人工氣候室未來發(fā)展之路
文章來源：本站 發(fā)布時間：2020-12-11 閱讀次數(shù)：次
人工氣候室大家應(yīng)該有所了解，簡單來說，它就是能人工控制光照、溫度、濕度、氣壓和氣體成分等因素的密閉隔離設(shè)備，又稱可控環(huán)境實驗室。在不受外界條件干擾的情況下，人為地在室內(nèi)再現(xiàn)生物或人類有關(guān)的各種自然條件的實驗設(shè)施。至今已有幾十年的發(fā)展歷史。
世界上第一個人工氣候室是美國著名的植物生理學(xué)家、園藝學(xué)家溫特教授于1949年在加里福尼亞的帕薩迪納主持建造的。人工氣候室的出現(xiàn)是生物學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒炇侄蔚囊淮胃锩?，大大加快了生物研究的進程，引起了世界各國的高度重視。
七十年代以來，人工氣候室已廣泛應(yīng)用于生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、海洋、宇宙等各個研究領(lǐng)域，作為研究工作的一項重要設(shè)施，特別是農(nóng)業(yè)技術(shù)措施方面的應(yīng)用更為廣泛。例如農(nóng)業(yè)的加代繁殖，耐寒性育種，病蟲害規(guī)律研究和防治，作物生理、蔬菜栽培、水產(chǎn)養(yǎng)殖研究，以及家禽家畜遺傳，環(huán)境設(shè)施、代謝與詞料標準、棚舍最適環(huán)境等等研究都有較多的應(yīng)用。
人工氣候室在我國出現(xiàn)比較晚，1964年開始研究設(shè)計，于1973年在中國科學(xué)院上海植物生理研究所投產(chǎn)。一七十年代后期也相繼生產(chǎn)了一些小型人工氣候箱。發(fā)展到現(xiàn)在的21世紀，人工氣候室的研究已經(jīng)達到了先進的水平，例如智能人工氣候室，當然也能簡單稱之為植物生長室，儀器模擬自然界的各種氣象條件，保證植物正常的生長、發(fā)育。研制的FPID控制模式的智能微電腦人工氣候室控制系統(tǒng)，具有控溫、控濕、控光和時間程控等功能。
人工氣候室由控制室、空氣處理室和環(huán)境實驗室三部分組成控制室內(nèi)裝有控制各種因素的調(diào)節(jié)器和巡測器，調(diào)節(jié)器指示所需要的各種環(huán)境因素的正定值，并根據(jù)巡測器連續(xù)不斷地檢測環(huán)境實驗室的實際值與正定值之間的偏差，自動發(fā)出動作信號分別傳遞給各種執(zhí)行機構(gòu)（如熱源、冷源、光源、氣體成分控制系統(tǒng)）進行動作；空氣處理室內(nèi)裝有空氣過濾器、熱源、冷源、除濕器、加濕器等設(shè)備，這些設(shè)備按控制室內(nèi)調(diào)節(jié)器的指令動作；環(huán)境實驗室內(nèi)裝有電光源和監(jiān)測光、溫度、濕度、氣體成分等因素的感應(yīng)元件，并與巡測器相連接，將各感應(yīng)到的實際值傳給巡測器轉(zhuǎn)到控制室的調(diào)節(jié)器上進行偏差識別。按此路線反復(fù)循環(huán)使環(huán)境實驗室中的實際值與調(diào)節(jié)器上的正定值相同。人工氣候室常用于研究環(huán)境條件對生物生命活動的影響，也可用于某些生物的栽培馴化、育種等工作。其規(guī)模及可控條件則根據(jù)需要確定。
目前人工氣候室可分成三種類型：綜合利用型、專用型和小型生長箱。綜合利用型一般是以中央控制方式來控制生長室內(nèi)的各種環(huán)境因素，進行多因子或者單因子的綜合研究；專用型規(guī)模比前者小，可以分室控制，條件易變，一般進行單因于研究；小型生長箱體積小、經(jīng)濟，適十小規(guī)模研究試驗。以采光的方式論，又可分為人工光照型和自然光照型兩種。雖然人工光照型存在投資大、耗能多、運行費高等問題，但是對于大型企業(yè)和企事業(yè)科研單位來說，人工氣候室還是最佳的實驗儀器。
市場上銷售的人工氣候室，大多數(shù)采用的是傳統(tǒng)的模擬電路與小規(guī)模數(shù)字電路，一般測量點到控制器的連接方式為點到點方式，采集節(jié)點與控制器之間的需要復(fù)雜的接線、布線繁瑣，并且抗干擾能力較差，工作不穩(wěn)定，導(dǎo)致系統(tǒng)測試精度低。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們開始將無線通信技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)包括人工氣候室的監(jiān)控系統(tǒng)中，在國外已經(jīng)有很多應(yīng)用成功的例子。但是目前絕大多數(shù)的應(yīng)用只是簡單地使用了無線連接代替小部分的有線連接，所以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢將勢必是人工氣候室測控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
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