Устройство для управления автоматической

Устройство для управления автоматической

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

235493

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 451, 7/00

Заявлено 10Х! I I.1967 (№ 1178686/30-15) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 16.I.1969. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 26Л .1969

МПК А 01g

УДК 541.144.7(088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Чыыт ов -" ).р Ю В. Крылов

Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева

Автор изобретения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ПОДАЧЕЙ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА И РЕГИСТРАЦИИ СКОРОСТИ

ИЗМЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЕГО К УСТАНОВКАМ

ДЛЯ УЧЕТА ФОТОСИНТЕЗА

Изобретение относится к газоаналитической аппаратуре и предназначено для определения зависимостей фотосинтеза от различных факторов при работе с неотделенным листом.

При определении фотосинтеза часто используют системы замкнутого цикла, которые могут быть большого объема — десятки, сотни литров и более, и системы малого объема— сотни кубических сантиметров. Принципом учета фотосинтеза в этих системах является определение скорости падения концентрации углекислого газа в системе, т. е. определение

ЛСО

tga = где АСО — падение конМ центрации углекислого газа в системе за время Af. При окончательных расчетах вводпгся поправка на объем системы и площадь листьев.

Известны установки такого типа, в которых подача углекислого газа и регистрация скорости изменения его концентрации производится автоматически с помощью электронного потенциометра, на корпусе которого установлен неподвижный контакт, а на каретке — подвижный, и они при замыкании включают подачу СОр.

Такая установка рассчитана на большой объем системы и пригодна для длительного изучения фотосинтеза у целых растений или небольших посевов, а также может быть использована для выращивания растений в контролируемых условиях. Ввиду того, что в установке большого объема подача углекис5 лого газа осуществляется с помощью контактов, включение и отключение которых связано с движением каретки, а время подачи СОр в систему больше инерции установки, данный способ подачи СОр не может быть применен в

10 системах замкнутого цикла с малым объемом, в которых в связи с уменьшением объема системы сильно сокращено время подачи СОзз, и оно намного меньше инерции установки. Например, если в установке с небольшим объе15 мом системы в 445 слтз время подачи СО2 в систему обычно 0,2 — 0,6 сек, а время инерции установки 5 еек, то при использовании контактного способа подачи в систему было бы подано СО2 в 8 — 25 раз больше нормы.

20 Целью изобретения является, во-первых, создание установки замкнутого цикла с небольшим объемом системы и автоматическим поддержанием необходимого углекислотного режима, во-вторых, создание системы учета ско25 рости падения концентрации СОз в системе и, в-третьих, повышение производительности работы.

В предлагаемой установке для учета фотосинтеза в системе малого объема с замкнутым

ЗО циклом устанавливают на корпусе потенцио235493

15 го

3О

5О

ы метра контакт, который через электронное реле включает подачу углекислого газа в систему. Одновременно включается электронное реле времени, после срабатывания которого подача углекислого газа прекращается (пределы работы реле 0,2 — 1,5 сек). При этом совершенно безразлично в каком состоянии находится контакт — в замкнутом или разомкнутом.

При замыкании контакта подачи включается второе реле времени, работающее в более длительном интервале, напри Icp 15 — 120 сек, которое предотвращает повторную подачу СО> в систему в случае, когда контакт замкнут и прп обратном ходе кар .ткп.

Учет фотосинтеза производится по скорости падения СО в системе, т. е. определяют

ACO>/At. Чтобы повысить точность учета фотосинтеза и освободиться от трудоемких ру«ных операций прп обработке данных записи, в корпусе электронного потенцпометра устанавливают протяженный контакт с определенным значением ЛСО, величина которого для данных условий постоянна. Переменная величина At — время, за которое будет изменяться концентрация СО в системе на ЛСО, определяется с помощью регистрирующего время устройства, например печатающего хропографа, работающего с точностью до 0,005 сек.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки для учета фотосинтеза; на фиг. 2 — пример расположения контактов для подачи СО> и отсчета времени (a — вид спереди; б — вид сверху; в — вид сбоку); на фиг. 3 — принципиальная схема самого устройства; на фпг. 4 — пример записи работы (г — установка замкнутого цикла с небольшим объемом, д — установка с большим об ьемом системы) .

Установка замкнутого цикла с малым объемом системы состоит из инфракрасного газоанализатора 1 (см. фиг. 1), электронного потенциометра 2, камеры 8 для об ьекта, устройства 4 для подачи СО>. смесителя 5, предварительного осушителя б, работающего при низкой температуре, например 0 С, окончательного осушителя 7, наполненного химическим реагентом, например обезвоженным хлористым кальцием; фильтра 8, ротаметра и регулятора скорости 9. Установка объединяет два цикла: А — цикл с высокой скоростью воздушных потоков, например 240 л1час, прока,чиваемых помпой 10, Б — цикл низкой скорости потока, например 60 л/час, проходящего через аналитическую кювету газоанализатора и прокачиваемого помпой 11. В устройстве, где происходит подача СО, потоки объединяются и расходятся после прохождения камеры.

Все узлы и детали,.через которые проходят воздушные потоки, соединены трубками, нейтральными по отношению к углекислому газу.

Подача углекислого газа в систему и отсчег времени осуществляются с помощью двух пар контактов; из них два неподвижных контакта укреплены на корпусе электронного потенциометра, например с помощью планки-держателя 12 (см. фиг. 2), а два подвижных контакта г помощью кронштейна 18 прикреплены к каретке. Неподвижный контакт 14, служащий для отсчета времени Л1, удлинен, что соответствует определенному значению ЛСО . Неподвижный контакт 15, обеспечивающий подачу

СО ь систему, имеет обычное устройство, длина его 0,8 — 1,0 лл. Подвижные контакты

16 для отсчета времени и 17 для подачи СΠ—

cKoльзящпе H пзготов IBIoTcH пз устойчивого I< трению материала.

Автоматическое устройство для поддержания режима СО> и отсчета времени предусматривает использование типовых электронных реле 18 и 19, электронных реле времени 20, 21 и хронографа 22. Прп замыкании контактов

14 и lб (см. фиг. 2 и 3), служащих для отсчета времени Ai, включается электронное реле

18, замыкаются нормально разомкнутые контакты 28 и 24. Через контакт 28 обеспечивается питание реле 18, а через контакт 24 включается хронограф, отключение которого происходит после размыканпя контактов 14 и lб.

Подача СО в систему обеспечивается контактами 15 и 17. Прп их замыкании срабатывает электронное реле 19 и замыкаются контакты 25 — 27. Контакт 25 обеспечивает питание реле 19, с помощью контакта 2б включается реле времени 20, работ",þùåå в короткие интервалы времени, например 0,2 — 1,8 сек, и открыьаются электромагнитные клапаны 28 и 29, с помощью которы.: подается углекислый газ в систему. Отключение клапанов происходит после срабатывания реле времени 20.

Одновременно с включением реле 19 включается электронный блок для предотвращения повторного включения магнитных клапанов и хронографа. Ьлок состоит пз электронного pe;Ic времени 21 и реле 80. !забота блока oc) ществляется следующим образом: при сраба. тывапип электронного реле 19 замыкается контакт 27, включающий реле 80, при этом замыкается контакт 31, который обеспечивает ппт lliHp электронному реле времени 21 и реле

80. Прп срабатывании реле 30 размыкаются нормально замкнутые контакты 82 и 88, чем предотвращается повторное включение хронографа и системы подачи углекислого газа. По истечении определенного времени, необходимого для возвращения каретки в исходное положение, срабатывает реле времени 20, размыкается нормально замкнутый контакт 84 и отключается реле 80, при этом размыкается контакт 81, отключая реле времени 21, и замыкаются контакты 82 и 88. Устройство приходит в исходное положение и готово к новому циклу.

Применение специального автоматического устройства для подачи СО> и блока, предотвращающего повторное включение подачи

СО, связано с отличием режима работы установки замкнутого цикла и малого объема системы от установки с большим объемом.

235493

15

В установке большого объема подача начинается в точке а (см. фиг. 4) при замыкании контакта подачи. Подача идет в течение длительного промежутка времени, она продо 1жается весь период инерции прибора а — b (25 сек и более) и выключается при обратном ходе каретки в точке с. b — d — обратный ход каретки. Зона d — е — выравнивание концентрации СО в системс. е — f — падение концентрации СО» в системе за счет фотосинтеза.

Особенность системы: длительное время подачи СО, относительно небольшой участок выравнивания ко:-1центрации СО, в системе, процесс поглощения СО, из системы идет медленно — один цикл около 20 мин.

В установке малого объема углекислый газ также подается при замыкании контакта подачи в точке g, но подача СО идет очень короткий промежуток времени, обычно менее

1 сек, за это время контакт подачи еще не успевает разомкнуться. Однако повторная подача не происходит, так как блок (реле 21 и 80, фиг. 3) предотвращает повторное включение с помощью контакта 88. Участок g — h характеризует инерцию установки, h — i — возврат каретки в исходное положение, i — k — выравнивание концентрации в системе, что определяется соразмерностью объемов аналитической кюветы и всей системы, k — а — падение концентрации СО. в системе за счет фотосинтеза. Участок l — m — графическая запись величины ЛСО /М, где ЛСО. соответствует длине контакта 14, а время замыкания контактов

Л/ измеряется хронографом.

Сокращение объема системы является необходимым условием для создания производительной установки, а обеспечение автоматической подачи СО в систему небольшого объема и автоматический отсчет времени (At) падения концентрации СО. на участке ЛСО достаточно, чтобы обеспечить необходимую точность, надежность и достаточную производительность установки. Все это привело к сокрашению цикла (от подачи до подачи С02) до

30 — 35 сек.

Уменьшение объема системы и сокращение времени одного цикла, высокопроизводительная работа установки позволяют использовать данную установку с системой малого объема и замкнутым циклом в опытах по изучению фотосинтеза у единичного неотделенного листа растения, Возмо>кность размещения контакта в гнобом месте шкалы позволяет изучать фотосинтез при разли шом углскислотном режиме.

Автоматическое поддержание этого режима

СО, позволяет определять световые кривые фотосинтеза, изучать температурные и другие зависимости фотосинтеза.

Использование точно работающих хронографов значительно повышает точность определения и уменьшает случайнуfo ошибку, которая для установки в целом составила 2,5",;, и складывалась из ошибки газоанализатора 1,0 "/О, хронографа 0,25",, и ошибки, зависящей от нсвыравнсниости концентрации СО, в воздушI .ом потоке, поступающем в аналитическую кювету газоанализатора. 1>25",,. Хорошая герметичность всех узлов Il использование материалов, препятствуloIIJHx диффузии СО из ок1>ужяю1цей атмосферы сделало незначительным дрейф установки, который у нуля прибора составил 0,0005, о СО> по объему за 12 11ин, чем можно пренебрегать при обычных отсчетах фотосинтеза.

Предмет изобретения

1. Устройство для управления автоматической подачей углекислого газа и регистрации скорости изменения концентрации его к установкам для учета фотосинтеза, содержащее электронный потсициометр, ня корпусе котороГО закреплены неподви>кн1>lе контакты, BK Hloчающие подачу углекислого газа при замыкаHHH с контяктол1, рясположенн1>1м ня кяретlсе потенциометра, отлачающееся тем, что, с целью автоматического поддержания заданного углекислотного режима в системах малого зя >1кн > тым циклом> OHO снябжeHo двумя реле времени, связанными с контактом включения подачи углекислого газа, одно из которых отключает подачу углекислого газа, а другое с большей уставкой времени предотвращает повторную подачу.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, fTo, с целью более эффективного учета скорости изменения концентрации углекислого газа, на корпусе потенцпометра установлен дополнительный протяженный контакт, длина которого соответствует определенному значению изменения копцентрации, а устройство снабжено печатающим хронографом, учитыва101цим Время прОхо>кдения x 1 HÇятсл11 каретки вдоль этого контакта.

235493 ыг 3

Л7ми

 — Ч

00b5 а055

Составитель В. Дементьев

Редактор В. Н. Торопова Техред Л, В. Куклина

Корректор 3. И. Тарасова

Заказ 743/9 Тираж 465 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2