小型人工氣候箱PRX-250C昆蟲飼養(yǎng)箱150升技術(shù)參數(shù)

型號：PRX-250C

容積：250L

控溫范圍℃：0-50

分辨率：0.1℃ 1RH

溫度準(zhǔn)確性偏差：≤1℃

溫度均勻度：≤1℃

溫度波動度：≤0.5

濕度范圍：50-95％RH（可擴(kuò)增到 40%-95%RH） 濕度波動：≤7%RH（國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）

光照強(qiáng)度：0~22000LX

光源：LED燈標(biāo)配白光，出廠前可選配紅藍(lán)等光源(波長、顏色根據(jù)使用自行搭配)

觀察窗：4個角度（上下左右）

參數(shù)顯示：液晶顯示

風(fēng)流速度：包含（0~2）m/s，線性可調(diào)

電源：220V，50Hz

工作環(huán)境：溫度（5～45）℃，濕度≤80%RH

人工氣候箱把無法控制的大自然環(huán)境搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)人為地通過計算機(jī)實(shí)施模擬自然環(huán)境中與生物生長發(fā)育有關(guān)的溫度，濕度和光照三大主要因素，創(chuàng)造局部人工氣候，尋求 各種農(nóng)作物的最佳生長條件，探索其生長發(fā)展的規(guī)律，培養(yǎng)新品種，獲取優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)，高產(chǎn)的新技術(shù)。在計算機(jī)輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中，人工氣候箱是農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的有效工具。
本文介紹的人工氣候模擬系統(tǒng)由傳感系統(tǒng)、測控電路和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。在研制人工氣候箱的過程中，廣泛的應(yīng)用到了傳感技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)。
氣候箱內(nèi)的環(huán)境主要由溫度、濕度、光照三個參數(shù)來衡量。由各自的傳感器來獲取這三個參數(shù)，通過傳感器將非電量溫度、濕度和光照轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬量。這樣在系統(tǒng)的信號采集部分設(shè)計了三個探測環(huán)境參數(shù)的探頭：
1.1 溫度探頭
根據(jù)實(shí)際情況選用了NTH5D153A熱敏電阻，它的性能參數(shù)如下：
標(biāo)稱電阻-15 000歐 B常數(shù)-4 100
溫度系數(shù)--4.6 最大允許功率-0.56W
熱時間常數(shù)-20秒 使用環(huán)境溫度--30~+125℃
1.2 濕度探頭
采用不用電熱清洗的氧化鋅-五氧化二鉻陶瓷濕敏元件。該濕敏元件的電阻率幾乎不隨溫度改變，老化現(xiàn)象很小，長期使用后電阻變化只有百分之幾。元件的響應(yīng)速度快，（0~100）%RH時，約10秒，濕度變化±20%時，響應(yīng)時間僅2秒；吸濕和脫濕時幾乎沒有濕滯現(xiàn)象。
1.3 光照探頭
采用硅光電池，將光照參數(shù)轉(zhuǎn)換成光電流。該元件靈敏度高，穩(wěn)定性好，輸出電流與光亮度成線性關(guān)系。在自然光條件下，其光電流約為0.1~10mA,可經(jīng)前置放大器輸出完成放大和I/U轉(zhuǎn)換。
2 測控電路
由于所用到的熱敏電阻和濕敏電阻的電阻值相對溫度變化是對數(shù)關(guān)系。為了軟件設(shè)計的方便，應(yīng)用對數(shù)二極管使其等間隔表示，因此，輸出端都需要與對數(shù)二極管 相連。然后通過前置放大電路輸出。而硅光電池的輸出本身是線性度好，可直接連接前置放大器。再通過零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和靈敏度調(diào)節(jié)電路送ADC0809進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。通過主控芯片8031,測得的數(shù)據(jù)在這里分兩路輸出：一路送顯示器，采用三片三位半LED顯示，分別顯示當(dāng)前的溫度、濕度、光照參數(shù)。另一路 數(shù)據(jù)通過與存儲器的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)設(shè)值比較，如果超過誤差范圍則反饋到控制設(shè)備如加濕器、加熱管等，調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)以適應(yīng)實(shí)際需要。

小型人工氣候箱PRX-250C昆蟲飼養(yǎng)箱150升人工氣候箱的溫濕度控制方法
      人工氣候箱跟光照箱一樣，能夠提供模擬的自然環(huán)境，如合適的溫度、濕度、光照度等等，為植物的生長提供的環(huán)境。另外，人工氣候箱的各個參數(shù)可以由人工自由設(shè)置，免去了自然環(huán)境不可控制的煩惱。溫濕度控制是人工氣候箱系統(tǒng)的有利，溫濕度控制的同時，我們可以用溫濕度自記儀進(jìn)行測定，隨時了解人工氣候箱內(nèi)的溫度以及濕度變化。
      當(dāng)溫度低而加熱的時候,水分蒸發(fā),氣候箱里面以前制冷或者除濕凝結(jié)的水分會蒸發(fā)而增加內(nèi)部的濕度;當(dāng)溫度高而制冷的時候又會使經(jīng)過制冷器的氣流濕度下降而使整個箱體的濕度下降;同樣當(dāng)濕度低而加濕的時候,外部的冷或者熱濕氣又會改變內(nèi)部的溫度,而濕度高除濕時又必然會導(dǎo)致溫度下降。所以溫度和濕度的控制是強(qiáng)耦合的。而且不同規(guī)格的箱體溫度和濕度的耦合程度是不一樣的。另外有時候氣候箱要求溫濕度多段循環(huán)控制,前后兩段溫濕度是不一樣的,而氣候箱溫濕度控制的數(shù)學(xué)模型又表明它們具有教大的延遲滯后特性,要達(dá)到上升速度快、過渡時間短、且超調(diào)小的目的,一般的控制方法很難奏效。
      由上述分析可知人工氣候箱溫度和濕度的控制是相互耦合的。這樣,溫濕度的控制實(shí)質(zhì)上就是一個大滯后、強(qiáng)耦合系統(tǒng)的控制問題。這些特點(diǎn)決定了溫濕度控制要獲得較高精度有的難度。一般人工氣候箱采用單獨(dú)的溫控儀和濕度控制儀來實(shí)現(xiàn)溫濕度控制,而他們的控制方法也大部分是PID類控制方法,對于純滯后參數(shù)時變的系統(tǒng)控制效果也不理想,并且使用起來也不方便,而模糊控制器是不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的,免去了辨識系統(tǒng)的麻煩,具有很好的魯棒性和自適應(yīng)性,很適合模型不確定、參數(shù)變化等控制場合,正好可以適應(yīng)人工氣候箱溫度濕度控制,所以本人工氣候箱控制器采用模糊控制的方法來控制箱體氣流的溫濕度,同時也使用模糊解耦的方法來解決溫度和濕度強(qiáng)耦合的問題。