KR20240074495A - 식물의 광합성 측정장치 - Google Patents
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Abstract
식물의 광합성 측정장치가 개시된다. 본 발명에 따른 식물의 광합성 측정장치는, 식물이 수용되며 투명한 재질의 챔버; 챔버 내부에 수용된 식물에 빛을 공급하고 광도조절이 가능한 광원; 챔버 내부의 온도를 조절하는 온도 조절부; 챔버 내부의 습도를 조절하는 습도 조절부; 챔버 내부에 수용된 식물에 주파수 대역별 음악 또는 소리를 제공하고 음압조절이 가능한 음원; 챔버의 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급원; 챔버 내부에 수용된 공기에 함유된 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 농도센서; 및 광원의 광도와 챔버 내부의 온도 및 습도와 음원의 주파수 대역별 음압 및 챔버 내부의 이산화탄소의 농도를 제어하며, 광원의 광도와 챔버 내부의 온도 및 습도와 음원의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 챔버 내부의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출하는 광합성량 산출유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 식물의 광합성 측정장치에 관한 것이다.
광합성은 식물의 생장과 생육에 필요한 기초 생리로서 광을 이용하여 대기 중의 이산화탄소와 물로 포도당을 합성하고 산소를 잉여물로 생산하는 과정이다.
따라서, 광합성은 식물의 생리, 생태 반응을 이해하기 위한 기본요소로, 식물의 주변환경(광, 온도, 습도, 수분 등)의 변화에 따라 광합성이 실시간으로 반응하므로 이를 정확히 측정하기 위해 많은 연구와 발명이 이루어져 왔다.
식물의 광합성은 가스의 이동(이산화탄소와 산소의 교환율)과 증발산 양으로 측정되는데, 이를 정량화하기 위한 측정장치로 LI-6400(Li-COR Biosciences, 미국) 등이 널리 이용되고 있다.
그러나 종래의 광합성 측정장치들은 온도와 광도가 조절되는 소형 챔버 내에서 단엽(單葉)이나 일부분을 위치시켜 미세환경에 대한 단기간의 광합성 및 증산량을 측정하나, 식물체 전체의 광합성에 대한 반응을 측정할 수 없는 문제점이 있다. 또한 종래기술은 수분에서 수시간 이내의 단기간 측정만 가능하여 수일 이상의 변화되는 환경조건에서의 연속적인 광합성 반응을 측정하기 어려우며 다양한 종류의 식물에 대한 다양한 외부요인에 의한 광합성 실험이 어려운 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 광도, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 주파수 대역별 음압 등 다양한 환경조건이 변화되는 동안 식물의 광합성량의 변화를 연속적으로 분석할 수 있는 식물의 광합성 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 식물이 수용되며 투명한 재질의 챔버; 상기 챔버 내부에 수용된 식물에 빛을 공급하고 광도조절이 가능한 광원; 상기 챔버 내부의 온도를 조절하는 온도 조절부; 상기 챔버 내부의 습도를 조절하는 습도 조절부; 상기 챔버 내부에 수용된 식물에 주파수 대역별 음악 또는 소리를 제공하고 음압조절이 가능한 음원; 상기 챔버의 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급원; 상기 챔버 내부에 수용된 공기에 함유된 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 농도센서; 및 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압 및 상기 챔버 내부의 이산화탄소의 농도를 제어하며, 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출하는 광합성량 산출유닛을 포함하는 식물의 광합성 측정장치가 제공될 수 있다.
상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 광원에서 공급되는 빛의 광도를 측정하는 광도센서; 상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 챔버 내부의 온도와 습도를 측정하는 온도 및 습도센서; 및 상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 음원의 음압을 측정하는 음압센서를 더 포함할 수 있다.
상기 온도 조절부는 상기 챔버에 설치된 히터 및 냉각기를 포함하고, 상기 습도 조절부는 상기 챔버에 설치된 가습기 및 제습기를 포함할 수 있다.
상기 광합성량 산출유닛은, 상기 광원과 상기 온도 조절부와 상기 습도 조절부와 상기 음원 및 상기 이산화탄소 공급원에 연결되며, 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도를 제어하는 제어부; 상기 광도센서와 상기 온도 및 습도센서와 상기 음압센서와 상기 이산화탄소 농도센서에 연결되며, 측정된 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도를 저장하는 데이터베이스부; 및 상기 데이터베이스부에 저장된 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출하는 광합성량 산출부를 포함할 수 있다.
상기 데이터베이스부는 식물별 생육에 관한 통계 및 정보를 수집하여 식물별 생육정보를 추출하여 저장하고, 상기 제어부는 식물별 상기 생육정보를 이용하여, 상기 데이터베이스부에 저장된 측정된 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도로부터 식물의 생육상태를 판단하여 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도를 제어할 수 있다.
상기 이산화탄소 공급원은, 상기 챔버에 연통되게 연결되어 상기 챔버의 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 저장탱크; 및 상기 이산화탄소 저장탱크와 상기 챔버를 연통되게 연결하는 공급관에 설치된 수동밸브 및 자동밸브를 포함할 수 있다.
상기 이산화탄소 공급원은, 상기 챔버 내부에 마련되어 상기 챔버의 내부에 이산화탄소를 공급하는 드라이아이스를 포함할 수 있다.
상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 챔버 내부에 수용된 공기를 순환시키는 공기 순환팬을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 광도, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 주파수 대역별 음압 등 다양한 환경조건이 변화되는 동안 식물의 광합성량의 변화를 연속적으로 측정할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 경제적이면서 다양한 환경조건에 따른 식물의 광합성량에 관한 데이터를 얻을 수 있으므로, 데이터에 기초하여 식물의 광합성을 최대로 유도하도록 주변 환경조건을 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 다양한 식물 개체 및 군집을 대상으로 다양한 환경조건에 따른 광합성량을 확인할 수 있으므로, 온실가스 감축을 위해 탄소포집 효율성이 높은 식물을 선정하는데 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물의 광합성 측정장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 광합성량 산출유닛의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광합성량 산출유닛의 구성도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물의 광합성 측정장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 광합성량 산출유닛의 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 식물의 광합성 측정장치(100)는, 투명 재질의 챔버(110)와, 챔버(110) 내부에 수용된 식물에 빛을 공급하는 광원(120)과, 챔버(110) 내부의 온도를 조절하는 온도 조절부(130)와, 챔버(110) 내부의 습도를 조절하는 습도 조절부(140)와, 챔버(110) 내부에 수용된 식물에 음악 또는 소리를 제공하는 음원(150)과, 챔버(110)의 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급원(170)과, 챔버(110)의 내부에 설치되며 챔버(110) 내부에 수용된 공기를 순환시키는 공기순환팬과, 챔버(110)의 내부에 설치된 광도센서, 온도 및 습도센서, 음압센서, 이산화탄소 농도센서 등의 센서들과, 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도의 변화로부터 식물의 광합성량을 산출하는 광합성량 산출유닛(180)을 포함함다.
본 실시예에 따른 챔버(110)는 광합성량을 측정하기 위한 식물 또는 식물군들이 수용되는 수용공간을 형성한다. 챔버(110)는 식물 등이 수용되며 상부가 개방된 케이스(111)와, 케이스(111)의 상단에 회전가능하게 결합되어 케이스(111)의 상부를 개폐시키는 덮개(112)를 포함한다.
챔버(110)는 광원(120)에서 공급되는 빛이 투과되도록 유리, 아크릴, 폴리카보네이트 등 투명한 재질로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 광원(120)은 챔버(110) 내의 식물에 광합성을 수행하기 위한 빛을 공급하다. 본 실시예에서 광원(120)은 전기에너지를 제공받아 인공광을 방출하는 LED램프, 고압 나트륨 램프, 금속 할로겐 램프 등이 사용될 수 있다. LED램프를 예를들어 설명하면, LED램프는 투명한 재질의 챔버(110)의 외측 상부에 배치되어 식물에 빛을 공급하거나, 챔버(110)의 내측 상부에 배치되어 식물에 광합성을 수행하기 위한 빛을 공급할 수 있다. LED램프는 챔버(110)의 외측 상부 또는 챔버(110)의 내측 상부에 복수 개 배치되어 식물에 빛을 균일하게 조사하여 식물들의 생장속도를 균일하게 조절할 수 있다. 또한 LED램프는 후술할 제어부(181)에 의해 광도조절이 가능하다. 광도는 광원(120)의 수로서 정하며, 광도 레벨 측정은 챔버(110)의 내부에 설치된 광도센서(미도시), 즉 광량계가 수행한다.
본 실시예에 따른 온도 조절부(130)는 챔버(110) 내부의 온도를 조절한다. 온도 조절부(130)는 챔버(110) 내부의 온도가 후술할 제어부(181)에 의해 설정된 온도로 유지되도록 조절하는 것이다. 챔버(110) 내부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부(130)는 챔버(110) 내부의 온도를 올리기 위한 히터(131)와, 챔버(110) 내부의 온도를 내리기 위한 냉각기(132)를 포함한다. 챔버(110) 내부의 온도는 챔버(110)의 내부에 설치된 온도센서(미도시)에 의해 측정된다
본 실시예에 따른 습도 조절부(140)는 챔버(110) 내부의 습도를 조절한다. 습도 조절부(140)는 챔버(110) 내부의 습도가 제어부(181)에 의해 설정된 습도로 유지되도록 조절하는 것이다.
챔버(110) 내부의 습도를 조절하기 위한 습도 조절부(140)는 챔버(110) 내부의 습도를 올리기 위한 가습기(141)와, 챔버(110) 내부의 습도를 낮추기 위한 제습기(142)를 포함한다. 챔버(110) 내부의 습도는 챔버(110)의 내부에 설치된 습도센서(미도시)에 의해 측정된다.
습도는 절대습도와 상대습도가 있다. 절대습도는 공기 중에 포함된 수증기의 양을 표시하는 방식으로서 단위 부피당 수증기의 질량을 의미한다. 즉, 공기 1㎥에 포함된 수증기의 양을 g으로 나타낸다. 상대습도는 현재 포함된 수증기량과 공기가 최대로 포함할 수 있는 포화 수증기량의 비를 퍼센트(%)로 나타낸 것이다. 여기서, 포화수증기량은 온도의 변화에 따라 가변되기 때문에 절대습도가 일정하게 유지되는 조건에서 상대습도는 온도에 따라 다른 값을 가지게 된다. 온도와 상대습도의 일일변화를 살펴보면, 주간에는 야간보다 기온이 상대적으로 높아 포화수증기량이 크므로 상대습도가 낮고, 반대로 야간에는 포화수증기량이 작아서 상대습도가 높다. 본 실시예에서는 절대습도와 상대습도를 조절가능하도록 구성된다.
본 실시예에 따른 음원(150)은 챔버(110) 내부에 수용된 식물에 주파수 대역별 음악 또는 소리를 제공한다. 본 실시예에서는 챔버(110)의 내부에 수용된 식물에 음악 또는 소리를 제공하고 주파수 대역별 음악 또는 소리의 음압에 따라 식물의 광합성에 미치는 영향을 측정하고자 한다. 이을 위해, 식물에 주파수 대역별 음악 또는 소리를 제공하는 음원(150)(예를들어, 스피커)을 챔버(110)의 내부 또는 챔버(110)의 외부 중 어느 한 곳에 설치할 수 있다. 음원(150)의 주파수 대역별 음압은 챔버(110)의 내부에 설치된 음압센서(미도시)에 의해 측정된다. 음원(150)에서 제공되는 주파수범위는 1Hz 내지 3KHz일 수 있으며, 음압은 65 내지 80dB일 수 있다.
본 실시예에 따른 이산화탄소 공급원(170)은 챔버(110) 내에 이산화탄소를 공급힌다. 이산화탄소 공급원(170)은 챔버(110)에 연통되게 연결되어 챔버(110)의 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 저장탱크(171)를 포함할 수 있다. 이산화탄소 저장탱크(171)와 챔버(110)를 연통되게 연결하는 공급관(172)에는 이산화탄소 공급량을 조절하는 조절밸브인 수동밸브(173) 및 자동밸브(174)가 설치될 수 있다.
한편 도시되지는 않았으나, 이산화탄소 공급원(170)은 챔버(110) 내부에 마련되어 챔버(110)의 내부에 이산화탄소를 공급하는 드라이아이스를 포함할 수 있다. 드라이아이스의 기화를 통해 챔버(110) 내에 이산화탄소를 공급할 수 있다.
챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도는 이산화탄소 농도센서(미도시)에 의해 측정된다. 이산화탄소 농도가 감소되는 속도를 분석하여 식물의 광합성량을 산출할 수 있으며, 반대로 이산화탄소 농도가 증가되는 속도를 분석하여 식물의 호흡속도를 산출할 수 있다. 식물의 광합성량을 산출함에 있어서 이산화탄소 농도가 감소되므로 소정시간이 경과하면 챔버(110) 내의 이산화탄소 감소량에 대응하여 주기적으로 이산화탄소를 공급한다.
본 실시예에 따른 공기 순환팬(160)은 챔버(110)의 내부에 적어도 하나 이상 설치되어 챔버(110)의 밀폐공간에 수용된 공기를 순환시킨다. 공기 순환팬(160)은 챔버(110)의 내부 바닥면 또는 챔버(110)의 측벽에 설치될 수 있다.
공기 순환팬(160)은 챔버(110) 내의 공기를 순환시켜 챔버(110) 내의 이산화탄소의 농도를 균일하게 한다.
본 실시예에 따른 광합성량 산출유닛(180)은 광원(120)의 광도, 챔버(110) 내부의 온도, 챔버(110) 내부의 습도, 음원(150)의 주파수 대역별 음압, 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도 등으로부터 식물의 광합성량을 산출한다. 광합성량은 챔버(110) 내의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 산출할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 광도, 온도, 습도, 주파수 대역별 음압 중 적어도 하나를 변화시켜, 챔버(110) 내의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출한다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 광합성량 산출유닛(180)은 광원(120)과 온도 조절부(130)와 습도 조절부(140)와 음원(150) 및 이산화탄소 공급원(170)에 연결되며 광원(120)의 광도와 챔버(110) 내부의 온도 및 습도와 음원(150)의 주파수 대역별 음압과 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도를 제어하는 제어부(181)와, 광도센서와 온도 및 습도센서와 음압센서와 이산화탄소 농도센서에 연결되며 센서들에서 측정된 광원(120)의 광도와 챔버(110) 내부의 온도 및 습도와 음원(150)의 주파수 대역별 음압과 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도를 저장하는 데이터베이스부(182)와, 데이터베이스부(182)에 저장된 광원(120)의 광도와 챔버(110) 내부의 온도 및 습도와 음원(150)의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출하는 광합성량 산출부(183)를 포함한다.
제어부(181)는 식물의 생육환경을 조성하기 위해 광원(120)의 광도, 챔버(110) 내부의 온도 및 습도, 음원(150)의 주파수 대역별 음압, 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도를 제어할 수 있다. 이때 제어부(181)는 광원(120)과 온도 조절부(130)와 습도 조절부(140)와 음원(150) 및 이산화탄소 공급원(170)과 유선 및/또는 무선 통신으로 연결될 수 있다.
데이터베이스부(182)는 광도센서와 온도 및 습도센서와 음압센서와 이산화탄소 농도센서에 연결되며 센서들로부터 측정되어 전송된 광원(120)의 광도와 챔버(110) 내부의 온도 및 습도와 음원(150)의 주파수 대역별 음압과 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도를 저장한다. 이때 데이터베이스부(182)는 광도센서, 온도 및 습도센서, 음압센서, 이산화탄소 농도센서와 유선 및/또는 무선 통신으로 연결될 수 있다.
또한 데이터베이스부(182)는 식물별 생육에 관한 통계 및 정보를 수집하여 식물별 생육정보를 추출하여 저장할 수 있다. 즉, 데이터베이스부(182)는 식물별 생육 통계 및 정보로부터 식물별 생육환경에 대한 제어인자(광도, 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등)마다 권장범위와 위험범위를 설정할 수 있다. 즉, 데이터베이스부(182)는 식물별 생육통계 및 정보로부터 생물별 생육환경에 대한 제어인자에 대하여 권장범위 및 위험범위를 매칭하여 생성된 식물별 생육지식을 저장할 수 있다.
그리고 제어부(181)는 상기한 식물별 생육정보 등을 이용하여 데이터베이스부(182)에 저장된 센서들에 의해 측정된 광원(120)의 광도와 챔버(110) 내부의 온도 및 습도와 음원(150)의 주파수 대역별 음압과 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도로부터 식물의 생육상태를 판단하여 광원(120)의 광도와 챔버(110) 내부의 온도 및 습도와 음원(150)의 주파수 대역별 음압과 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도를 제어할 수 있다.
광합성량 산출부(183)는 식물의 광합성량을 산출한다. 본 실시예에서 광합성량 산출부(183)는 센서들에 의해 측정되고 저장된 광원(120)의 광도, 챔버(110) 내부의 온도 및 습도, 음원(150)의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출한다.
예를들어, 광원(120)의 광도, 챔버(110) 내부의 온도 및 습도, 음원(150)의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나를 변화시킨 결과 소정시간 경과 후 챔버(110) 내의 이산화탄소 농도가 변화되는 경우에 광합성량을 산출방법은 다음과 같다.
챔버(110)의 단위체적이 1m3인 경우에 챔버(110) 내부의 이산화탄소 무게는 약 1.976kg이며, 소정시간 경과 후 광합성의 결과로 챔버(110) 내의 이산화탄소 농도가 100ppm 줄어들면, 이산화탄소는 약 0.1976g 식물에 흡수되었고, 분자량을 대입하면 식물의 이산화탄소 포집량은 12/44(탄소의 원자량/이산화탄소의 분자량)×0.1976g이다. 이때 광합성량은 0.1976/광량이 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 식물의 광합성 측정장치(100)를 이용한 광합성 측정방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 챔버(110)의 내부에 식물 개체 또는 군집을 배치한다. 즉, 케이스(111)의 상부가 개방된 상태에서 케이스(111)의 내부에 식물 개체 및 군집을 배치한 후, 케이스(111)의 상부를 덮개(112)로 덮는다.
그리고 데이터베이스부(182)에 저장된 식물별 생육정보를 기초로, 제어부(181)를 통해 광원(120)의 광도, 챔버(110) 내부의 온도 및 습도, 음원(150)의 주파수 대역별 음압 중 적어도 하나를 제어함과 동시에 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도의 변화를 측정한다.
예를들어, 음원(150)의 주파수 대역별 음압에 따른 식물의 광합성량을 측정하고자 하는 경우에, 데이터베이스부(182)에 저장된 식물별 생육정보를 기초로 식물의 생장에 적합한 광원(120)의 광도, 챔버(110) 내부의 온도 및 습도를 조절 및 유지한 상태에서, 음원(150)의 주파수 대역별 음압을 변화시키면서 시간에 따른 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도의 변화를 측정한다. 그리고 광합성량 산출부(183)는 측정된 이산화탄소 농도 변화로부터 식물에 대한 광합성량의 변화를 산출할 수 있으며, 이를 통해 주파수 대역별 최적의 음압을 획득할 수 있다.
다른 예로, 광원(120)의 광도에 따른 식물의 광합성량을 측정하고자 하는 경우에, 데이터베이스부(182)에 저장된 식물별 생육정보를 기초로 식물의 생장에 적합한 챔버(110) 내부의 온도 및 습도를 조절 및 유지하고 전술한 음원(150)의 주파수 대역별 음압에 따라 획득된 최적의 주파수 대역별 최적의 음압을 유지한 상태에서 광원(120)의 광도를 변화시키면서 시간에 따른 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도의 변화를 측정한다. 그리고 광합성량 산출부(183)는 측정된 이산화탄소 농도 변화로부터 식물에 대한 광합성량의 변화를 산출할 수 있으며, 이를 통해 최적의 광도를 획득할 수 있다.
또한 광원(120)의 광도, 챔버(110) 내부의 온도 및 습도, 음원(150)의 주파수 대역별 음압 중 2개 이상을 제어함과 동시에 챔버(110) 내부의 이산화탄소 농도의 변화를 측정하여 광합성량의 변화를 산출할 수 있으므로, 복수 개의 제어인자들의 변화가 식물의 광합성량에 미치는 영향을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 식물의 광합성 측정장치 110: 챔버
120: 광원 130: 온도 조절부
140: 습도 조절부 150: 음원
160: 공기 순환팬 170: 이산화탄소 공급원
180: 광합성량 산출유닛 181: 제어부
182: 데이터베이스부 183: 광합성량 산출부
120: 광원 130: 온도 조절부
140: 습도 조절부 150: 음원
160: 공기 순환팬 170: 이산화탄소 공급원
180: 광합성량 산출유닛 181: 제어부
182: 데이터베이스부 183: 광합성량 산출부
Claims (8)
- 식물이 수용되며 투명한 재질의 챔버;
상기 챔버 내부에 수용된 식물에 빛을 공급하고 광도조절이 가능한 광원;
상기 챔버 내부의 온도를 조절하는 온도 조절부;
상기 챔버 내부의 습도를 조절하는 습도 조절부;
상기 챔버 내부에 수용된 식물에 주파수 대역별 음악 또는 소리를 제공하고 음압조절이 가능한 음원;
상기 챔버의 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급원;
상기 챔버 내부에 수용된 공기에 함유된 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 농도센서; 및
상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압 및 상기 챔버 내부의 이산화탄소의 농도를 제어하며, 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출하는 광합성량 산출유닛을 포함하는 식물의 광합성 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 광원에서 공급되는 빛의 광도를 측정하는 광도센서;
상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 챔버 내부의 온도와 습도를 측정하는 온도 및 습도센서; 및
상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 음원의 음압을 측정하는 음압센서를 더 포함하는 식물의 광합성 측정장치.
- 제2항에 있어서,
상기 온도 조절부는 상기 챔버에 설치된 히터 및 냉각기를 포함하고,
상기 습도 조절부는 상기 챔버에 설치된 가습기 및 제습기를 포함하는 식물의 광합성 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 광합성량 산출유닛은,
상기 광원과 상기 온도 조절부와 상기 습도 조절부와 상기 음원 및 상기 이산화탄소 공급원에 연결되며, 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도를 제어하는 제어부;
상기 광도센서와 상기 온도 및 습도센서와 상기 음압센서와 상기 이산화탄소 농도센서에 연결되며, 측정된 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도를 저장하는 데이터베이스부; 및
상기 데이터베이스부에 저장된 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압 중 적어도 어느 하나의 변화에 따른 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화로부터 식물의 광합성량을 산출하는 광합성량 산출부를 포함하는 식물의 광합성 측정장치.
- 제4항에 있어서,
상기 데이터베이스부는 식물별 생육에 관한 통계 및 정보를 수집하여 식물별 생육정보를 추출하여 저장하고,
상기 제어부는 식물별 상기 생육정보를 이용하여, 상기 데이터베이스부에 저장된 측정된 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도로부터 식물의 생육상태를 판단하여 상기 광원의 광도와 상기 챔버 내부의 온도 및 습도와 상기 음원의 주파수 대역별 음압과 상기 챔버 내부의 이산화탄소 농도를 제어하는 식물의 광합성 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 공급원은,
상기 챔버에 연통되게 연결되어 상기 챔버의 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 저장탱크; 및
상기 이산화탄소 저장탱크와 상기 챔버를 연통되게 연결하는 공급관에 설치된 수동밸브 및 자동밸브를 포함하는 식물의 광합성 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 공급원은,
상기 챔버 내부에 마련되어 상기 챔버의 내부에 이산화탄소를 공급하는 드라이아이스를 포함하는 식물의 광합성 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 챔버의 내부에 설치되며, 상기 챔버 내부에 수용된 공기를 순환시키는 공기 순환팬을 더 포함하는 식물의 광합성 측정장치.
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| KR1020220156624A KR20240074495A (ko) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 식물의 광합성 측정장치 |
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|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180043967A (ko) | 2016-10-21 | 2018-05-02 | 대한민국(농촌진흥청장) | 식물의 연속 광합성 및 호흡 측정장치 |
-
2022
- 2022-11-21 KR KR1020220156624A patent/KR20240074495A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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| KR20180043967A (ko) | 2016-10-21 | 2018-05-02 | 대한민국(농촌진흥청장) | 식물의 연속 광합성 및 호흡 측정장치 |
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