一种野外辐射自动控制实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种野外辐射自动控制实验装置，包括：一个铝箔遮阳幕系统，与铝箔遮阳幕系统相连的遮阳幕系统控制装置，以及控制铝箔遮阳幕系统马达和遮阳幕系统控制装置马达的总控装置，还包括辐射测量装置，太阳能供电系统。本实用新型专利技术在完全模拟自然环境的条件下实现了对太阳辐射的自动控制，不影响装置内作物生长的其他自然环境条件，具有可拆卸、便携带、易组装和野外应用的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及农学或土壤生态学实验研究
，特别涉及一种野外辐射自动控制实验装置。
技术介绍
不同光照条件下植物(农作物、植被)的生理生态响应，或者不同光照下土壤微生态系统(土壤微生物、土壤动物)的变化，或者不同光照条件下土壤中肥料的有效性或土壤中污染物的迁移转化等方面亟需开展相关的研究工作，这也是目前相关的学科领域(农学、环境科学等)研究的热点。在农学或土壤生态学实验研究工作中，关于太阳辐射控制的方法主要有两种。室内主要采用人工气候箱控制辐射强度，室外主要采用安装导轨的遮阳幕控制大棚内的光照强度。但是上述方法均有其局限性。室内人工气候箱虽然能够实现对辐射的精确控制，但由于所研究的作物或土壤位于室内，和室外的作物或土壤所处的自然环境条件(温度、湿度、风速和土壤水分等)有很大差别，因此室内和室外对于作物生理生态响应或者土壤微生态系统响应的研究结果会有很大差别。室外采用安装导轨的遮阳幕大棚虽然能够模拟自然环境条件，但是其难于控制一定百分比的辐射强度；而大棚造价高、不方便野外安装使用。因此，专利技术一种能够实现对野外辐射自动控制的实验装置对于推进目前相关领域的研究工作有十分重要的意义。而且该装置可以应用于相关领域对于作物生理学和土壤理化性质的研究。对于农学领域，可利用该装置研究当装置内辐射为自然辐射的不同百分比时，装置内作物的生理生态指标的响应及其同装置外接受正常光照的作物之间的差异，以至可以用其研究当自然光照减至正常水平的一定百分比时，装置内外作物的产量差异。同样对于植被生态学研究领域，可利用该装置研究太阳辐射降低为正常辐射的一定百分比时，作物、植被的生理生态的变化。对于土壤领域的研究，该装置可用于研究太阳辐射降低为正常水平的一定百分比时，土壤中微生物群落和结构的变化，土壤中动物群落和结构的变化，土壤中肥料有效性的变化，土壤中污染物迁移转化过程的变化等，并利于就近和装置外的土壤展开对比研究。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种野外辐射自动控制实验装置，能够模拟完全的自然条件下的太阳辐射，并且不改变装置内土壤或作物生长的其他自然环境条件。为解决上述技术问题，本技术提供技术方案如下:一种野外辐射自动控制实验装置，包括:一个铝箔遮阳幕系统:具有铝箔遮阳幕和控制铝箔遮阳幕的开闭程度的第一马达，与铝箔遮阳幕系统相连的遮阳幕系统控制装置:具有支撑铝箔遮阳幕的支撑立杆和使铝箔遮阳幕转动的第二马达，用于控制铝箔遮阳幕系统的第一马达和遮阳幕系统控制装置的第二马达的总控装置。上述的野外辐射自动控制实验装置，其中:所述铝箔遮阳幕的卷帘采用铝塑合成材料。上述的野外辐射自动控制实验装置，其中，所述遮阳幕系统控制装置的支撑立杆采用套合的可伸缩的铝合金立杆。上述的野外辐射自动控制实验装置，其中，所述总控装置中包括:用于向铝箔遮阳幕系统的第一马达和遮阳幕系统控制装置的第二马达传递信号的单片机控制器。上述的野外辐射自动控制实验装置，其中，还包括:与总控装置连接，用于测量实验田块处的太阳辐射强度的辐射测量装置。上述的野外辐射自动控制实验装置，其中，还包括:与总控装置和遮阳幕系统控制装置相连，用于保证所述装置正常运行进行供电的太阳能供电系统。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术能够模拟完全的自然条件下的太阳辐射，并且不改变装置内土壤或作物生长的其他自然环境条件。对于农学领域或生态学领域，可利用该装置研究当装置内辐射为自然辐射的一定百分比时，装置内作物或植被的生理生态指标响应及其同装置外接受正常辐射的作物或植被之间的差异，从而可用于作物生理特性研究。对于土壤领域的研究，该装置可用于研究当自然辐射降低为正常水平的一定百分比时，土壤中微生物群落和结构的变化，土壤中动物群落和结构的变化，土壤中肥料有效性的变化，土壤中污染物迁移转化过程的变化等，并利于就近和装置外的土壤展开对比研究。附图说明图1为遮阳幕系统控制装置结构示意图:图中；1一实验田块；2—支撑立杆；3—第二马达；4一遮阳眷系统中心轴；5—二通铝合金连接件；6—三通铝合金连接件；7—环箍。图2为辐射测量装置示意图:图中；8 —TBQ-2总福射表；9一可伸缩二角支架；10—数据电缆。图3为总控装置示意图:图中；11 一单片机控制器；12—福射记录器；13—太阳能控制器；14一遮阳幕系统控制装置马达开关；15—招箔遮阳幕系统马达开关；16—总电源开关。图4Α为铝箔遮阳幕系统结构的剖面图:图中；17—第一马达；19—弹簧机构。图4Β为铝箔遮阳幕系统结构的俯视图:图中；18—导轨；20—带塑料保护套的钢丝绳；21—卷帘。图5为太阳能供电系统结构示意图:图中；22—太阳能电池板；23—太阳能电池板支架；24—蓄电池(组);25—电缆线。图6为野外遮阳幕系统控制装置系统流程图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本技术进行详细描述。本技术提供一种野外辐射自动控制实验装置，该装置适合野外无人值守的工作站使用，可用于室外作物干旱生理响应机制、不同辐射水平下土壤耕层微生物生态、不同辐射强度下土壤中肥料有效性、不同辐射水平下土壤中污染物迁移转化过程的研究。请参考图1、图2、图3、图4A、图4B、图5和图6，本技术一种野外辐射自动控制实验装置。包括:一个铝箔遮阳幕系统:具有铝箔遮阳幕和控制铝箔遮阳幕的开闭程度的第一马达17 (图 4A),与铝箔遮阳幕系统相连的遮阳幕系统控制装置(图1):具有支撑铝箔遮阳幕的支撑立杆2和使铝箔遮阳幕转动的第二马达3，用于控制铝箔遮阳幕系统的第一马达17 (图4A)和遮阳幕系统控制装置(图1)的第二马达3的总控装置(图3)。支撑立杆2用于支撑铝箔遮阳幕，总控装置(图3)控制铝箔遮阳幕系统的第一马达17 (图4A)，进而控制铝箔遮阳幕的开闭程度，使其阴影面积可以笼罩整个实验田块I ;通过总控装置(图3)控制遮阳幕系统控制装置(图1)的第二马达3，可以使铝箔遮阳幕转动，用以保证铝箔遮阳幕与太阳光线垂直，这样能够模拟完全的自然条件下的太阳辐射，并且不改变装置内土壤或作物生长的其他自然环境条件，从而为实验研究提供外在条件。下面就对上述实施例中的各个模块构成做详细介绍。在实际研究工作中，各模块构成可能有许多方案，本技术采取的为优选方案。请参考，在铝箔遮阳幕系统中，铝箔遮阳幕由许多结构部件组成，其中导轨18 (图4B)为卷帘21 (图4B)移动的轨道；弹簧机构19 (图4A)为连接部件，确保卷帘21 (图4B)拉伸的幅度；带塑料保护套的钢丝绳20 (图4B)用来牵引卷帘21 (图4B);卷帘21 (图4B)的作用是在工作过程中打开一定程度，保证阴影面积可以笼罩整个实验田块I。卷帘材料由具有一定韧性和遮阳率的贴塑铝箔构成。根据实验要求，可以通过改变铝箔材料的不同组合来达到不同的辐射强度控制百分比(如O %、20%、40%、60 %、80%、100%等)照射到装置内的实验田块1，如一层材料遮光率为20%，如果要控制40%的辐射强度，就需要采用两层遮光率为20%的材料，以此类推。第一马达17 (图4A)的主要作用是控制铝合金遮阳幕开闭程度。与铝箔遮阳幕系统相连的遮阳幕系统控制装置(图1)，其主要功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种野外辐射自动控制实验装置，其特征在于，包括：一个铝箔遮阳幕系统：具有铝箔遮阳幕和控制铝箔遮阳幕的开闭程度的第一马达，与铝箔遮阳幕系统相连的遮阳幕系统控制装置：具有支撑铝箔遮阳幕的支撑立杆和使铝箔遮阳幕转动的第二马达，用于控制铝箔遮阳幕系统的第一马达和遮阳幕系统控制装置的第二马达的总控装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严登华，吴迪，王青，翁白莎，张诚，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：