[发明专利]一种温室环境中CO2浓度检测及调控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体浓度检测方法，尤其涉及一种温室环境中CO₂浓度检测及调控方法，属于CO₂浓度检测领域。

背景技术

随着人类社会的进步和科学技术的发展，人们的生活水平得到了迅速提高，工业生产规模也迅速扩大，但同时导致了二氧化碳的排放成倍增长，如温室效应，土地荒漠化程度加速等，严重影响并破坏着人类的生存环境。另外，二氧化碳是作物光合作用的主要原料，其含量合适与否直接影响作物的生长。近年来，随着人们环保意识的增强，科技进步的进步，如何快速检测二氧化碳的含量，削减二氧化碳的排放，已成为各级政府和广大有识之士特别关注的问题，因此研究并设计二氧化碳检测电路具有十分重要的意义。

近年来，随着工业的飞速发展，二氧化碳排放量急剧上升，所造成的温室效应对人类的生存构成巨大的威胁在温室、大棚和密闭的植物工厂等，施加CO₂气肥是增加产量的有效方法。在一定条件下，随着CO₂浓度的升高，光合作用增强。光合速率最大时的CO₂浓度为饱和点，当CO₂浓度超过饱和点过高，则会引起作物异常生长，叶片失绿黄化，卷曲畸形或坏死等。

前检测二氧化碳的方法主要有化学法、电化学法、气相色谱法、容量滴定法等，这些方法普遍存在着价格贵，普适性差等问题，且测量精度还较低。而传感器法具有安全可靠、快速直读、可连续监测等优点。目前各种检测用的二氧化碳传感器主要有固体电解质式、钛酸钡复合氧化物电容式、电导变化型厚膜式等，这些传感器存在对气体的选择性差、易出现误报、需要频繁校准、使用寿命较短等不足。

在种植过程中，人们希望按合理需求量产生CO₂气体，并能够根据环境检测的结果，自动调节CO₂给气量。不论物理法还是化学法制造CO₂，采用开环控制的方法通常不容易达到精确定量的目的，从而影响最佳的生长效果。

例如申请号为“201310047515.2”的一种CO浓度和能见度检测系统及测量方法，包括一个红外热光源，一个双滤波片红外热释电探测器，一个用于测量理想环境下接收到光源光强的参考光路，一个用于测量实际环境下接收到光源光强的测量光路，一个用于 切换两光路的转盘和一个用于数据采集和处理的电路板。该发明实现CO浓度和能见度同时检测，只需一套光路、机械结构和硬件电路，单光源和双元探测器；可以消除散射的红外光、镜头上灰尘和系统零件的吸收造成的误差，测量精确；采用双波长法测气体浓度省去了高浓度气体参比气室，简化了系统结构；该仪器体积小、使用方便。

又如申请号为“201210418670.6”的一种温室环境中CO₂浓度自动调节装置及调节方法。其装置包括CO₂气体控制模块，所述CO₂气体控制模块的输入端分别连接有光强度传感器和CO₂浓度传感器，所述CO₂气体控制模块的输出端连接有CO₂气体发生模块，所述光强度传感器用于采集温室环境的光强度；所述CO₂浓度传感器用于检测温室环境中CO₂浓度；所述CO₂气体控制模块根据所述光强度和所述CO₂浓度进行控制所述CO₂气体发生模块释放CO₂气体。本发明技术方案可以精确控制植物所需CO₂的给定量，且结构简单、易于实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强的温室环境中CO₂浓度检测及调控方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种温室环境中CO₂浓度检测及调控方法，具体包含如下步骤：

步骤1，预先设定温室环境中的正常CO₂浓度参数阈值；

步骤2，将一定波长的红外光穿过温室；

步骤3，采用红外传感器获取穿过温室的输入发光光强度以及输出发光光强度；

步骤4，根据获取的输入发光光强度以及输出发光光强度计算出待测气体中CO₂的浓度，进而通过显示模块实时显示出来，具体计算如下：

I＝I₀exp(-a_mLc)；