植物光合作用测定仪 3051d型使用说明书.doc

植物光合作用测定仪
3051D型
使用说明书

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浙江托普仪器有限公司
ZHEJIANG TOP INSTRUMENT Co.,Ltd.
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目录
一、光合测定基本原理 1
二、光合仪工作原理及系统结构 2
三、光合测定仪的性能及用途 3
四、仪器构造示意图 4
五、功能操作 5
六、仪器操作流程 7
七、注意事项 11
一、光合测定基本原理
地球上的植物均是以光合作用为基本物质生产过程,特别是人类赖以生存的粮食生产过程95%以上的物质均是通过作物将空气中CO2和根部吸收的水分,在太阳光所提供的能量和叶片的叶绿体中合成的有机物质,这种植物将CO2和水合成有机物质放出氧气的过程称为光合作用。如何测定出光合作用的速率,对广大农业科技者和从事植物类研究人员是十分重要的。测定光合速率的方法很多,但应用最多是根据CO2的吸收测定光合速率。本机利用快速准确的红外线CO2气体分析仪法来测定植物光合速率的各项指标。
1、CO2测定
红外线气体分析根据由异原子组成的具有偶极矩的气体分子如CO2,CO,H2O,SO2,CH3,NH4,~25um的红外光区都有特异的吸收带,CO2在中段红外区的吸收带有4处,,而且不与H2O相互干扰。。(K)、气体的浓度(C)和测定的气室长度(L)有关,并服从比尔一兰伯特定律:E=Eoe-KCL因为测定仪在设计过程中将确定了Eo(初级始发能量)和L(气室长度),-K,e为常数,而E(测定未端的能量)就有了与C(被测气体浓度)的对应关系,通过测定E就可测定出CO2浓度。红外线CO2分析的优点:①灵敏度高,、-l(即ppm)的CO2浓度;②反应快速,响应时间短,可测定出光合速率瞬时变化;③易实现自动化,智能化的测定。光合测定仪采用单片机的智能管理技术,除了监测光合作用过程中的CO2变化外,还测定相应的光合有效辐射(PAR)、温度,并根据这些测定参数自动计算出相应的光合速率(Pn),水分利用率(We),气孔导度(Cleaf)。
2、温度测定原理
温度传感器采用德国贺氏高精度PT100传感器,测温电路采用三线制经典恒流源测温电路。
图1 测温电路图
3、光合有效辐射测定
光合有效辐射(PAR)是指植物吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成份。一般光谱范围多采用400~760nm,该技术原理为:PAR测定采用多层叠加滤光和
光敏半导技术,即采用硅光电二极管,利用光生伏特效应将光能转化为电能,在光照照射下能在P区和N区之间形成光生电动势,把PN结连接起,电路中就有电流流过,电流大小与光照强度成相关性。其优点是稳定性好和重现性好,动态范围宽,温湿度特性优良和几乎没有疲劳特性。硅光电二极管的短路电流与光照强度有较好的线性关系,当选择适当的滤光片对光谱进行选择,则硅光电二极管输出电流即和所选光谱的光强呈线性关系。具体电路为:
+
V0

D1 Q1



图2 光合有效辐射测定电路示意图
D1为硅光电二极管,Q1为电流电压转换电路,将光强转换为0-,送到AD电路进行模数转换。
二、光合仪工作原理及系统结构
1、工作原理
光合测定仪是利用先进的单片机技术对相应的CO2浓度、温度和光合有效辐射(PAR)传感器信号进行采集,经数据处理计算出光合速率(Pn)同时可显示、数据存
储的(见图3)。
光合过程传感器信号感测数据采集与处理
CO2
T



红外线CO2
分析(CO2)
温度传感器(T)
光合有效辐射传感器(PAR)
显示
数据存贮





图3 光合测定仪工作原理示意图
2、系统结构
系统主要由二个部分构成,①叶室;其功能将被测叶片夹住,形成固定被测空间和取样,同时内装有温湿度传感器,在叶室柄上方有光合有效辐射传感器(PAR)。在测定光合作用光合有效辐射的变化量(0
-2500uEem-2s-1)和温度变化量(0-50℃),各传感器相对应的均是标准电压处理中心,叶室通过叶室信号电缆和气路管与主机相连,进行相应的测定;②主机机箱内装有二氧化碳分析系统和处理中心,前者主要测定光合作用过程中CO2的浓度变化,并将CO2浓度变化量(O-1500ppm)转化为AD电路所需的标准电压讯号(0-);处理中心将输