一种用于植物气体分析的密闭装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及了一种用于植物气体分析的密闭装置，主要由植物生长室１、气体管道２、气体冷却室３、液体收集器４、循环水泵５、气体分析器６、光照系统７组成，其特征在于：植物的生长空间是完全密闭的，光照、温湿度、风速、水分灌溉等培养条件可以根据实验需要进行合理的调控。本装置的有益效果是：具有密闭性好，抗外界干扰能力强，光照、温湿度、风速、水分灌溉等条件可调控，有利于研究植物在密闭条件下的气体释放和气体转化规律。本实用新型专利技术可应用于空间站、空间永久基地等密闭系统研究，也可应用于地面温室、空气净化等植物气体研究领域。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种植物气体分析的密闭装置，特别适用于进行植物的气体释放和气体转化规律研究。
技术介绍
在自然界中植物扮演非常重要的作用，吸收CO2、提供O2，与此同时还释放一些微量气体。植物良好的生长离不开光照、温度、湿度、空气、水分、营养等条件。在开放条件下，很难进行植物的气体释放和气体转化测试，在密闭的条件下其环境条件又很难满足，现有的密闭条件下植物的气体释放和气体转化规律研究的密闭装置，存在光强、温湿度、风速等培养条件不可调控的缺点。
技术实现思路
本技术涉及了一种用于植物气体分析的密闭装置，其目的是为了克服现有技术的不足，提供一种密闭性好，光照、温湿度、风速、水分灌溉等培养条件可调控的装置。为了达到上述目的，所采用的技术方案是：密闭装置由植物生长室(1)、气体管道(2)、气体冷却室(3)、液体收集器(4)、循环水泵(5)依次顺序密闭连接，其中植物生长室(1)外部上方置有光照系统(7)，植物生长室(1)外部与气体分析器(6)连接，气体冷却室(3)外部与控温水箱(10)连接。所述的植物生长室(1)内植物栽培基质为土壤(19)，基质厚度为5～40cm，基质底部有筛网(16)，筛网(16)孔径为1～20mm，筛网(16)距离植物生长室(1)底部高度为1～20cm，基质上方有气体温湿度仪(21)。所述的气体管道(2)中设有风扇(22)，风扇(22)的风速为0.1～5.0m/s，气体管道(2)具有伸缩性，气体管道(2)的左端与植物生长室(1)相连接，气体管道(2)的右端与气体冷却室(3)相连接。所述的气体冷却室(3)内部设有热交换器(9)，热交换器(9)与密闭装置外部的控温水箱(10)连接，植物生长室(1)的热空气经风扇(22)与热交换器(9)接触时降温形成冷凝液，经降温后的气体返回植物生长室(1)，密闭装置内的温度因此可以调控在20～40℃范围内，湿度控制在50％～90％范围内。所述的气体冷却室(3)的上面有压力表(8)，可以检验密闭装置的气密性和装置内部的压力变化，气体冷却室(3)的下面与液体收集器(4)连接处设有阀门(12)和冷凝液采样-->口(3)，可以用来取样分析冷凝液的性质。所述的液体收集器(4)可以将热空气经过热交换器(9)时产生的冷凝液体集中起来，液体收集器(4)内有指示液体容量的刻度标(14)和液体取样孔(13)，液体取样孔(13)距离液体收集器(4)底0.1～10cm。所述的循环水泵(5)可以将液体收集器(4)中的水通过水管(15)注入植物生长室(1)内的基质(19)中，基质(19)中设有湿度传感器(17)和水位传感器(18)，它们可以用来调控循环水泵(5)的工作，当基质湿度低于设定值时，水泵(5)开始工作向基质注水，当水位达到传感器(18)时，水泵停止注水，多余的水通过水管(15)返回至液体收集器(4)中，可以通过取样孔(13)进行灌溉液体的取样分析。所述的光照系统(7)由LED红光和蓝光组成，可以根据植物气体研究不同需求，调节光强0～2000μmol·m-2·s-1。所述的植物生长室(1)两侧有2～5个气体检测端口(20)，可以连接气体分析仪器(6)进行在线检测，也可以取气体样品另行分析。本装置主体材料采用有机玻璃制作，装置体积在10L～100L，所有连接处均严格密封，装置密封度高。本装置的有益效果是：具有密闭性好，抗外界干扰能力强，光照、温湿度、风速、水分灌溉等培养条件可调控，有利于研究植物在密闭条件下的气体释放和气体转化规律。附图说明图1：本技术的装置结构示意图具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方案加以说明。一种用于植物气体分析的密闭装置，主要密闭装置由植物生长室(1)、气体管道(2)、气体冷却室(3)、液体收集器(4)、循环水泵(5)依次顺序密闭连接，其中植物生长室(1)外部上方置有光照系统(7)，植物生长室(1)外部与气体分析器(6)连接，气体冷却室(3)外部与控温水箱(10)连接。设计的密闭装置植物生长室(1)为直径30cm的圆柱体，高为100cm，上下两层间用法兰紧密连接，通气管道(2)内径为8mm，长度为40cm，气体冷却室(3)采用圆柱式设计，内径15cm，底部为圆锥设计，总体高度100cm，气体冷却室(3)连接液体收集器(4)，整-->体密闭空间为36.28L，整个装置气密性好。进行试验的植物为叶用莴苣，进行检测的代表气体为O2和CO2。植物生长室(1)内植物栽培基质为土壤(19)，基质厚度为10cm，基质底部有筛网(16)，筛网(16)的孔径为5mm，筛网(16)距离植物生长间底部高度为2cm。气体管道(2)中设有风扇(22)，风扇(22)的风速为1.0m/s，气体管道具有伸缩性，气体管道(2)的左端与植物生长室(1)连接，气体管道(2)的右端与气体冷却室(3)相连接，风扇孔径为8mm.长度为40cm。气体冷却室(3)内部设有热交换器(9)，热交换器(9)与密闭装置外部的控温水箱(10)连接，植物生长室(1)的热空气经风扇(21)与热交换器(9)接触时降温形成冷凝液，经降温后的气体返回植物生长室(1)，密闭装置内的温度因此可以调控在28～30℃范围内，湿度控制在75％～80％。气体冷却室(3)的上面有压力表(8)，从读数观察得知实验过程中气密性很好。气体冷却室(3)的下面与液体收集器(4)连接处设有阀门(13)和冷凝液采样口(14)，可以用来取样分析实验过程中冷凝液的体积和性质。液体收集器(4)可以将热空气经过热交换器(9)时产生的冷凝液体集中起来，液体收集器(4)内有指示液体容量的刻度标(14)和液体取样孔(13)，液体取样孔(13)距离液体收集器底2cm。循环水泵(5)可以将液体收集器(4)中的水通过水管(15)注入植物生长室(1)内的基质(19)中，基质(19)中设有湿度传感器(17)和水位传感器(18)，它们可以用来调控循环水泵(5)的工作，当基质湿度低于设定值70％时，水泵(5)开始工作向基质注水，当水位达到传感器(18)时，水泵停止注水，多余的水通过水管(15)返回至液体收集器(4)中，可以通过取样孔(13)进行灌溉液体的取样分析。光照系统(7)由90％的LED红光和10％的LED蓝光组成，调节光强为150μmol·m-2·s-1。植物生长室(1)两侧有2个气体检测端口(20)，连接气体分析器(6)设定为进行O2和CO2的在线分析检测。由上述内容可清楚地知道密闭装置的结构组成和相互关系，也知道了实验的代表植物为莴苣，测试气体为O2和CO2，培养条件为光强150μmol·m-2·s-1，空气温度28～30℃，空气湿度为75％～80％，基质湿度为70％，风速为1.0m/s。首先，在密闭反应器内只有土壤基质，基质湿度70％，基质面积7.0650m2，测试周期24h.-->实验结果为CO2的生成速率1.8306g·m-2·day-1，O2的消耗速率4.3509g·m-2·day-1。然后，在密闭反应器内移栽3棵已长有12片叶子的莴苣，待莴苣完全恢复生长稳定时，将装置密闭进行气体测试，试验周期24h。实验结果：CO2的生成速率0.02636g·m-2·day-1，O2的消耗速率0.01917g·m-2·day-1。一种用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于植物气体分析的密闭装置，其特征是：密闭装置由植物生长室（１）、气体管道（２）、气体冷却室（３）、液体收集器（４）、循环水泵（５）依次顺序密闭连接，其中植物生长室（１）外部上方置有光照系统（７），植物生长室（１）外部与气体分析器（６）连接，气体冷却室（３）外部与控温水箱（１０）连接。

【技术特征摘要】
1、一种用于植物气体分析的密闭装置，其特征是：密闭装置由植物生长室(1)、气体管道(2)、气体冷却室(3)、液体收集器(4)、循环水泵(5)依次顺序密闭连接，其中植物生长室(1)外部上方置有光照系统(7)，植物生长室(1)外部与气体分析器(6)连接，气体冷却室(3)外部与控温水箱(10)连接。2、根据权利要求1所述的用于植物气体分析的密闭装置，其特征是：植物生长室(1)内植物栽培基质为土壤(19)，基质厚度为5～40cm，基质底部有筛网(16)，筛网(16)孔径为1～20mm，筛网距离植物生长室(1)底部高度为1～20cm，基质上方有气体温湿度仪(21)。3、根据权利要求1所述的用于植物气体分析的密闭装置，其特征是：气体管道(2)中设有风扇(22)，风扇(22)的风速为0.1～5.0m/s，气体管道(2)具有伸缩性，气体管道(2)的左端与植物生长室(1)相连接，气体管道(2)的右端与气体冷却室(3)相连接。4、根据权利要求1所述的用于植物气体分析的密闭装置，其特征是：气体冷却室(3)内部设有热交换器(9)，热交换器(9)与密闭装置外部的控温水箱(10)连接，植物生长室(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红，邢一东，于承迎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]