一种高温干旱条件植株群体光合综合测量装置

本发明涉及农林植物监测领域，尤其涉及一种高温干旱条件植株群体光合综合测量装置。

背景技术：

1、全球变暖已成为不容置疑的事实，其导致的高温干旱等极端天气频发对农田生态系统产生了深远影响。2021年我国总用水量5920.2亿立方米，其中农业用水占61.5％，但农田灌溉用水的利用效率约56.8％，远低于欧洲等发达国家的70-80％。因此，在可控的实验条件下，有效模拟气候变暖，揭示农田生态系统高温干旱效应，对理解全球变暖机制及其影响具有极为重要的科学意义。自然条件下的生态系统高温干旱实验，是研究全球变暖与农田生态系统关系的一种主要方法，其研究结果可为模型预测和验证提供关键的参数估计。

2、由于需要模拟单独的实验环境，因此需要利用隔离罩将植物与外界环境隔离开来，使得隔离罩内部的空间成为一个独立的生长环境，然后通过改变该环境内的生长条件来达到实验的目的，但是因为实验环境处于室外，而植物的生长也离不开光照，长时间的暴露在自然环境中，隔离罩的外壁上会被灰尘附着从而影响光透过率，而且为了避免下雨对隔离罩内的生长环境带来破坏，也需要及时的避免雨水进入到隔离罩内部来，为此，本方案提出了一种高温干旱条件植株群体光合综合测量装置。

技术实现思路

1、本发明提出的一种高温干旱条件植株群体光合综合测量装置，解决了现有技术中的植株群体光合综合测量装置不能够及时的对隔离罩外壁上的灰尘进行清理和避免雨水影响隔离罩内部生态环境的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种高温干旱条件植株群体光合综合测量装置，包括隔离罩、安装在隔离罩顶部的遮雨机构和安装在隔离罩内部的加湿机构，所述隔离罩的顶部和底部均设有开口，且其顶部口径小于其底部口径，隔离罩顶部开口的内侧壁上转动连接有与其同轴设置的安装环，所述安装环上安装有用于清理隔离罩外表面灰尘的清理组件，所述隔离罩的内壁上固定有安装板，所述遮雨机构包括转动连接在安装板顶部的固定轴、活动套设在固定轴外部的固定筒和安装在固定筒上的伞装的雨棚，所述安装板上安装有驱动组件以用于将雨棚撑开或收拢，雨棚的底面的直径大于通风口的口径，且雨棚位于通风口的顶部；

4、所述清理组件包括固定在安装环顶部的过渡管和安装在过渡管一端的固定水管，固定水管位于隔离罩外侧，且固定水管侧壁上安装有多个正对隔离罩外表面设置的喷头；

5、所述加湿机构包括转动连接在安装板顶部的套筒、固定在套筒外周的固定杆、安装在固定杆上的出水管和安装在隔离罩内的水箱，套筒位于固定轴外部、并与其同轴设置，所述安装环底部通过连接杆与固定杆固接，出水管底面安装有多个雾化喷嘴，安装板底面安装有与水箱连通的组合管，且组合管与出水管和过渡管连通，所述安装板上还安装有动力机构；

6、所述动力机构包括用于驱动套筒转动的传动组件和用于将水箱内的水通过组合管输送到出水管和固定水管内的输水组件。

7、通过上述技术方案，不仅可以方便的对隔离罩外表面上的灰尘进行清理，而且还可以及时的在下雨的情况下将隔离罩顶部开口遮盖住，同时也可以方便的根据实验需要对隔离罩内的空气进行加湿或者对空气进行置换，极大的方便了实验人员的使用。

8、作为上述方案的进一步改进，所述驱动组件包括活动套设在固定筒外部的定位环一、定位环二、活动套设在固定筒外部的活动套和用于驱动固定筒升降的调节件，所述定位环一位于定位环二的下方，活动套位于定位环一和定位环二之间，且活动套的外周铰接有多个连杆，多个连杆的另一端均与雨棚的内壁铰接，固定筒的外壁上开设有沿其轴向方向设置的滑槽，所述定位环一和定位块二的内圈均固定有连接块，两个连接块的另一端均贯穿滑槽与固定轴的外壁固接，所述调节件包括安装在雨棚顶部的雨量传感器、安装在安装板顶部的电动伸缩杆和安装在隔离罩内侧的电控箱，所述电动伸缩杆的输出端与固定筒的外壁固接，所述电控箱内安装有单片机、数据收发装置，所述电动伸缩杆的输入端与单片机的输出端电连。

9、通过上述技术方案，可以在下雨的情况下及时的将雨棚打开，从而避免雨水进入到隔离罩内部来，而雨停后再将雨棚收拢起来，保证隔离罩内外空气的流通。

10、作为上述方案的进一步改进，所述传动组件包括安装在安装板顶部的电机、安装在电机输出轴一端的转轮、滑接在安装板顶部的固定框、固定在固定框一侧外壁上的传动齿条和套接在套筒外部的传动齿轮，电机的输入端与单片机的输出端电连，传动齿轮与传动齿条啮合，所述固定框的内侧长边的长度大于转轮直径，转轮远离电机输出轴一侧的圆面偏离圆心的位置处固定有拨动柱，且拨动柱的一端延伸至固定框内侧。

11、通过上述技术方案，可以驱动固定水管和出水管以套筒为旋转中心转动，从而使得在清理隔离罩外面灰尘的时候更加内的彻底，在对隔离罩内空气进行加湿的时候也可以更加的均匀。

12、作为上述方案的进一步改进，所述输水组件包括安装在安装板顶部的一端为敞口结构的活塞筒、安装在活塞筒另一端上的进气管和出气管，活塞筒内安装有与其同轴设置的活塞板，活塞板靠的一侧固定有活塞杆，活塞杆的另一端与固定框外壁固接，所述进气管上安装有单向阀一，且进气管的一端延伸至隔离罩外部，所述出气管上安装有单向阀二，且出气管的另一端固定有固定管，固定管上安装有与水箱连通的输气管，输气管上安装有电磁阀一，所述组合管包括安装在安装板底面的输水管和安装在输水管一端的进水管，进水管的另一端延伸至水箱内，所述进水管的另一端连接有连接管，所述连接管的另一端与过渡管固定且连通，连接管上安装有电磁阀二，所述出水管的一端固定在连接管外壁上并与连接管连通，且出水管上安装有电磁阀三。

13、通过上述技术方案，可以在传动组件工作的同时不断的将隔离罩外部的空气吸入到活塞筒内部来，而后再根据具体的需要来分配活塞筒内空气的去向，当空气进入到水箱内部后则是可以增加水箱内的压强，使得水箱内的谁可以通过组合管进入到固定水管或者出水管内部去，而在空气进入换气管内部后，则是可以将外界空气直接输入到隔离罩内侧来，从而对隔离罩内的空气进行置换。

14、作为上述方案的进一步改进，所述固定管上固定有换气管，所述换气管上安装有电磁阀四，所述换气管外周从上到下安装有多个排风管。

15、通过上述技术方案，可以方便在需要对隔离罩内的空气进行置换的情况下将外界空气通过活塞筒的运动输入到隔离罩内部来。

16、作为上述方案的进一步改进，所述隔离罩的顶部开口和底部开口均为正六边形结构，且隔离罩的侧壁上开设有出入口，且出入口一侧安装有活动门，所述安装板的底面安装有摄像头，摄像头与数据收发装置和单片机电连。

17、通过上述技术方案，采用上下均为正六边形开口以及顶面小于底面的设计，充分考虑了空旷区植物低矮，风速较大，光照强烈的环境特点，能够准确的模拟植物生长的增温过程，而摄像头的设置则是可以便于实验人员时刻观察到隔离罩内的植物的生长状况。

18、作为上述方案的进一步改进，还包括种植桶，所述种植桶埋于地下，且种植桶位于隔离罩的内侧，所述种植筒的侧壁上安装有多个渗水管，种植桶内安装有土壤水分传感器，且土壤水分传感器的输出端与数据收发装置的输入端电连，所述种植桶的底部安装有称重组件。

19、通过上述技术方案，可以将植物分析附近的土壤与其他土壤分隔开，从而确保植物达到实验条件的标准，也便于实验人员对土壤的湿度进行调节。

20、作为上述方案的进一步改进，所述称重组件包括底座、安装在底座顶部的膜盒式托盘传感器和安装在膜盒式托盘传感器顶部的托盘，所述托盘固定在种植桶底面。

21、通过上述技术方案，可以记录种植筒35的重量变化，从而帮助实验人员得知植物生长过程中的蒸渗情况。

22、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

23、1.通过驱动组件的设置，可以在雨量传感器检测到下雨的时候将信号发送给单片机，单片机进而控制电动伸缩杆收缩，从而在驱动固定筒8下降的同时逐渐将雨棚打开，从而可以将隔离罩的顶部开口遮盖住，避免外界雨水进入到隔离罩内部来。

24、2.通过传动组件的设置可以驱动套筒往复转动，同时也可以驱动活塞杆往复移动，进而可以在带动固定水管和出水管以套筒为旋转中心往复转动的同时不断的将外界的空气吸入到活塞筒内部来，然后再从活塞筒内部排出去，而从活塞筒内排出的空气进入到水箱内部后会使水箱内的压强增大，从而可以在打开电磁阀二的情况下使水箱内的社会进入到固定水管内部去，最后水再从喷头6喷出冲在隔离罩外壁上，从而对隔离罩表面的灰尘脏污进行清洗，而在电磁阀二关闭二电磁阀三打开的情况下，水箱内的水则是可以进入到出水管内部来，最后再从喷嘴喷出对隔离罩内的空气进行加湿，进而提高隔离罩内的空气湿度。

25、3.通过换气管的设置，可以在电磁阀一关闭而电磁阀四打开的情况下，使得活塞筒内的空气可以通过换气管上的多个排风管排出，从而可以对隔离罩内的空气进行换气。