Устройство для измерения интенсивности фотосинтеза растений в герметичной камере

 

Союз Советских

Социалистическими

Респу6пи к ()650555

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) ЗаЯвлеио1о,о5.76 (21) 2360378гзо-15 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.79.Бюллетень Л" 9

Дата опубликования описания 07.03.79 (51) М. Кл.

А 01 G 7/00

Государственный комитет

СССР оо делам нзо5ретеннй н открытий (53) УДК 541.144. .7: 681,2 (088.8) Ю. A. Беркович, В, Л. Короут, К. Б. Норкин, О. Б. Суслова и И. В. Тиме (?2) Авторы изобретения

Институт медико-биологических проблем и Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ

ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ В ГЕРМЕТИЧНОЙ КАМЕРЕ

Изобретение относится к измерительной технике, применяемой при исследованиях по физиологии растений для определения интенсивности фотосинтеза растений. Оно может найти применение также в растениеводстве.

Известны измерительные устройства, которые интенсивность фотосинтеза в герметичной камере измеряют по скорости уменьшения концентрации углекислого газа за счет ассимиляции СО2 растениями (!).

Известно также устройство для измерения интенсивности фотосинтеза растений, включающее газоанализатор, соединенный с камерой трубопроводами, электронный потенциометр с задатчиком, регистратор и механизм дискретной подачи СО2 в камеру (2).

Скорость фотосинтеза в таких системах измеряется по средней скорости падения концентрации СО за промежуток времени Л t, т. е. определяется величина tga = Ь СОд/Л t, где и СОе — падение концентрации углекислого газа в системе за время Ь t. Отсчитываемая величина Ь СО2 в системе поддерживается постоянной с помощью удлиненного контакта, установленного на корпусе элекгронного потенциометра, показывающего текущее значение концентрации СОд в системе, а время, за которое концентрация

СО уменьшится на это значение Л СОд, измеряется печатающим хронографом.

Однако известное устройство не позволяет регистрировать непрерывно величину интенсивности фотосинтеза растений в замкнутой системе. Кроме того, уменьшение величины СОе вызывает резкое увеличение ошибок в определении инстенсивности фотосинтеза за время д 1 при неизменной точности отсчета Л СОл и Л t.

Целью изобретения является уменьшение потерь информации и повышение точности текущих значений интенсивности фотосинте1S за в широком диапазоне концентраций СОд.

Цель достигается тем, что между выходом газоанализатора и входом регистратора последовательно установлены согласующий усилитель, частотный фильтр и аналоговое дифференцирующее звено. При этом выход аналогового дифференцирующего звена соединен сс входом регистратора устройства через контакты управляющего реле, обмотка которого соединена с выходом механизма

650555

Формула изобретения

55 дискретной подачи СО», а ко входу согласуютего усилителя подключен выход потенциометра смещения, движок которого механически связан с задатчиком электронного потенциометра.

При таком соединении из сигнала изменения концентрации СО» вычитается большая постоянная составляющая, пропорциональная положению задатчика концентрации СО» на электронном потенциометре, и появляется возможность усиления и фильтрации от помех сигнала фотосинтеза в широком диапазоне концентрации СО» в камере.

На чертеже показана функциональная схема предложенного устройства.

Пневматический выход механизма 1 дискретной подачи СО» соединен с вегетационной камерой 2 с растениями, подключенной через газовую магистраль к газоанализатору СО» 3. Выход газоанализатора подсоединен к электронному потенциометру с задачиком 4, выход которого соединен со входом механизма 1. Блоки 1 — 4 составляют установку с автоматической подачей СО».

Выход ггзоанализатора СО» 3 соединен также с одним входом согласуюгцего усилителя

5, другой вход которого соединен с потенциометром смещения 6. Движок потенциометра смещения механически соединен с задатчиком электронного потенциометра. Выход согласующего усилителя 5 соединен со входом частотного фильтра 7, а выход последнего— с аналоговым дифференцирующим звеном 8.

Выход звена 8 через контакты управляющего реле 9 соединен с регистратором 10.

Обмотка управляющего реле 9 соединена с выходом механизма 1.

Устройство работает следующим образом.

После подачи с помошью механизма 1 дозы углекислого газа в вегетационную камеру 2 концентрация СО» в последней возрастает до заданного значения. В результате фотосинтеза растений концентрация СО» в вегетационной камере начинает уменьшаться. Текушее значение концентрации измеряется газоанализатором СО» 3, причем выходной сигнал его подается на электронный потенциометр 4 и параллельно — на вход согласуюгцего усилителя 5. На второй вход согласующего усилителя 5 подается с помошью потенциометра смещения 6 отрицательное напряжение смещения, пропорциональное значению исходной концентрации СО» в вегетационной камере 2, т. е. положению задатчика электронного потенциометра.

Сигнал на выходе согласующего усилителя 5 в среднем пропорционален (с большим коэффициентом усиления) разности текущего и исходного значения концентрации СО» в вегетационной камере 2. Однако этот сигнал содержит также и высокочастотные помехи, обусловленные как колебаниями давления и температуры газа в вегета5

1О

2О

ЗО

4О

45 ционной камере 2 и кюветах газоанализатора 3, так и кратковременными колебаниями в электроцепях питания при включении и выключении электроустройств и оборудования. Частотный фильтр 7 подавляет эти помехи, которые в противном случае усиливались бы при дифференцировании, в результате на выходе аналогового дифференцирующего звена 8 получают сигнал, пропорциональный первой производной от концентрации СО» в вегетационной камере 2 по времени, т. е. интенсивности фотосинтеза.

В период между подачей доз СО» механизмом 1 в вегетационную камеру 2,контакты управляющего реле 9 остаются замкнутыми, и сигнал с выхода аналогового дифференцируюшего звена 8 проходит через них на регистратор 10. Когда концентрация СО» в вегетационной камере 2 достигает исходного значения, контакт на каретке электронного потенциометра 4 замыкается с контактом задатчика исходного значения СО», и механизм 1 подает в вегетационную камеру 2 очередную дозу углекислого газа. Изменение величины доз в устройстве практически не влияет на показания интенсивности фотосинтеза. В момент начала подачи дозы СО» с выхода механизма 1 поступает электрический сигнал на запуск управляющего реле 9, которое размыкает контакты на время выдержки. Время выдержки принимается равным времени переходного процесса частотного фильтра, которое зависит от реализации фильтра и обычно превышает время подачи. дозы СО» в вегетационную камеру 2 и время выравнивания концентрации СО» по объему камеры (при принудительном перемещении).

Механизм подачи СО» является дискретным дозатором, включаемым по сигналу замыкания контактов на каретке и стрелке задатчика исходного значения концентрации СО» в электронном потенциометре 4. Использование поедложенного устройства позволяет измерять текушее значение интенсивности фотосинтеза растений в закрытых системах, увеличивает чувствительность и точность газометрического метода исследования фотосинтеза растений, позволяет изучать быстрые переходные процессы фотосинтеза растений, что необходимо для многих научных исследований.

Устройство для измерения интенсивности фотосинтеза растений в герметичной камере, включающее газоанализатор, соединенный с камерой трубопроводами, электронный потенциометр с задатчиком, регистратор и механизм дискретной подачи СО» в камеру, отличающееся.тем, что, с целью уменьшения потерь информации и повышения точности измерения текущих значений интенсивности фотосинтеза в широком диапазоне концент650555 раций СОа,между выходом газоанализатора и входом регистратора последовательно установлены согласующий усилитель, частотный фильтр и аналоговое дифференцирующее звено, при этом выход аналогового дифференцирующего звена соединен со входом регистратора через контакты управляющего реле, обмотка которого соединена с выходом механизма дискретной подачи СОя, а ко входу согласующего усилителя подключен выход потенциометра смещения, движок которого механически связан с задатчиком электронного потенциометра.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе

5 1. Вознесенский В. г1. и др. Методы исследования фотосинтеза и дыхания растений. М-Л., «Наука», 1965, с. 306.

2. Авторское свидетельство Хо 235493, кл. А Ol G 7/00, 1967.

ffanpsrsenue

cwezqewuw салтан

Составитель Е. Карев

Редактор Т. Орловская Техред О. Луговая Корректор М. Рягвко

Заказ 657/2 Тираж 965 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета ССс Р по делам изобретений и открыл нй

1 I 3035, Москва, )К-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4