 400-500 нм, второй пары секции 11' в области 500-600 нм, а третьей пары секций 11" в диапазоне 600-700 нм при этом "суммарно" зоны расположены в спектральном диапазоне 400-700 нм без перекрытия между собой.

Аналого-цифровой преобразователь 16 служит для преобразования аналогового сигнала в цифровой код. Программируемый контроллер 15 предназначен для обработки показаний интегральной естественной освещенности и ее спектральных составляющих в диапазонах 400-500 нм, 500-600 нм и 600-700 нм, запоминания кода датчиков положения 14 микрожалюзи 11, 11' и 11", запоминания интегральной и дифференциальной составляющих естественного излучения от естественного источника света, передачи их на устройство связи 17 с устройства, далее на регулятор совмещенного спектрального состава 18 для перевода жалюзи 19, 19' и 19", установленных под кровельным ограждением теплицы 1 (см. фиг. 2) посредством электроприводов 20 и групповых тяг 21 в положение, обеспечивающее максимальное пропускание естественного света за один оборот заданный спектральный состав света, а также подачи команды на изменение электрической мощности газоразрядных промежутков источника излучения 6 посредством датчиков 22, групповых тяг 21 и шкафа управления 23.

Четырехэлектродная газоразрядная лампа 6 (см. фиг. 3) содержит электроды 24, электрические выводы 25, плазму "синего" света 26 плазму "зеленого" света 27, плазму "красного" света 28. В качестве источника света можно применять лампы типа ДМ4-6000, ДМ4-3000 и ДМ4-750. Источники оптического излучения 7 эксплуатируются при неизменяемом постоянном напряжении и спектральном составе света.

Узкоспектральный жалюзийный экран (см. фиг. 4 и 5) состоит из тяг 21, связанных с электроприводами 20 жалюзи 19, 19' и 19", поворотных кронштейнов 24, подвески 25 и элемента 26, соединяющего группу жалюзи 19, 19' и 19".

Датчики 22 измерения спектрального состава искусственного света (см. фиг. 6) скомпонованы в блок датчиков с выводами электропитания 27.

Фотоэлемент включает датчики измерения спектрального состава (см. фиг. 7, 8). Датчик имеет корпус 28, установленный на подшипнике 29 основания, усилитель 9 с клеммами 30, служащими для вывода электрического сигнала, соответствующего уровню и спектральному составу естественного света. На основании усилителя 9 смонтированы фотодиод 31, размещенный под вращающимся светоизмерительным барабаном 32, имеющим интегральный 33 и узкоспектральные 34, 35 и 36 каналы, а также микропривод 37 датчика, связанный с датчиком положения 14.

Устройство для определения положения жалюзийного экрана теплицы работает по следующему алгоритму.

При определении положения микрожалюзи 11, 11' и 11", обеспечивающего максимальную естественную освещенность в теплице, в начале процесса регулирования определяют по датчикам 14 положения микрожалюзи 11, 11' и 11", затем программируемый контроллер 15 подает сигнал на электроприводы 13, которые перемещают микрожалюзи 11, 11' и 11" из предыдущего положения в соответствии с датчиками положения 14. Обеспечив максимальную естественную освещенность путем поворота жалюзи 19, 19' и 19" на тот же угол, что и микрожалюзи 11, 11' и 11", микрожалюзи останавливаются. При этом в датчике освещенности 8 посредством микропривода 37 интегральный фильтр 33 устанавливается напротив приемника излучения фотодиода 31 в соответствии с датчиками положения 14.

При определении спектральных составляющих естественной освещенности для создания оптимальной совмещенной освещенности теплицы аналого-цифровой преобразователь 16 подает сигнал на поочередной перевод светоизмерительного барабана 32 в положении 34, 35, 36, обеспечивающие их установку напротив приемника излучения 31 и измерения спектpальных составляющих интегрального излучения в областях 400-500 нм, 500-600 нм, 600-700 нм.

Максимальное значение интегральной естественной освещенности с канала 33 датчика 8, спектральные составляющие естественного света в диапазонах 400-500 нм, 500-600 нм и 600-700 нм, соответствующие им коды положения датчиков 14 и 14' записываются в программируемом контроллере 15, после чего вырабатывается команда на перевод микрожалюзи 11, 11' и 11" в положение, обеспечивающее максимальную освещенность, а также передачу спектральных составляющих естественного света в диапазонах 400-500 нм, 500-600 нм и 600-700 нм в регулятор совмещенного спектрального состава 18. С программируемого контроллера 15 через устройство связи 17 с теплицей подается команда на регулятор совмещенного спектрального состава 18, где вырабатывается команда на поворот жалюзи 19, 19' и 19" теплицы посредством электроприводов 20 с помощью тяг 21 в помещение, обеспечивающее максимальное пропускание света за один оборот.

Одновременно регулятор совмещенного спектрального состава 18 посредством датчиков 22 искусственной составляющей совмещенного освещения в диапазонах 400-500, 500-600, 600-700 нм, а также шкафа управления 23 подает команду на лампы 6 в теплице на изменение спектрального состава газоразрядных промежутков, ответственных за области спектра 400-500, 500-600 и 600-700 нм и обеспечивание нормируемой совмещенной облученности.

При поиске положения микрожалюзи 11, 11' и 11", обеспечивающего недостающие спектральные составляющие в областях 400-500, 500-600 и 600-700 нм в совмещенном свете в теплице, программируемый контроллер 15 подает сигнал на электроприводы 13, которые поочередно перемещают жалюзи 11, 11' и 11" из положения, обеспечивающего максимальное пропускание, в положение, обеспечивающее заданный спектральный состав в соответствии с показаниями датчиков естественного спектрального состава 34, 35, 36 и показаниями датчиков искусственного спектрального состава 22 положения жалюзийных экранов 19, 19' и 19".

Использование в устройстве для определения положения жалюзийного экрана в теплице узкоспектральных жалюзи с узкоспектральным приемником естественного излучения дает возможность наряду с достижением максимальной величины естественной освещенности в теплице за один поворот экран регулировать спектральный состав естественной и искусственной составляющих совместного света, что повышает урожайность выращиваемых в теплицах культур.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЖАЛЮЗИЙНОГО ЭКРАНА, содержащее датчик освещенности, включающий фоточувствительный узел с усилительным элементом на выходе, установленный на основании полусферического рассеивателя, и размещенные под сводом последнего микрожалюзи, соединенные посредством групповых тяг с выходами их приводов и с датчиками их положения, которые связаны с программным контроллером, при этом выход усилительного элемента соединен с последним через аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что микрожалюзи посредством групповых тяг соединены в секции, объединенные в пары, а фоточувствительные узел выполнен в виде фотоэлемента, зона оптической чувствительности которого расположена в спектральном диапазоне 400 - 700 нм, при этом соответствующие жалюзи различных секций каждой пары расположены напротив друг друга по разные стороны от вертикальной плоскости симметрии полусферического рассеивателя, причем микрожалюзи каждой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания падающего оптического потока в смежных спектральных областях в диапазоне 400 - 700 нм.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что микрожалюзи объединены в три пары секций, причем микрожалюзи первой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания оптического потока в спектральном диапазоне 400 - 500 нм, второй пары секций - в области 500 - 600 нм, а третьей пары секций - в диапазоне 600 - 700 нм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8