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- 泥土里“種”下濕度傳感器 助力節(jié)能改造
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/11/20
位于上海市楓林路300號的亞洲最大人工氣候室正進(jìn)行著一場節(jié)能“改造”：懸掛科研水稻“頭頂”的金鹵燈和鈉燈逐步被LED燈所取代，實(shí)驗(yàn)小麥的泥土里也“種”下了濕度傳感器。
冰天雪地與赤日炎炎僅隔了一堵墻
從外觀上看，這個建于10年前的亞洲最大人工氣候室仍充滿“科幻感”：從透明圓弧狀玻璃幕墻中透出點(diǎn)點(diǎn)綠意，這是數(shù)萬棵水稻、棉花、大豆、煙草在人為調(diào)節(jié)的環(huán)境中生長的場所。
下午3點(diǎn)，自然光開始減弱，喜濕愛熱的水稻想再享受一下“日光浴”？沒問題！頭頂上的人工模擬太陽光譜補(bǔ)光燈“唰”地一下自動開啟，讓水稻繼續(xù)進(jìn)行光合作用。
珍貴的“太空煙草”住在6平方米的最小單間中。雖然沒有窗，可感覺并不氣悶—房間底部不斷送出新風(fēng)，每小時(shí)換氣量高達(dá)100－300立方米�？諝庵袆t彌漫著一股清新的水霧，輔助調(diào)節(jié)著環(huán)境相對濕度,提供的水源是無離子水。
為了科研需要，一些植物也不得不忍受人造的艱苦環(huán)境。在一樓一道厚重的大門后，是一個-4℃的單間，這里放著數(shù)百盆適宜種在20℃環(huán)境中的擬南芥，由于這種植物具備了一般植物所有的基因結(jié)構(gòu)，又成長迅速，3個月即可收種，是植物學(xué)家喜愛的植物“小白鼠”，為了研究植物的耐寒屬性，它們還得在這里呆上好幾個月。
負(fù)責(zé)人告訴記者，這個人工氣候室擁有世界上相對先進(jìn)的氣候控制設(shè)備，可模擬-20℃到38℃之間的任一環(huán)境溫度，冰天雪地與赤日炎炎之間，可能就隔了一堵墻。
人工“制造”環(huán)境加速科研進(jìn)程
人工氣候室是研究現(xiàn)代生命科學(xué)不可缺少的技術(shù)支撐平臺。在二樓，科研人員史曉亮正在觀察他3個月前種下的水稻，照同樣的光、“喝”同樣的水，有的水稻長得又高又綠，有的卻又矮又白。5年前，史曉亮精選了5000多株水稻移植至此，希望從顏色差異中找到影響水稻光合作用的基因，不久前這個關(guān)鍵基因終于被找到。
“如果這個研究不在人工氣候室做，時(shí)間至少還要延長一倍�！笔窌粤琳f。人工氣候室的一大“絕招”，就是可以制造出最佳栽培適宜環(huán)境。這就加快了植物的生長周期，在上海市一年一季的水稻在這里能夠一年種上兩季甚至三季。
研究加速，吸引了國內(nèi)外許多科學(xué)家。據(jù)該氣候室負(fù)責(zé)人透露，氣候室剛“開張”時(shí)利用率僅30%，現(xiàn)在已是“一室難求”。如今，有無人工氣候室甚至變成了能否吸引植物科研人員來做研究的必要條件，不少大學(xué)、科研院所也紛紛張羅起了人工氣候室。
改進(jìn)光源可節(jié)能50%
要維持人工模擬自然環(huán)境狀態(tài)，能耗是繞不開的話題，設(shè)計(jì)之初，人工氣候室就大打集中供能系統(tǒng)節(jié)能、熱再回收循環(huán)系統(tǒng)供能、計(jì)算機(jī)現(xiàn)場總線閉環(huán)控制等“組合拳”，比同類人工氣候室集中供冷熱系統(tǒng)節(jié)能30%左右。談及未來規(guī)劃時(shí)，他希望兩年內(nèi)在此基礎(chǔ)上能實(shí)現(xiàn)光源節(jié)能50%。
人工氣候室中光源是最耗能設(shè)備之一,也就是懸在植物“頭頂”上、用來補(bǔ)光的人工金鹵燈和高壓農(nóng)用鈉燈。他告訴記者，植物成長最需要的是藍(lán)光、紅光和遠(yuǎn)紅光，盡管這兩種燈發(fā)出的是白光和黃光，但有75%能被植物吸收，已經(jīng)稱得上高效，不過，新研制出的LED燈能做到95%的吸收率，這20%的吸收差中就能挖掘出50%的節(jié)能潛力。
增加自動灌溉設(shè)施更是為節(jié)能“錦上添花”，利用傳感器傳回來的數(shù)據(jù)不僅能澆水，還能為科研提供更精確的參數(shù)。
日前，LED燈在植物中的低光強(qiáng)光照試驗(yàn)已經(jīng)完成，在高光強(qiáng)植物中的試驗(yàn)正在進(jìn)行，如果一旦驗(yàn)證新光源是可行、安全的，那么人工氣候室的實(shí)現(xiàn)光源節(jié)能50%就觸手可及。
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