[发明专利]一种为开顶式植物生长同化箱持续供应CO2的装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，具体的说是一种为开顶式植物生长同化箱持续供应CO₂的装置。

技术背景

自工业革命以来，大气CO₂浓度从280ppm增加到现在370～380μmol/mol，据预测，到2100年大气CO₂浓度将增至540～970μmol/mol。大气CO₂升高对陆地生态系统的影响在植物方面表现为影响其生理过程、生长、扩散和繁衍，在生理层面上，CO₂浓度升高会增加植物叶片的光合速率、降低气孔导度、提高水分利用率。研究植物对CO₂浓度升高的响应对于揭示气候变化对陆地生态系统的影响具有重要意义。

研究大气CO₂浓度升高对植物的影响，需要在一个稳定的已知CO₂浓度环境中进行。开顶式植物生长同化箱是一种用来研究CO₂浓度升高与植物生长之间关系的气体环境模拟装置。开顶式植物生长同化箱是由透明结构围成的实验空间，其顶部敞开与外界空气相通，通过供气设备和气体控制设备改变气室内特定气体的浓度，以达到模拟环境变化的效果。开顶式植物生长同化箱自Heagle等和Mandle等于1973年首次报道以来，在随后的30多年里得到广泛的应用，在生态学和生物学研究的各个领域开始被日益重视。陈淑元等于1983年首先把开顶式植物生长同化箱介绍到国内，此后王春乙、陈法军、郑启伟等先后自行设计，并从气室形状结构、布气方式等方面进行了优化，杨术明等开发了一种基于射频通讯模块nRF2401的CO₂浓度自动控制系统。

但上述改进和开发均是在以钢瓶作为供气容器，通过CO₂减压阀将CO₂气体送入开顶式植物生长同化箱作为供气方式，在气源选择和供气方式上，没有改进。以钢瓶作为供气气源，由于钢瓶属于高压危险品，因此在使用和运输中存在危险性，同时气源价格昂贵，造成开顶式植物生长同化箱运行成本增加。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种造价低廉，运行成本低、使用方便，CO₂供应稳定、浓度控制准确的为开顶式植物生长同化箱持续供应CO₂的装置。

为了实现这一目的，本发明提供如下解决方案：

一种为开顶式植物生长同化箱持续供应CO₂的装置，该装置由气体发生系统和浓度控制系统组成。

气体发生系统包括酸液池1、反应池3、过滤池5和气体均衡释放器14通过导液管8和导气管91、92等连接而成，浓度控制系统包括CO₂浓度分析仪15、电脑17和电磁阀19通过数据线16和控制电线18等连接构成。

酸液池1内装有稀酸2并装有盖子12，稀酸2经导液管8注入反应池3，导液管8要求插入反应池3底部；反应池3内装有石灰石4并装有橡胶塞71，石灰石4与稀酸2反应释放的CO₂由导气管91输送到过滤池5。过滤池5内装有饱和NaHCO₃溶液6，导气管91插入到饱和NaHCO₃溶液6内，过滤从反应池3挥发的酸性气体，过滤后的CO₂气体再由导气管92输送到安装在开顶式植物生长同化箱13内的气体均衡释放器14。

开顶式植物生长同化箱13内安装有CO₂浓度分析仪15，CO2浓度分析仪15由数据线16与电脑17相连，CO₂浓度数据传输到电脑17，电脑17与安装在导液管8上的电磁阀19由控制电线18相连。由电脑17内程序控制电磁阀19开关。

所述的稀酸2可以是稀盐酸或稀硫酸，稀酸浓度控制在0.1-1mol/L。反应池3内石灰石4较稀酸2是过量的，直径大小控制在0.3-3cm。

在反应池3底部可以装有排液管10，排液管10上装有阀门11，可以将反应后的废液排出。

气体均衡释放器14由塑料软管制成，上有多个0.1-0.2cm口径小孔，均匀分布在开顶式植物生长同化箱13内，以保证CO₂可以均匀释放到开顶式植物生长同化箱13内。

采用本发明所述的为开顶式植物生长同化箱持续供应CO₂的装置，造价低廉，运行成本低、使用方便，CO₂供应稳定、浓度控制准确。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；