人工氣候室發(fā)展歷程

人工氣候室發(fā)展歷程

        人工氣候室簡而言之，是能夠人工控制光、溫度、濕度、氣壓和氣體成分等因素的密閉隔離設(shè)備，也稱為可控環(huán)境實驗室。在不受外界條件干擾的情況下，人為地在室內(nèi)再現(xiàn)與生物或人類相關(guān)的各種自然條件的實驗設(shè)施。至今已有數(shù)十年的發(fā)展歷史。

        世界上**個人工氣候室是美國**的植物生理學(xué)家、園藝學(xué)家溫特教授于1949年在加利福尼亞帕薩迪納主辦的。人工氣候室的出現(xiàn)是生物學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒炇侄蔚母锩?，大大加快了生物研究的進(jìn)程，引起了世界各國的高度重視。

        70年代以來，人工氣候室廣泛應(yīng)用于生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、海洋、宇宙等各個研究領(lǐng)域，作為研究工作的重要設(shè)施，特別是農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的應(yīng)用更加廣泛。例如，農(nóng)業(yè)代替繁殖、耐寒養(yǎng)殖、病蟲害規(guī)律研究和防治、作物生理、蔬菜栽培、水產(chǎn)養(yǎng)殖研究、家畜遺傳、環(huán)境設(shè)施、代謝和語料標(biāo)準(zhǔn)、棚屋**環(huán)境等研究有很多應(yīng)用。

        人工氣候室在我國出現(xiàn)較晚，1964年開始研究設(shè)計，1973年在中國科學(xué)院上海植物生理研究所生產(chǎn)。170年代后期也相繼生產(chǎn)了小型人工氣候箱。發(fā)展至今的21世紀(jì)，人造氣候室的研究早已達(dá)到了先進(jìn)水平，例如智能化人造氣候室，自然也可以簡稱植物生長室，儀器模擬自然界各種各樣氣象條件，保證植物正常生長發(fā)育。開發(fā)的FPID控制模式的智能微電腦人工氣候室控制系統(tǒng)具有控制溫度、控制濕度、控制光線、時間程序等功能。

        人工氣候室由控制室、空氣處理室和環(huán)境實驗室三部分構(gòu)成，控制室內(nèi)設(shè)有控制各種因素的調(diào)節(jié)器和巡邏器，調(diào)節(jié)器指示所需的各種環(huán)境因素的正定值，根據(jù)巡邏器連續(xù)檢測環(huán)境實驗室的實際值和正定值的偏差，自動發(fā)出動作信號，分別傳遞給各種執(zhí)行機構(gòu)(熱源、冷源、光源、氣體成分控制系統(tǒng))，空氣處理室內(nèi)設(shè)有空氣過濾器、熱源、冷源、除濕器、加濕器等設(shè)備，這些設(shè)備根據(jù)控制室內(nèi)調(diào)節(jié)器的指令進(jìn)行動作，環(huán)境實驗室內(nèi)設(shè)有電光源、氣體成分控制系統(tǒng))，對各種部件進(jìn)行巡邏。通過該路線反復(fù)循環(huán)，環(huán)境實驗室的實際值與調(diào)節(jié)器的正定值相同。人工氣候室常用于研究環(huán)境條件對生物生命活動的影響，也可用于一些生物的栽培馴化、育種等工作。其規(guī)模和控制條件根據(jù)需要確定。

        目前，人工氣候室分為綜合利用型、專用型和小型生長箱3種。綜合利用型一般以中央控制方式控制生長室內(nèi)的各種環(huán)境因素，進(jìn)行多因素和單因素的綜合研究的專用型規(guī)模比前者小，可以分室控制，條件容易變化，一般只進(jìn)行研究的小型生長箱體積小，經(jīng)濟實惠，適合十小型研究試驗。根據(jù)采光可分為人工照明型和自然照明型。人工照明型存在投資大、能源消耗多、運行費用高等問題，但對大型企業(yè)和企業(yè)事業(yè)科研機構(gòu)來說，人工氣候室是**的實驗設(shè)備。

        市面上的人的人工氣候室大多采用傳統(tǒng)的模擬電路和小型數(shù)字電路，一般從測量點到控制器的連接方式為點到點的方式，節(jié)點與控制器之間需要復(fù)雜的接線、接線麻煩，抗干擾能力差，工作不穩(wěn)定，系統(tǒng)測試精度低。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們開始將無線通信技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)包括人工氣候室在內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)，在國外已經(jīng)有很多應(yīng)用成功的例子。但是，現(xiàn)在大部分的應(yīng)用只是用無線連接代替小部分的有線連接，因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢必然是人工氣候室測量系統(tǒng)的發(fā)展方向。