RU2280975C1 - Method and device for determination of exergy of optical radiation in plant growing - Google Patents

Method and device for determination of exergy of optical radiation in plant growing Download PDF

Info

Publication number
RU2280975C1
RU2280975C1 RU2005103491/12A RU2005103491A RU2280975C1 RU 2280975 C1 RU2280975 C1 RU 2280975C1 RU 2005103491/12 A RU2005103491/12 A RU 2005103491/12A RU 2005103491 A RU2005103491 A RU 2005103491A RU 2280975 C1 RU2280975 C1 RU 2280975C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical radiation
integrator
exergy
energy
unit
Prior art date
Application number
RU2005103491/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005103491A (en
Inventor
Александр Николаевич Обыночный (RU)
Александр Николаевич Обыночный
Иван Иосифович Свентицкий (RU)
Иван Иосифович Свентицкий
Леонид Юрьевич Юферев (RU)
Леонид Юрьевич Юферев
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)
Priority to RU2005103491/12A priority Critical patent/RU2280975C1/en
Publication of RU2005103491A publication Critical patent/RU2005103491A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2280975C1 publication Critical patent/RU2280975C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture, ecology, as well as general biology, power engineering, applicable in plant growing and at solution of ecology problems.
SUBSTANCE: the method consists in measurement of the radiant energy supplied to plants with separation of the part of it that is potentially suitable for the use by the plant in the process of photosynthesis with regard to the efficiency of each wave-length within a 300 to 750-nm band. The amount of the measured energy of optical radiation is summed up in all the wave-lengths of the mentioned band, as well as the whole vegetation period from the appearance of shoots to ripening is summed up in time, transformed to photocurrent, and the photocurrent signal is amplified by a preamplifier. The obtained signal is indicated, it is removed by an integrator at a preset time interval, the obtained values are memorized by the integrator, summed up, and the summary value of exergy of optical radiation is obtained. The device for determination of exergy of optical radiation in plant growing has a photometer, in which the spectral sensitivity of the optical detector is similar to the spectral efficiency of photosynthesis, a power supply source and an indicator. In addition, the device has an integrator that sums up the energy of optical radiation supplied to the ground surface during the whole vegetation time period, it has three units: an optical radiation detector unit, meter tuning and graduation unit, and an integrator unit. The optical radiation detector has a cosine packing, diaphragm, light filters, photocell, preamplifier and a body, the output of the optical radiation detector unit is connected to the input of the meter tuning and graduation unit, which is connected to the input of the integrator unit.
EFFECT: provided optimization of the production practice of plant growing products, and reduced power consumption.
3 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, экологии, общей биологии, энергетике, тепличного и полевого растениеводства.The invention relates to the field of agriculture, ecology, general biology, energy, greenhouse and field crop production.

Предназначено для растениеводства, земледелия, экологических и биосферных областей знаний.Designed for crop production, agriculture, environmental and biosphere fields of knowledge.

Известные способы и устройства оценки действия оптического излучения на растения, предназначенное для измерения той части поглощаемой растениями энергии излучения, которая используется в растении в процессе фотосинтеза и соответствует спектральной чувствительности среднего растения данного вида (а.с. №124669, БИ №23, 1959).Known methods and devices for evaluating the effect of optical radiation on plants, designed to measure that part of the radiation energy absorbed by plants that is used in the plant during photosynthesis and corresponds to the spectral sensitivity of the average plant of this species (A.S. No. 124669, BI No. 23, 1959) .

В известном способе и устройстве применен фотоэлектрический фотометр с разлагающей излучение в спектр призмой или дифракционной решеткой и щелевой диафрагмой, выделяющей излучение требуемой области спектра.In the known method and device, a photoelectric photometer is used with a spectrum-decomposing prism or diffraction grating and a slit aperture emitting radiation of a desired spectral region.

Недостатком указанного способа и устройства их осуществления является сложное, трудоемкое расчетное определение эксергии и требует больших затрат времени; повышенные сложность устройства, габариты, вес и стоимость прибора.The disadvantage of this method and device for their implementation is a complex, time-consuming calculation of the determination of exergy and is time consuming; increased complexity of the device, dimensions, weight and cost of the device.

Недостатком указанного способа и устройства технической его реализации является измерение так называемой фотосинтетически активной части энергии излучения, которым не учитывалась избирательность процесса фотосинтеза к излучениям различных длин волн. Традиционный способ не был согласован с эксергетической оценкой затрат техногенной энергии на технологические процессы выращивания растений. Величину эксергии в энергетике и других отраслях знаний определяют расчетным путем. Инструментального приборного измерения этой величины не было известно.The disadvantage of this method and device for its technical implementation is the measurement of the so-called photosynthetically active part of the radiation energy, which did not take into account the selectivity of the photosynthesis process to radiation of different wavelengths. The traditional method was not consistent with the exergy estimate of the cost of man-made energy for technological processes of growing plants. The magnitude of exergy in the energy sector and other branches of knowledge is determined by calculation. Instrumental instrumental measurement of this value was not known.

Причиной необходимости изобретения предлагаемого способа является переход с 80х годов XX столетия в энергетике от энтропийных расчетов к способу эксергетического анализа при оценке потенциальной превратимости энергии. В связи с этим открылась возможность единого анализа преобразований природной энергии оптического излучения (ОИ) и техногенной энергии, используемой в технологиях при получении продукции растениеводства. Этим обусловлена необходимость и возможность разработки способа и устройства для определения эксергии ОИ в растениеводстве.The reason for the need for the invention of the proposed method is the transition from the 80s of the XX century in the energy sector from entropy calculations to the method of exergy analysis in assessing the potential convertibility of energy. In this regard, the possibility of a unified analysis of the conversion of natural energy of optical radiation (OI) and technogenic energy used in technologies for the production of crop production has opened up. This necessitates and the possibility of developing a method and device for determining the exergy of OI in crop production.

Заявляемый способ относится к способам определения потенциальной превратимости энергии. До начала 80-х годов в энергетике использовали для этой цели метод энтропийного анализа. Величину энтропии можно только рассчитывать и невозможно измерять. Определение энтропии оптического излучения (ОИ) очень сложно. Способы определения абсолютного значения этой величины не были разработаны. Обычно определяют не абсолютное значение, а относительные изменения этой величины. Оценку потенциальной превратимости энергии ОИ проводили способами фотометрии в связи с этим эту область относили к фотометрии (светотехнике).The inventive method relates to methods for determining the potential convertibility of energy. Until the beginning of the 80s, in the energy sector, the method of entropy analysis was used. The magnitude of entropy can only be calculated and impossible to measure. Determining the entropy of optical radiation (OI) is very difficult. Methods for determining the absolute value of this quantity have not been developed. Usually, it is not the absolute value that is determined, but the relative changes in this value. The potential convertibility of the OI energy was estimated using photometry methods; therefore, this area was referred to as photometry (lighting engineering).

С 80-х годов XX столетия в энергетике оценку потенциальной превратимости различных первичных источников энергии проводят с помощью величины эксергии. Этот метод распространяется и на определение превратимости энергии ОИ. Для сельскохозяйственного производства и естественных экосистем энергия ОИ является главным первичным энергоисточником, это свидетельствует об актуальности определения эксергии ОИ в растениеводстве. Широко развиты способы расчетного определения величины эксергии.Since the 80s of the XX century in the energy sector, the potential convertibility of various primary energy sources has been assessed using the magnitude of exergy. This method extends to the determination of the convertibility of the energy of OI. For agricultural production and natural ecosystems, OI energy is the main primary energy source, this indicates the relevance of determining OE exergy in crop production. Widely developed methods for calculating the determination of exergy.

Необходимость определения эксергии ОИ в растениеводстве, обусловлена потребностью совместного экспериментального анализа преобразований техногенной энергии, используемой в технологических процессах и преобразований растениями природной энергии ОИ.The need to determine the exergy of OI in crop production is due to the need for a joint experimental analysis of the transformations of technogenic energy used in technological processes and the conversion by plants of the natural energy of OI.

В связи с этим принципиальным изменением оценки потенциальной превратимости энергии по величине эксергии оценку этой величины ОИ целесообразно отнести и к области энергетики.In connection with this fundamental change in the assessment of potential energy convertibility by the magnitude of exergy, it is advisable to attribute the assessment of this value of OI to the field of energy.

В заявляемом способе впервые предлагается непосредственное приборное измерение величины эксергии ОИ по процессу преобразования энергии ОИ посредством фотосинтеза растений. В этом принципиальная новизна и отличительная особенность заявляемого способа.In the inventive method, for the first time, a direct instrumental measurement of the exergy of OI by the process of converting the energy of OI through photosynthesis of plants is proposed. This is a fundamental novelty and a distinctive feature of the proposed method.

Для измерения этой величины использовали прибор, подобный фитофотометру и имеющий спектральную чувствительность подобную спектральной эффективности фотосинтеза.To measure this value, a device similar to a phytophotometer and having a spectral sensitivity similar to the spectral efficiency of photosynthesis was used.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства для определения эксергии оптического излучения (той части энергии ОИ, которая потенциально пригодна для использования растениями на фотосинтез и формирование урожая) в растениеводстве. Без предлагаемого способа и устройства невозможно проводить эксергетический совместный анализ преобразований природной энергии ОИ и техногенной энергии в растениеводстве, земледелии и экологии.The objective of the invention is to develop a method and device for determining the exergy of optical radiation (that part of the energy of the OI, which is potentially suitable for use by plants for photosynthesis and crop formation) in crop production. Without the proposed method and device, it is impossible to conduct an exergy joint analysis of transformations of the natural energy of organic matter and technogenic energy in crop production, agriculture and ecology.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность проводить единый анализ эффективности использования природной (солнечной) энергии ОИ и техногенной энергии при получении различных видов продукции растениеводства, появится возможность создавать информационные компьютерные технологии оптимизации производства различных видов растениеводческой продукции, что необходимо для снижения затрат техногенной энергии на производство продукции растениеводства и охрану природы, а также для повышения КПД использования природной (солнечной) энергии на получение (формирование) урожая.As a result of the use of the present invention, it becomes possible to conduct a unified analysis of the efficiency of using natural (solar) energy of OI and technogenic energy in obtaining various types of crop production, it will be possible to create information computer technologies for optimizing the production of various types of crop production, which is necessary to reduce the cost of technological energy for production crop production and environmental protection, as well as to improve the efficiency of Nia natural (solar) energy for a (formation) of the crop.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе определения эксергии оптического излучения в растениеводстве, включающем измерение поступающей на растения энергии излучения с выделением той ее части, которая потенциально пригодна для использования растением в процессе фотосинтеза с учетом эффективности каждой длины волны в диапазоне 300-750 нм, согласно изобретению количество измеряемой энергии оптического излучения суммируют по всем длинам волн указанного диапазона, а также суммируют по времени за весь вегетационный период от появления всходов до созревания, преобразуют в фототок и усиливают сигнал фототока предварительным усилителем, проводят индикацию полученного сигнала, который снимают интегратором с заданным интервалом времени, записывают полученные значения в памяти интегратора, суммируют и получают суммарное значение эксергии оптического излучения.The above technical result is achieved by the fact that in the method for determining the exergy of optical radiation in crop production, comprising measuring the radiation energy received by the plants with the release of that part that is potentially suitable for use by the plant during photosynthesis, taking into account the effectiveness of each wavelength in the range 300-750 nm , according to the invention, the amount of the measured energy of optical radiation is summed over all wavelengths of the specified range, and also summed over time for the entire vegetation period The period from the emergence of seedlings to ripening is converted into a photocurrent and amplified by a preamplifier of the photocurrent signal, an indication of the received signal is carried out, which is recorded by the integrator with a predetermined time interval, the obtained values are recorded in the integrator's memory, and the total optical emission exergy is obtained and obtained.

Предложено устройство для осуществления способа определения эксергии оптического излучения в растениеводстве, содержащее фотометр, в котором спектральная чувствительность оптического приемника подобна спектральной эффективности фотосинтеза, источник питания и индикатор, причем устройство дополнительно содержит интегратор, суммирующий поступление на растения энергии оптического излучения в течение всего вегетационного периода времени и состоящий из трех блоков - блока приемника оптического излучения, блока настройки и градуировки измерителя и блока интегратора, а приемник оптического излучения имеет косинусную насадку, диафрагму, светофильтры, фотоэлемент, предварительный усилитель и корпус, причем выход блока приемника оптического излучения соединен с входом блока настройки и градуировки измерителя, который соединен с входом блока интегратора.A device is proposed for implementing a method for determining the exergy of optical radiation in crop production, comprising a photometer in which the spectral sensitivity of the optical receiver is similar to the spectral efficiency of photosynthesis, a power source and an indicator, the device further comprising an integrator that summarizes the input of optical energy to the plants throughout the growing season and consisting of three blocks - an optical radiation receiver unit, a tuner and graduators and meter and the integrator unit and the receiver optical radiation has a cosine nozzle aperture, filters, solar cell, a preamplifier and a housing, wherein the optical receiver unit output is connected to the input of the tuner and the calibration meter which is connected to the input of the integrator block.

Спектральная чувствительность оптического приемника в спектрофотометре подобна спектральной эффективности фотосинтеза в соответствии с ОСТ 60.689.027-74 (Минэлектротехпром СССР. Фотосинтетически эффективные источники излучения. 1974, и ОСТ 46.140-83 Минсельхоз СССР. Излучение оптическое. Оценка фотосинтезной эффективности. Термины и определения. М.: МСХ СССР, 1983).The spectral sensitivity of an optical receiver in a spectrophotometer is similar to the spectral efficiency of photosynthesis in accordance with OST 60.689.027-74 (Ministry of Electrotechnology of the USSR. Photosynthetically efficient radiation sources. 1974, and OST 46.140-83 of the USSR Ministry of Agriculture. Optical radiation. Assessment of photosynthesis efficiency. Terms and definitions. M .: Ministry of Agriculture of the USSR, 1983).

В устройстве для измерения эксергии ОИ в растениеводстве используют корригирующий светофильтр, позволяющий для каждой длины волны, выделять только ту часть энергии, которая пригодна для осуществления фотосинтеза, и состоящий из последовательно наложенных друг на друга 3-х оптических стекол, окрашенных в стекле типа ПС11, ПС8, ЖЗС18.In the device for measuring the exergy of OI in crop production, a corrective light filter is used, which allows for each wavelength to release only that part of the energy that is suitable for photosynthesis, and consisting of 3 optical glasses stained in series with each other, stained in PS11 glass, PS8, ZhZS18.

Коррекцию спектральной характеристики селенового приемника проводили путем комбинации 3-х типов светофильтров: ПС11, ПС8 и ЖЗС18.The spectral characteristics of the selenium detector were corrected by a combination of 3 types of light filters: PS11, PS8 and ZhZS18.

Назначение светофильтра ПС11 - подавить максимум чувствительности фотоприемника в интервале длин волн 500-640 нм и максимально поднять в интервале длин волн 670-700 нм.The purpose of the PS11 filter is to suppress the maximum sensitivity of the photodetector in the wavelength range of 500-640 nm and to raise it as much as possible in the wavelength range of 670-700 nm.

Светофильтр ЖЗС18 предназначен для формирования кривой в области 320-500 нм. Он повышает пропускание оптической системы в области длин волн 520-380 нм и несколько снижает в области 380-500 нм, что необходимо после введения светофильтра типа ПС11.The ZhZS18 light filter is designed to form a curve in the region of 320-500 nm. It increases the transmission of the optical system in the wavelength range of 520-380 nm and somewhat decreases in the region of 380-500 nm, which is necessary after the introduction of a PS11 type filter.

Светофильтр ПС8 выполняет корректирующую роль: изменяя толщину этого светофильтра можно правильно выполнить коррегировку по соотношению пропускания оптической системы между тремя областями длин волн 350-450 нм, 450-580 нм и 580-740 нм.The PS8 filter has a corrective role: by changing the thickness of this filter you can correctly adjust the transmission ratio of the optical system between the three regions of wavelengths of 350-450 nm, 450-580 nm and 580-740 nm.

Важное значение для формирования участка кривой 560-680 нм имеет толщина светофильтра ПС11.The thickness of the PS11 filter is important for the formation of a portion of the curve 560-680 nm.

Кроме этих типов светофильтров допустимо введение в фотоприемник еще двух светофильтров - ТС6 и ПС5. Светофильтр ПС5 повышает пропускание оптической системы в области длин волн 380-400 нм, понижает в области 440-560 нм и повышает в области 640-760 нм, также он используется как окончательно корректирующий светофильтр. Назначение светофильтра ТС - повышение пропускания оптической системы в области 640-740 нм.In addition to these types of filters, it is permissible to introduce two more filters into the photodetector - TC6 and PS5. The PS5 filter increases the transmission of the optical system in the wavelength range of 380-400 nm, lowers in the region of 440-560 nm and increases in the region of 640-760 nm, it is also used as a final corrective filter. The purpose of the TS filter is to increase the transmission of the optical system in the region of 640-740 nm.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена общая схема измерителя - интегратора эксергии оптического излучения для растениеводства (ИЭОИР).Figure 1 presents the General scheme of the meter - an integrator of exergy of optical radiation for crop production (IEOIR).

На фиг.2 - принципиальная схема устройства для определения эксергии в растениеводстве.Figure 2 is a schematic diagram of a device for determining exergy in crop production.

Устройство содержит блок приемника оптического излучения 1 с косинусной насадкой 2, диафрагмой 3, светофильтрами 4, фотоэлементом 5, предварительным усилителем 6 и корпусом 7, блок настройки и градуировки измерителя 8, стрелочный прибор измерения фототока 9, регулятор установки на "ноль" 10, выключатель питания 11, два светодиода 12, 13, блок интегратора 14, жидкокристаллическое табло 15, клавиатуру управления 16, источник питания 17, разъем подключения к компьютеру 18, причем выход блока приемника ОИ 1 соединен с входом блока настройки и градуировки измерителя 8, а также соединен с входом блока интегратора 14.The device comprises an optical radiation receiver unit 1 with a cosine nozzle 2, a diaphragm 3, light filters 4, a photocell 5, a preamplifier 6 and a housing 7, a meter setup and graduation unit 8, a photocurrent measuring instrument 9, a zero adjuster 10, a switch power supply 11, two LEDs 12, 13, an integrator unit 14, a liquid crystal display 15, a control keyboard 16, a power supply 17, a connector for connecting to a computer 18, and the output of the receiver unit OI 1 is connected to the input of the tuner and calibration unit Repeater 8, and is also connected to the input of the integrator block 14.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Блок приемника ОИ 1 располагают в месте измерения эксергии ОИ. Поступившее солнечное излучение на приемник ОИ 1, прошедшее через косинусную насадку 2, которая корригирует падающее излучение под косинусную зависимость, проходит через диафрагму 3, светофильтры 4, которые корригируют спектральную чувствительность прибора в соответствии с ОСТ 60.689.027-74 и ОСТ 46.140-83 и часть энергии ОИ попадает на фотоэлемент 5, который создает напряжение пропорциональное величине эксергии ОИ. Напряжение на фотоэлементе 5 создает фототок, который обусловливает соответствующее показание стрелочного прибора измерения фототока 9, затем сигнал подается на блок интегратора 15, в свою очередь интегратор снимает и записывает в памяти показания стрелочного прибора 9 с заданным интервалом времени, после съема данных интегратор подсоединяется разъемом 18 к компьютеру для списания результатов измерения.The receiver unit OI 1 is located in the place of measurement of exergy OI. The incoming solar radiation to the receiver OI 1, passing through the cosine nozzle 2, which corrects the incident radiation under the cosine dependence, passes through the diaphragm 3, the light filters 4, which correct the spectral sensitivity of the device in accordance with OST 60.689.027-74 and OST 46.140-83 and part of the energy of the OI falls on the photocell 5, which creates a voltage proportional to the magnitude of the exergy of the OI. The voltage on the photocell 5 creates a photocurrent, which determines the corresponding reading of the dial gauge for measuring the photocurrent 9, then the signal is fed to the integrator block 15, in turn, the integrator takes and records the readings of the dial gauge 9 with a specified time interval, after data is taken, the integrator is connected with connector 18 to a computer to write off the measurement results.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Проведенное обобщение экспериментальных данных для многих хлорофиллсодержащих растений от микроводорослей хлореллы до высших растений как травянистых, так и древесных было установлен, что спектральная эффективность фотосинтеза для всех растений одинакова и может быть принята одной и той же.A generalization of experimental data for many chlorophyll-containing plants from chlorella microalgae to higher plants, both herbaceous and woody, it was found that the spectral efficiency of photosynthesis for all plants is the same and can be accepted the same.

Измеряют распределение энергии излучения солнечного или искусственного источника по спектральным составляющим от 300 до 750 нм.The radiation energy distribution of a solar or artificial source is measured over spectral components from 300 to 750 nm.

Для каждого участка длины волны значения энергии умножают на среднее значение соответствующее спектральному участку на соответствующую спектральную эффективности фотосинтеза.For each section of the wavelength, the energy values are multiplied by the average value corresponding to the spectral section by the corresponding spectral efficiency of photosynthesis.

Полученное произведение суммируют по диапазону спектра от 300 до 750 нм. Значение мощности эксергии умножают на время поступления ее на поверхность земли или на время культивирования, выращивания растений.The resulting product is summed over the spectrum range from 300 to 750 nm. The value of the exergy power is multiplied by the time it is received on the surface of the earth or by the time of cultivation, growing plants.

Расчетное определение. Использованные данные приходящей на поверхность земли общей энергии ОИ метеорологической обсерватории МГУ за 2004 (10 мая - 20 сентября, вегетационный период). Расчет проводили методом графического интегрирования по зависимостиEstimated definition. The used data of the total energy of the OI of the Meteorological Observatory of the Moscow State University coming to the earth’s surface for 2004 (May 10 - September 20, growing season). The calculation was carried out by the method of graphical integration according to the dependence

Figure 00000002
Figure 00000002

где 0,95 - максимальная спектральная эффективность ОИ с длиной волны 680 нм, φ(λ)си - спектральная интенсивность солнечного излучения, K(λ)f - относительная спектральная эффективность фотосинтеза, λ1, λ2 - граничные значения длин волн фотосинтетически активного участка, t1, t2 - время начала и конца поступления энергии ОИ к растениям, dλ - дифференциал по длине волны, dt - дифференциал по времени.wherein 0.95 - OI maximum spectral efficiency of wavelength 680 nm, φ (λ) B - the spectral intensity of solar radiation, K (λ) f - relative spectral efficiency of photosynthesis, λ 1, λ 2 - boundary wavelengths photosynthetically active site , t 1 , t 2 - the time of the beginning and end of the flow of OI energy to plants, dλ - differential by wavelength, dt - differential by time.

Значение расчетное эксергии eои составило 626,8 МДж/м2.The value of the calculated exergy e oi was 626.8 MJ / m 2 .

Значение эксергии eои, измеренное по предлагаемому способу с использованием предлагаемого устройства, составило 585,4 МДж/м2.The value of exergy e oi , measured by the proposed method using the proposed device, amounted to 585.4 MJ / m 2 .

Расхождение расчетного и измеренного значений eои составляет 7,1%, что характеризует возможность повышения КПД использования энергии при выращивании растений.The discrepancy between the calculated and measured values of e oi is 7.1%, which characterizes the possibility of increasing the efficiency of energy use when growing plants.

Claims (3)

1. Способ определения эксергии оптического излучения в растениеводстве, включающий измерение поступающей на растения энергии излучения с выделением той ее части, которая потенциально пригодна для использования растением в процессе фотосинтеза с учетом эффективности каждой длины волны в диапазоне 300-750 нм, отличающийся тем, что количество измеряемой энергии оптического излучения суммируют по всем длинам волн указанного диапазона, а также суммируют по времени за весь вегетационный период от появления всходов до созревания, преобразуют в фототок и усиливают сигнал фототока предварительным усилителем, проводят индикацию полученного сигнала, который снимают интегратором с заданным интервалом времени, записывают полученные значения в памяти интегратора, суммируют и получают суммарное значение эксергии оптического излучения.1. A method for determining the exergy of optical radiation in crop production, comprising measuring the radiation energy received by plants with the release of that part that is potentially suitable for use by the plant during photosynthesis, taking into account the effectiveness of each wavelength in the range 300-750 nm, characterized in that the amount the measured energy of optical radiation is summed over all wavelengths of the specified range, and also summed over time for the entire vegetation period from the appearance of seedlings to ripening, converted into photocurrent and amplify the photocurrent signal by a pre-amplifier, carry out an indication of the received signal, which is recorded by the integrator with a given time interval, record the obtained values in the integrator's memory, summarize and obtain the total value of the optical radiation exergy. 2. Устройство для определения эксергии оптического излучения в растениеводстве, содержащее фотометр, в котором спектральная чувствительность оптического приемника подобна спектральной эффективности фотосинтеза, источник питания и индикатор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит интегратор, суммирующий поступление на поверхность земли энергии оптического излучения в течение всего вегетационного периода времени и состоящий из трех блоков - блока приемника оптического излучения, блока настройки и градуировки измерителя и блока интегратора, а приемник оптического излучения имеет косинусную насадку, диафрагму, светофильтры, фотоэлемент, предварительный усилитель и корпус, причем выход блока приемника оптического излучения соединен с входом блока настройки и градуировки измерителя, который соединен с входом блока интегратора.2. A device for determining the exergy of optical radiation in crop production, comprising a photometer in which the spectral sensitivity of the optical receiver is similar to the spectral efficiency of photosynthesis, a power source and an indicator, characterized in that it further comprises an integrator that summarizes the receipt of optical radiation energy on the earth’s surface throughout vegetation period of time and consisting of three blocks - the unit of the receiver of optical radiation, the unit for tuning and graduating the meter and b the integrator, and the optical radiation receiver has a cosine nozzle, aperture, light filters, a photocell, a preamplifier and a housing, the output of the optical radiation receiver unit being connected to the input of the tuner and calibration unit of the meter, which is connected to the input of the integrator unit. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве светофильтра используют корригирующий светофильтр, позволяющий для каждой длины волны выделять только ту часть энергии, которая пригодна для осуществления фотосинтеза, и состоящий из последовательно наложенных друг на друга 3-х оптических стекол.3. The device according to claim 2, characterized in that a corrective filter is used as a light filter, allowing for each wavelength to release only that part of the energy that is suitable for photosynthesis, and consisting of 3 optical glasses successively stacked on top of each other.
RU2005103491/12A 2005-02-10 2005-02-10 Method and device for determination of exergy of optical radiation in plant growing RU2280975C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005103491/12A RU2280975C1 (en) 2005-02-10 2005-02-10 Method and device for determination of exergy of optical radiation in plant growing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005103491/12A RU2280975C1 (en) 2005-02-10 2005-02-10 Method and device for determination of exergy of optical radiation in plant growing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005103491A RU2005103491A (en) 2006-07-20
RU2280975C1 true RU2280975C1 (en) 2006-08-10

Family

ID=37028419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005103491/12A RU2280975C1 (en) 2005-02-10 2005-02-10 Method and device for determination of exergy of optical radiation in plant growing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2280975C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580361C1 (en) * 2015-04-13 2016-04-10 Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Институт Агроинженерных И Экологических Проблем Сельскохозяйственного Производства" (Иаэп) Device for determining power consumption of photosynthesis
RU2626219C1 (en) * 2016-04-29 2017-07-24 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method for optimizing optical radiation metrology and device for its implementation - universal photometre-exergometre

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СВЕНТИЦКИЙ И.И. Экологическая биоэнергетика растений и сельскохозяйственное производство. Пущино: АН СССР, НЦ биологических исследований, 1982, с.93, 168-173. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580361C1 (en) * 2015-04-13 2016-04-10 Государственное Бюджетное Научное Учреждение "Институт Агроинженерных И Экологических Проблем Сельскохозяйственного Производства" (Иаэп) Device for determining power consumption of photosynthesis
RU2626219C1 (en) * 2016-04-29 2017-07-24 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method for optimizing optical radiation metrology and device for its implementation - universal photometre-exergometre

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005103491A (en) 2006-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiao et al. Satellite-based modeling of gross primary production in a seasonally moist tropical evergreen forest
Chang et al. Predicting rice yield using canopy reflectance measured at booting stage
Sakamoto et al. Estimating daily gross primary production of maize based only on MODIS WDRVI and shortwave radiation data
Longchamps et al. Discrimination of corn, grasses and dicot weeds by their UV-induced fluorescence spectral signature
Acebron et al. Diurnal dynamics of nonphotochemical quenching in Arabidopsis npq mutants assessed by solar‐induced fluorescence and reflectance measurements in the field
Elwadie et al. Remote sensing of canopy dynamics and biophysical variables estimation of corn in Michigan
Diago et al. Calibration of non‐invasive fluorescence‐based sensors for the manual and on‐the‐go assessment of grapevine vegetative status in the field
CN115443406A (en) Method for evaluating nitrogen nutrition status in plants by carbohydrate visible light-short wave infrared reflection spectrum technology
Wang et al. Solar-induced chlorophyll fluorescence as an indicator for determining the end date of the vegetation growing season
RU2280975C1 (en) Method and device for determination of exergy of optical radiation in plant growing
DeLucia et al. ENVIRONMENT: MEASUREMENT OF INCIDENT LIGT AND
Cerovic et al. In-field assessment of wheat-leaf polyphenolics using the new optical leaf-clip Dualex
Lim et al. Evaluating a hand‐held crop‐measuring device for estimating the herbage biomass, leaf area index and crude protein content in an Italian ryegrass field
Lin et al. Water stress significantly affects the diurnal variation of solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF): A case study for winter wheat
Kim et al. Development of a filter-based near-surface remote sensing system to retrieve far-red sun-induced chlorophyll fluorescence
Huang et al. Estimation of chlorophyll content in pepper leaves using spectral transmittance red-edge parameters
Portz et al. Optimum sugarcane growth stage for canopy reflectance sensor to predict biomass and nitrogen uptake
CN104297816B (en) The demarcation bearing calibration of ultraviolet light radiation meter
Butterfield et al. Accounting for changes in radiation improves the ability of SIF to track water stress‐induced losses in summer GPP in a temperate deciduous forest
RU2354104C1 (en) Method and device for determination of photoelectric, thermal and photobiochemical photosynthetic exergy for three types of solar energy conversion
Zhang et al. A lettuce moisture detection method based on terahertz time-domain spectroscopy
Wang et al. Comparison of net ecosystem carbon exchange estimation in a mixed temperate forest using field eddy covariance and MODIS data
Ahmad et al. Primary productivity estimation of forest based on in-situ biophysical parameters and sentinel satellite data using vegetation photosynthesis model in an eastern Indian tropical dry deciduous forest
CN100430702C (en) Ultraviolet index monitor
Asgari et al. Potential application of spectral indices for olive water status assessment in (semi‐) arid regions: A case study in Khuzestan Province, Iran

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090211