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红外二氧化碳传感器在温室大棚的应用指导

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发表于 2018-3-30 09:23:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
我国设施农业起步较晚,但发展较快。目前世界塑料大棚和温室面积约36.576万公顷,而我国面积最大,我国塑料大棚和温室的建设面积已经从20世纪90年代初的40多公顷发展到现在近15.67万公顷,占世界42.8%。设施农业同普通农业相比,产业化程度高,效益好,接受新技术的能力强。而大棚80%产值来源于冬、春、秋季,因为这三个季节蔬菜产值高,亩产值2万元—3万元。但这三季由于温室大棚有近5个月限制通风,二氧化碳浓度不足,严重制约了蔬菜产量。

二氧化碳浓度升高不仅能显著提高植物的光合作用效率,同时还能通过扩大光源利用范围来促进植物的光合作用。二氧化碳在空气中的浓度比较稳定,变化不大,一般为0.03%----0.04%,这个浓度在温度25℃以下时,随着温度的提高,光合作用增强,创造的有机物质增多,作物表现出旺盛的生长状态;当温度超过30℃时,光合作用创造的有机物与作物呼吸作用消耗的有机物相同,甚至少于呼吸作用消耗的有机物,作物停止生长。
因此大棚CO2浓度监控就显得很重要,目前市场上比较著名的红外CO2传感器,性能差别不太多,除了GSS的产品是超低功耗外,目前主流的产品功耗都差不多。在农业物联网、无线模块以及电池供电的产品上,英国GSS的COZIR-A是世界上功耗最低的CO2传感器,每秒采样2数据,仅有3.5mW的功耗。
COZIR-A


冬季温室蔬菜生产为了保温的需要,常使大棚处于密闭的状态,造成棚内空气与外界空气相对阻隔。而薄膜的气密性较强,因此在覆盖后棚内土壤水分蒸发和作物蒸腾造成棚内空气高温,如不进行通风,棚内相对湿度很高。当棚温升高时,相对湿度降低,棚温降低相对湿度升高。晴天、风天时,相对温度低,阴、雨(雾)天时相对温度增高。在不通风的情况下,棚内白天相对湿度可达60-80%,夜间经常在90%左右,最高达100%。 棚内湿空气遇冷后凝结成水膜或水滴附着于薄膜内表面或植株上。
然而,在高湿环境下,普通的红外原理传感器的工作湿度范围一般都是95%RH以下,超过这个湿度值的时候,普通传感器很快就输出变成0或者输出满量程。只有通过给传感器加防护罩的方式才能够提供传感器抗湿度的能力。如下图的实例,在电路外围增加外壳,同时增设特殊材质的过滤罩+内置小风扇来防止内部电路凝露。

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