一種植物臨界凍害溫度的測試系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種植物臨界凍害溫度的測試系統，包括：低溫恒溫培養箱、高精度LCR測試儀、溫濕度記錄儀、數據分析用的計算機、工作電極、調速風扇、加濕器；其中，高精度LCR測試儀通過工作電極施加給待測植物交流激勵電壓信號，工作電極采集待測植物的電信號；溫濕度記錄儀監測低溫恒溫培養箱中的溫濕度變化；通過加濕器改變測量環境濕度，通過調速風扇可以改變測量環境風速；通過以上系統，可以模擬植物經受低溫脅迫的復雜環境。本實用新型專利技術能準確的測量植物凍害臨界溫度，可用于氣流擾動防霜控制中，為其提供重要控制參數。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種植物臨界凍害溫度的測試系統，包括：低溫恒溫培養箱、高精度LCR測試儀、溫濕度記錄儀、數據分析用的計算機、工作電極、調速風扇、加濕器；其中，高精度LCR測試儀通過工作電極施加給待測植物交流激勵電壓信號，工作電極采集待測植物的電信號；溫濕度記錄儀監測低溫恒溫培養箱中的溫濕度變化；通過加濕器改變測量環境濕度，通過調速風扇可以改變測量環境風速；通過以上系統，可以模擬植物經受低溫脅迫的復雜環境。本技術能準確的測量植物凍害臨界溫度，可用于氣流擾動防霜控制中，為其提供重要控制參數。【專利說明】一種植物臨界凍害溫度的測試系統
本技術屬于農業氣象災害測量與控制領域，具體涉及一種植物臨界凍害溫度的測試系統。
技術介紹
早春時節的低溫產生的晚霜凍害會致使名優茶產量大幅降低，茶葉品質下降，從而造成茶葉產業的巨大經濟損失。近年來國內外開發了基于氣流擾動的防霜裝備與技術，專利號為JP2007000096的日本專利，公開了用于茶果園防霜的高架防霜扇；專利號為200810124434.7的中國專利，公開了一種防除植物霜凍害的風扇系統控制方法及裝置；專利號為US20110247263的美國專利，提出了基于臨界低溫逆溫差控制和反逆溫延停控制，這兩種控制方式都是以茶樹發生凍害的臨界溫度為必要條件；氣流擾動控制至關重要的是臨界凍害溫度這一參數，但這一參數目前仍不能準確定量給出。所以在防霜控制中，往往采用粗放型、經驗型估計作物的臨界凍害溫度，這種方式存在著加重霜凍害、浪費電力和燃料。目前植物臨界凍害溫度沒有簡單方便地測量方法與系統，只能通過人眼觀測植物受凍后的形狀與顏色的改變，通過種植者的經驗才能判別植物是否受凍。但是此種方法不能有效準確地測量植物臨界凍害溫度。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種植物臨界凍害溫度的測試系統，實現植物臨界凍害溫度的有效準確測量，為氣流擾動防霜控制提供重要控制參數。 為了解決以上技術問題，本技術采用的具體技術方案如下: 一種植物臨界凍害溫度的測試系統，其特征在于包括:低溫恒溫培養箱(I)、高精度LCR測試儀(2)、溫濕度記錄儀(3)、數據分析用的計算機(4)、工作電極(5)、調速風扇 、加濕器(7)； 調速風扇(6)與加濕器(7)放置在低溫恒溫培養箱(I)中；工作電極(5)通過連接測試電纜與高精度LCR測試儀(2)相連；溫濕度記錄儀(3)放置在低溫恒溫箱培養箱(I)內；高精度LCR測試儀(2)通過RS232串口與數據分析用的計算機(4)相連。 工作電極(5)為一種導電的細針，用于插入植物葉片或莖部的內部，或為四端開爾文測試探頭，用于夾持植物葉片或莖部。 本技術的測試原理。當植物受到低溫脅迫時，植物細胞內部會發生細胞會失水濃縮、化學鍵破裂結冰等變化，其生物膜會從液晶態變成凝膠態；工作電極(5)所測得植物電容信號，其計算公式如下所示: C= ε S/d 式中ε——介電常數， S——葉片的面積， d——植物葉片上下表面距離。 忽略植物葉片在經受凍害脅迫后d的變化，由以上公式可知，內部細胞的改變會導致介電常數ε的變化，因此植物的電容信號會發生變化。當植物達到臨界凍害溫度時，植物開始經受凍害脅迫，電容信號會出現一個峰值；當溫度繼續降低，植物細胞會被凍結，其細胞液結冰，冰的介電常數ε遠小于植物細胞液的介電常數,植物的電容信號會減小，其電容信號的峰值會出現回落；當溫度持續降低，介電常數ε基本保持不變，電容信號的值會在一個范圍內波動，但是不會出現峰值。電容信號出現峰值突變時對應的溫度點，即為植物臨界凍咅溫度。 本技術具有的有益效果。本技術通過測量植物的電信號，分析植物的電信號變化特征，從而實現植物臨界凍害溫度的快速準確測量，為氣流擾動防霜控制提供重要控制參數。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為本技術系統結構示意圖； 圖2為空氣濕度709Γ90%時不同風速條件下茶樹樣本臨界凍害溫度。 圖中:I低溫恒溫培養箱，2高精度LCR測試儀，3溫濕度記錄儀，4數據分析用的計算機，5工作電極,6調速風扇，7加濕器。 【具體實施方式】 下結合附圖，對本技術的技術方案做進一步詳細說明。 本實施例植物以茶樹為例，測試茶樹葉片臨界凍害溫度作為茶樹臨界凍害溫度。 在該實施例中，供試茶樹品種為福鼎大白。 本技術的系統組成如圖1所示，包括:低溫恒溫培養箱1、高精度LCR測試儀 2、溫濕度記錄儀3、數據分析用的計算機4、工作電極5、調速風扇6、加濕器7 ;溫濕度記錄儀3監測低溫恒溫培養箱I內溫濕度變化；通過加濕器7可以改變測量環境濕度，通過調速風扇6可以改變測量環境風速；通過以上系統，可以模擬茶樹經受低溫脅迫的復雜環境；工作電極5采用的是四端開爾文測試探頭，用于夾持茶樹葉片。 具體測試方法如下:第一步，把茶樹樣本放入低溫恒溫培養箱I ;第二步，使用低溫恒溫培養箱1、調速風扇6和加濕器7在低溫恒溫培養箱I中模擬自然界霜凍條件，使茶樹樣本受凍脅迫，溫濕度記錄儀3監測低溫恒溫培養箱I內溫濕度變化；第三步:將工作電極5 —端夾持待測茶樹葉片，工作電極5另一端連接高精度LCR測試儀2 ;工作電極5采集到茶樹葉片的模擬電信號，并傳輸至高精度LCR測試儀2后轉換成數字信號，在數據分析用的計算機4中進行顯示、存儲和處理；第四步，通過比較分析茶樹葉片電容信號出現峰值響應的溫度點，得到茶樹樣本臨界凍害溫度。 圖2表示根據所測量的空氣濕度為709Γ90%的不同風速條件下茶樹樣本臨界凍害溫度；風速為Om/時，茶樹樣本臨界凍害溫度為-5.6°C;風速為1.5m/s時，茶樹樣本臨界凍害溫度為-4.90C ;風速為2.5m/s時，茶樹樣本臨界凍害溫度為_4.4°C。【權利要求】1.一種植物臨界凍害溫度的測試系統，其特征在于包括:低溫恒溫培養箱(I)、高精度LCR測試儀(2)、溫濕度記錄儀(3)、數據分析用的計算機(4)、工作電極(5)、調速風扇(6)、加濕器(7)； 調速風扇(6)與加濕器(7)放置在低溫恒溫培養箱⑴中；工作電極(5)通過連接測試電纜與高精度LCR測試儀(2)相連；溫濕度記錄儀(3)放置在低溫恒溫箱培養箱(I)內；高精度LCR測試儀(2)通過RS232串口與數據分析用的計算機(4)相連。2.根據權利要求1所述的一種植物臨界凍害溫度的測試系統，其特征在于工作電極(5)為一種導電的細針，用于插入植物葉片或莖部的內部，或為四端開爾文測試探頭，用于夾持植物葉片或莖部。【文檔編號】G01N27/22GK204008535SQ201420465469【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日 【專利技術者】鹿永宗, 胡永光, 張西良, 劉萍 申請人:江蘇大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種植物臨界凍害溫度的測試系統，其特征在于包括：低溫恒溫培養箱(1)、高精度LCR測試儀(2)、溫濕度記錄儀(3)、數據分析用的計算機(4)、工作電極(5)、調速風扇(6)、加濕器(7)；調速風扇(6)與加濕器(7)放置在低溫恒溫培養箱(1)中；工作電極(5)通過連接測試電纜與高精度LCR測試儀(2)相連；溫濕度記錄儀(3)放置在低溫恒溫箱培養箱(1)內；高精度LCR測試儀(2)通過RS232串口與數據分析用的計算機(4)相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鹿永宗，胡永光，張西良，劉萍，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32