[发明专利]一种农田环境臭氧浓度自动调控装置

说明书

技术领域

本发明属于生态与气象环境调控的技术与方法领域，具体涉及一种农田环境臭氧浓度自动调控装置。

背景技术

地表臭氧是光化学烟雾的主要成分，对生物有极其严重的危害。工业化导致近地层大气中臭氧浓度急剧升高，其在近地层大气中浓度平均每年升高0.3％-2.6％。而在某些地区，臭氧污染尤为剧烈，如我国长江三角洲地区的6个大气臭氧监测点从1999至2000年，每天7小时平均臭氧浓度为0.075μL·L^-1，其中最大一小时臭氧浓度接近0.2μL·L^-1。地表臭氧浓度升高对农业生产影响显著，降低农作物光合速率，导致农作物生物量显著下降。

地表臭氧增加对农田生态系统的影响已引起了科学家的广泛关注，并开展了较多的研究工作。研究方法主要是采用臭氧发生器人为产生臭氧，将臭氧通入农田中的开顶箱，以模拟农田环境中臭氧浓度增加。但目前的研究方法存在着一定问题：臭氧浓度难以连续自动调控。实验时开顶箱内的臭氧浓度要么很高，超过实验者的要求浓度，对作物造成很大的伤害，要么浓度很低，没有达到实验者的要求浓度。实验者对臭氧浓度难以控制，实验结果的可靠性也大大降低。因此，需要研制新型装置来解决上述农田环境中臭氧浓度难以控制的问题，为开展臭氧浓度增加对农田生态系统影响的研究工作提供必需的实验装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种农田环境臭氧浓度自动调控装置，实现农田环境中臭氧浓度的自动调控。

一种农田环境臭氧浓度自动调控装置，所述装置包括集气装置、臭氧浓度监测装置、臭氧发生装置、臭氧浓度记录与调控装置，所述集气装置包括至少一个开顶箱，开顶箱内设有布气管，布气管上设有小孔，臭氧浓度监测装置包括至少一个臭氧浓度探测器，臭氧浓度探测器安装在开顶箱内壁上，布气管与臭氧发生装置通过给气管连接，臭氧浓度探测器与臭氧发生装置分别和臭氧浓度记录与调控装置通过数据线连接，由臭氧浓度记录与调控装置控制臭氧发生量和记录开顶箱内臭氧浓度探测器探测的臭氧浓度。

所述开顶箱由不锈钢空心管作为布气管制成圆形框架，框架顶部敞开，以进行气体循环，框架顶部斜壁及侧面装有透光率90％的太阳板；所述给气管为内径2-4cmPVC管。

本发明取得的有益效果：

1、不锈钢空心管材料易弯曲，较方便地做成圆形开顶箱框架，有利于开顶箱内环境的均匀性。

2、将高透光率的太阳板安装在开顶箱框架上，两者共同组成了开顶箱，高透光率的太阳板保证了箱内作物生长所必需的光强和光质，较以往人们常用的普通玻璃、透明聚氯乙烯板、各类聚乙烯薄膜等具有明显的优点。

3、通过臭氧浓度记录与调控装置、电磁阀的控制使开顶箱内臭氧浓度保持在实验者要求的浓度，实现了农田环境中臭氧浓度增加的自动调控，提高了臭氧浓度增加对农田生态系统影响研究实验结果的可靠性。

附图说明

图1为农田环境臭氧浓度自动调控装置示意图

装置主要由开顶箱1、数据线2、给气管3、臭氧浓度探测器4、电磁阀5、电源开关6、臭氧浓度记录与调控装置7和臭氧发生器8组成。

图2为开顶箱内布气管示意图

其中9为布气管，10为小孔。

具体实施方式

实施例1

图1为农田环境臭氧浓度自动调控装置示意图，该装置用来研究地表臭氧浓度增加对冬小麦生长的影响。所述装置包括集气装置、臭氧浓度监测装置、臭氧发生装置8、臭氧浓度记录与调控装置7，在实验中集气装置包括三个开顶箱1，开顶箱1内设有布气管9，布气管9上设有小孔10，小孔10分布在布气管9的左右壁和上壁，直径小于0.5cm，间隔4-5cm，臭氧浓度监测装置包括三个臭氧浓度探测器4，三个臭氧浓度探测器4分别安装在三个开顶箱1内壁上，布气管9与臭氧发生装置8通过内径2cmPVC管连接，臭氧浓度探测器4与臭氧发生装置8分别和臭氧浓度记录与调控装置7通过数据线2连接，由臭氧浓度记录与调控装置7控制臭氧发生量和记录开顶箱1内臭氧浓度探测器4探测的臭氧浓度。

图2为开顶箱内布气管示意图，开顶箱1由不锈钢空心管作为布气管9制成圆形框架，框架顶部敞开，以进行气体循环，框架顶部斜壁及侧面装有透光率90％的太阳板。