濃度檢測及調控方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣體濃度檢測方法，尤其涉及一種溫室環(huán)境中co2濃度檢測及調 控方法，屬于〇)2濃度檢測領域。
【背景技術】
[0002] 隨著人類社會的進步和科學技術的發(fā)展，人們的生活水平得到了迅速提高，工業(yè) 生產規(guī)模也迅速擴大，但同時導致了二氧化碳的排放成倍增長，如溫室效應，土地荒漠化程 度加速等，嚴重影響并破壞著人類的生存環(huán)境。另外，二氧化碳是作物光合作用的主要原 料，其含量合適與否直接影響作物的生長。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，科技進步的 進步，如何快速檢測二氧化碳的含量，削減二氧化碳的排放，已成為各級政府和廣大有識之 士特別關注的問題，因此研宄并設計二氧化碳檢測電路具有十分重要的意義。
[0003] 近年來，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，二氧化碳排放量急劇上升，所造成的溫室效應對人 類的生存構成巨大的威脅在溫室、大棚和密閉的植物工廠等，施加co2氣肥是增加產量的有 效方法。在一定條件下，隨著co 2濃度的升高，光合作用增強。光合速率最大時的〇)2濃度 為飽和點，當co2濃度超過飽和點過高，則會引起作物異常生長，葉片失綠黃化，卷曲畸形或 壞死等。
[0004] 前檢測二氧化碳的方法主要有化學法、電化學法、氣相色譜法、容量滴定法等，這 些方法普遍存在著價格貴，普適性差等問題，且測量精度還較低。而傳感器法具有安全可 靠、快速直讀、可連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點。目前各種檢測用的二氧化碳傳感器主要有固體電解質 式、鈦酸鋇復合氧化物電容式、電導變化型厚膜式等，這些傳感器存在對氣體的選擇性差、 易出現(xiàn)誤報、需要頻繁校準、使用壽命較短等不足。
[0005] 在種植過程中，人們希望按合理需求量產生co2氣體，并能夠根據環(huán)境檢測的結 果，自動調節(jié)co2給氣量。不論物理法還是化學法制造co2，采用開環(huán)控制的方法通常不容 易達到精確定量的目的，從而影響最佳的生長效果。
[0006] 例如申請?zhí)枮?201310047515. 2"的一種CO濃度和能見度檢測系統(tǒng)及測量方法， 包括一個紅外熱光源，一個雙濾波片紅外熱釋電探測器，一個用于測量理想環(huán)境下接收到 光源光強的參考光路，一個用于測量實際環(huán)境下接收到光源光強的測量光路，一個用于切 換兩光路的轉盤和一個用于數(shù)據采集和處理的電路板。該發(fā)明實現(xiàn)CO濃度和能見度同時 檢測，只需一套光路、機械結構和硬件電路，單光源和雙元探測器；可以消除散射的紅外光、 鏡頭上灰塵和系統(tǒng)零件的吸收造成的誤差，測量精確；采用雙波長法測氣體濃度省去了高 濃度氣體參比氣室，簡化了系統(tǒng)結構；該儀器體積小、使用方便。
[0007] 又如申請?zhí)枮?201210418670. 6"的一種溫室環(huán)境中0)2濃度自動調節(jié)裝置及調 節(jié)方法。其裝置包括co2氣體控制模塊，所述CO 2氣體控制模塊的輸入端分別連接有光強度 傳感器和C02濃度傳感器，所述CO 2氣體控制模塊的輸出端連接有CO 2氣體發(fā)生模塊，所述 光強度傳感器用于采集溫室環(huán)境的光強度；所述co2濃度傳感器用于檢測溫室環(huán)境中〇) 2濃 度；所述〇)2氣體控制模塊根據所述光強度和所述CO 2濃度進行控制所述CO 2氣體發(fā)生模塊 釋放co2氣體。本發(fā)明技術方案可以精確控制植物所需〇)2的給定量，且結構簡單、易于實 現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種測量范圍寬、靈敏 度高、響應時間快、選擇性好、抗干擾能力強的溫室環(huán)境中〇) 2濃度檢測及調控方法。
[0009] 本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案：
[0010]一種溫室環(huán)境中co2濃度檢測及調控方法，具體包含如下步驟：
[0011] 步驟1，預先設定溫室環(huán)境中的正常〇)2濃度參數(shù)閾值；
[0012] 步驟2,將一定波長的紅外光穿過溫室；
[0013] 步驟3,采用紅外傳感器獲取穿過溫室的輸入發(fā)光光強度以及輸出發(fā)光光強度；
[0014] 步驟4,根據獲取的輸入發(fā)光光強度以及輸出發(fā)光光強度計算出待測氣體中0)2的 濃度，進而通過顯示模塊實時顯示出來，具體計算如下：
[0015] I = I〇exp(-amLc)；
【主權項】
1. 一種溫室環(huán)境中CO2濃度檢測及調控方法，其特征在于；具體包含如下步驟： 步驟1，預先設定溫室環(huán)境中的正常C〇2濃度參數(shù)闊值； 步驟2,將一定波長的紅外光穿過溫室； 步驟3,采用紅外傳感器獲取穿過溫室的輸入發(fā)光光強度W及輸出發(fā)光光強度； 步驟4,根據獲取的輸入發(fā)光光強度W及輸出發(fā)光光強度計算出待測氣體中0)2的濃 度，進而通過顯示模塊實時顯示出來，具體計算如下：
其中，C為待測氣體中C〇2的濃度，I為輸入發(fā)光光強度，I。為輸出發(fā)光光強度，a。為摩 爾分子吸收系數(shù)，L為紅外光的波長； 步驟5,將得出的待測氣體中CA的濃度與設定正常C0 2濃度參數(shù)闊值進行對比，若不 屬于正常闊值范圍內，則發(fā)出警報同時控制0)2調節(jié)裝置調節(jié)C02濃度直至達到正常闊值范 圍內。
2. 根據權利要求1所述的一種溫室環(huán)境中C02濃度檢測及調控方法，其特征在于：在步 驟2中，采用波長為620nm的紅外光。
3. 根據權利要求1所述的一種溫室環(huán)境中C02濃度檢測及調控方法，其特征在于：在步 驟3中，所述紅外傳感器的巧片型號為SE2470。
4. 根據權利要求1所述的一種溫室環(huán)境中C02濃度檢測及調控方法，其特征在于：在步 驟4中，所述顯示模塊為LCD顯示屏。
5. 根據權利要求1所述的一種溫室環(huán)境中C02濃度檢測及調控方法，其特征在于：在步 驟5中，采用聲光報警單元發(fā)出警報。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溫室環(huán)境中CO2濃度檢測及調控方法，預先設定溫室環(huán)境中的正常CO2濃度參數(shù)閾值，將一定波長的紅外光穿過溫室，采用紅外傳感器獲取穿過溫室的輸入發(fā)光光強度以及輸出發(fā)光光強度，根據獲取的輸入發(fā)光光強度以及輸出發(fā)光光強度計算出待測氣體中CO2的濃度，進而通過顯示模塊實時顯示出來，將得出的待測氣體中CO2的濃度與設定正常CO2濃度參數(shù)閾值進行對比，若不屬于正常閾值范圍內，則發(fā)出警報同時控制CO2調節(jié)裝置調節(jié)CO2濃度直至達到正常閾值范圍內。
【IPC分類】G01N21-3504
【公開號】CN104849230
【申請?zhí)枴緾N201510246004
【發(fā)明人】宋哲, 馬忠東
【申請人】蘇州德銳朗智能科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月15日