русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Обзор выпускаемых марок хронофлуорометров

<== предыдущая статья |

В табл. 21.3 приведены данные об интеллектуальных сенсорах-хронофлуорометрах, выпускаемых сейчас для наблюдения и изучения процессов фотосинтеза. Широкий выбор хронофлуорометров для исследований ИФХ предлагает американская фирма Opti-Sciences. Фотографии этих интеллектуальных сенсоров показаны на рис. 21.8. Больщим спросом пользуется хронофлуорометр OS5-FL, обеспечивающий широкие возможности. Источником действующего света регулируемой интенсивности является в нем твердотельный лазер с длиной волны излучения 685 нм. Модулированный "измерительный" свет излучает светодиод с узкополосным светофильтром на 690 нм.

Таблица 21.3. Выпускаемые марки хронофлуорометров

Марка

Фирма-производитель

Портативный флуорометр хлорофилла (Portable Chlorophyll Fluorometer)

PAM-2100, MINI-PAM

Heinz Walz Gmb (ФРГ) http://www.walz.com/chloro.htm

Модулированный флуорометр хлорофилла (Modulated Chlorophyll Fluorometer)

OS5-FL

Opti-Sciences (США) http://www.optisci.com/os5fl.htm

Флуорометр хлорофилла (Chlorophyll Fluorometer)

OS30

Opti-Sciences (США) http://www.optisci.com/os30.htm

Модулированный флуорометр (Modulated Fluorometer)

OS1FL

Opti-Sciences (США) http://www.optisci.com/os1fl.htm

Флуорометр для водорослей (Algae Fluorometer)

AFM

Opti-Sciences (США) http://www.optisci.com/аfm.htm

Полевой флуорометр (Field Fluorometer)

GFL-1

Opti-Sciences (США) http://www.optisci.com/gfl1.htm

Волоконно-оптический флуорометр (Fiber-Optic Fluorometer)

GFP-Meter

Opti-Sciences (США) http://www.optisci.com/gpf.htm

Флуорометр хлорофилла (Chlorophyll Fluorometer)

UV-A-PAM

Gademann Instruments Gmb

Хронофлуорометр хлорофилла

"Флоратест-2"

Институт кибернетики им. В. М. Глушкова НАН Украины

При желании вместе с хронофлуорометром OS5-FL можно приобрести также источник модулированного "измерительного" света с длиной волны 450 нм. Импульсы "насыщающего" света регулируемой интенсивности дает 35-ваттная галогенная лампа тоже с узкополосным светофильтром на 690 нм. Для более тщательных опытов имеется также источник далекого красного (far-red) света с фильтром на 735 нм. Такой свет в период темновой адаптации способствует эффективному окислению пула пластохинонов, что позволяет корректно определить минимальный сигнал флуоресценции . Перед фотодиодом, который воспринимает флуоресценцию хлорофилла, установлен светофильтр, пропускающий лишь спектральную полосу от 700 до 750 нм. Частота модуляции может программно изменяться в ходе работы от 250 Гц до 40 кГц. Измерение интенсивности флуоресценции может осуществляться с интервалами времени от 0,2 мс до 2 с, которые тоже задаются программно. Продолжительность записи хронофлуорограмм – от 2 секунд до 45 мин. (по желанию – до 16 ч.). Объем памяти данных – 512 кбайт. Сенсор имеет ЖК дисплей 320×240 пикселей с подсветкой и 9 клавиш для взаимодействия с пользователем. В сенсор встроен источник автономного питания – аккумуляторная батарея на 12 В / 3,4 А-ч.

 

Рис. 21.8. Флуорометры для исследования ИФХ фирмы Opti-Sciences (США).

 

К сенсору OS5-FL можно приобрести такие аксессуары, как специальные кюветы для темновой адаптации, термостабилизации и для опытов с изменением температуры, кюветы для работы с водорослями и другие. В сенсор встроен привод 3,5-дюймовой дискеты, на которую можно переписывать полученные данные. Имеется внешний интерфейс RS-232. Размеры этого интеллектуального сенсора довольно значительны 280×180×130 мм, масса – 5 кг. Тем не менее, его относят к группе портативных.

Наиболее дешевым и доступным является хронофлуорометр OS 30, во многом аналогичный описанному выше хронофлуорометру "Флоратест-1". Его размеры 190×100×50 мм, масса – 0,5 кг. В нем имеется лишь источник непрерывного света, который включается после периода темновой адаптации листка. ИФХ может регистрироваться с интервалами времени от 5 мкс до 0,1 с, которые задаются программно. Продолжительность отслеживания кривой ИФХ – от 2 с до 240 с. Память данных на 128 кбайт позволяет сохранять результаты до 4096 отсчетов.

Промежуточные характеристики имеет хронофлуорометр хлорофилла OS1-FL. По размерам (190×110×70 мм), он не намного больше хронофлуорометра OS 30, но масса его значительно больше, – 2 кг. Источник света и фотоприемник со светофильтром такие же, как и в OS5-FL. Однако нет источника действующего света, который должен приобретаться отдельно. Отсчеты интенсивности флуоресценции могут осуществляться с интервалами от 0,1 мс до 0,1 с, продолжительность наблюдения ИФХ – от 2 с до 45 мин.

Хронофлуорометр для водорослей AFM позволяет исследовать даже ИФХ микроводорослей. Он рассчитан на работу в паре с хронофлуорометром OS5-FL, с которым соединяется кабелем. Кроме параметров ИФХ, он позволяет дополнительно измерять еще и концентрацию микроводорослей в воде. Выпускается в виде стандартной и т.н. "ксеноновой" моделей. Сам хронофлуорометр OS5-FL с кюветой для водорослей позволяет исследовать ИФХ водорослей в концентрациях от 100 мкг/л. Стандартная модель AFM позволяет работать с водорослями, начиная уже от концентрации 10 мкг/л, а в паре с "ксеноновой" моделью – даже начиная от концентрации 0,1 мкг/л. В "ксеноновой" модели источником действующего света служит ксеноновая лампа с максимумом излучения на длине волны 450 нм, свет которой концентрируется на площади 1 см2 боковой поверхности стандартной стеклянной кюветы с внутренним объемом 3 мл.

Волоконно-оптический хронофлуорометр GFP-Meter имеет набор светофильтров, позволяющих измерять флуоресценцию не только хлорофилла, но и родамина, флуоресцеина, ряда протеинов. Аналогичные возможности имеет и флуорометр GFL-1, который пригоден для работы в самых жестких полевых условиях.

Наиболее популярный сейчас в Европе хронофлуорометр РАМ-2100 фирмы Heinz Walz с основным блоком размерами 240×105×110 мм показан на рис. 21.9.


Рис. 21.9. Флуорометр РАМ-2100 немецкой фирмы Heinz Walz: а) основной блок, подставка, выносная головка, листок растения; б) флуорометр в действии; в) примеры хронофлуорограмм; г) увеличенное изображение подставки с галогенной лампой в действии

Источниками действующего (AL) и насыщающего (SP) света в нем служат матрицы светодиодов с длинами волн 655 нм и 735 нм (последние – для возбуждения фотосистем І) и миниатюрная галогенная лампа белого света. Эти источники света крепятся на специальной подставке. Измерительный модулированный свет излучается светодиодами на длине волны 655 нм в виде импульсов продолжительностью 3 мкс с частотой 600 Гц или 20 кГц. Амплитуда этих импульсов незначительна и практически не влияет на фотосинтетическую систему, но она достаточна для измерения индуцированных изменений интенсивности флуоресценции даже при прямом солнечном свете.

В памяти программ сенсора записаны программы стандартных экспериментов по индукции флуоресценции хлорофилла. Предусмотрена возможность для пользователей программировать свои варианты экспериментов, которые автоматически будет выполнять микропроцессор после нажатия клавиши "Пуск".

Флуорометр UV-A-PAM (рис. 21.10) отличается тем, что имеет в своем составе дополнительный светодиод, излучающий ближний ультрафиолетовый свет (UV-A) с длиной волны 375 нм.


Рис. 21.10. Хронофлуорометр UV-A-РАМ-2100 фирмы Gademann Instruments Gmb

Такой свет поглощается в основном защитными пигментами (флаваноидами и др.), которые концентрируются преимущественно в эпидермисе листьев и защищают их внутренние структуры от значительных радиационных повреждений ультрафиолетовым излучением. Измеряя отношение интенсивностей флуоресценции хлорофилла при возбуждении ультрафиолетовым и при возбуждении сине-голубым светом, флуорометр рассчитывает концентрацию защитных пигментов, которая позволяет оценить стойкость растения против радиационных повреждений.

Ряд важных характеристик фотосинтеза и, следовательно, общее состояние растения, можно определять, не проводя темновой адаптации листьев и не снимая кривую ИФХ. В частности, это касается определения квантового выхода фотосинтеза и квантового выхода флуоресценции хлорофилла при рабочем освещении.

Сначала напомним, что это такое. Пусть на зеленый лист растения падает квантовый световой поток мкмоль/(м2с), из которого мкмоль фотонов/(м2с) используются на стимулирование фотохимических реакций фотосинтеза, – на флуоресценцию хлорофилла в красной области спектра и - на тепловую диссипацию без излучения. Тогда величину

(22.1)

называют квантовым выходом фотосинтеза, величину

(22.2)

квантовым выходом флуоресценции хлорофилла, а величину

(22.3)

квантовым выходом тепловой диссипации. Последний не зависит от интенсивности светового потока , а определяется лишь температурой листьев и внутренней структурой центров фотосинтеза.

Первые 2 квантовых выхода меняются с изменением . Квантовый выход фотосинтеза уменьшается при увеличении светового потока , так как с возрастанием светового потока все больше каналов запуска фотосинтеза оказываются занятыми. А когда поток достигает уровня насыщения, то количество фотонов, используемых на стимулирование фотохимических реакций, вообще перестает возрастать. В этих условиях оно определяется лишь максимальной "пропускной способностью" всех фотосистем І и ІІ. Поэтому зависимость квантового выхода фотосинтеза от потока освещения носит нелинейный характер.

Если при наличии насыщающего света увеличить его квантовую интенсивность на , то она распределится следующим образом. мкмоль фотонов/(м2с) проходят сквозь листок растения, где – коэффициент его пропускания, а поглощаются листком. Из них энергия мкмоль фотонов/(м2с) превращается в тепло, а остальные фотоны переизлучаются в виде флуоресценции хлорофилла. Квантовый выход флуоресценции хлорофилла достигает в условиях действия насыщающего света своего максимального значения

(22.4)

В обычных условиях функционирования растения

(22.5)

Из формул (22.4) и (22.5) вытекает, что квантовый выход фотосинтеза можно вычислить по формуле

(22.6)

Для этого надо определить квантовый выход флуоресценции хлорофилла в условиях обычного ("рабочего") освещения и квантовый выход флуоресценции в условиях действия "насыщающего" света.

По этому принципу и действует интеллектуальный сенсор EARS-PPM (Plants Photosynthesis Meter) нидерландской фирмы EARS (рис. 22.1), который измеряет не квантовый выход фотосинтеза по формуле (22.6), а пропорциональную ему величину

(22.7)

где и – интенсивности флуоресценции, которые измеряются с помощью модулированного измерительного света в условиях насыщающего и обычного рабочего освещения соответственно.


Рис. 22.1. Измеритель эффективности фотосинтеза EARS-PPM нидерландской фирмы EARS. Размеры – 250х53х80 мм, масса – 0,85 кг

 

Производитель называет ее "квантовой эффективностью фотосинтеза". Нужные измерения сенсор выполняет автоматически менее, чем за 1 мин. Кроме того он может измерять квантовую интенсивность PAR действующего на растение света (PAR – photosynthetic active radiation) в мкмоль/(м2с), которая интересует исследователей, и вычислять величину , которая характеризует производительность фотосинтеза.

Источником света в этом сенсоре служит GaAlAs светодиод с максимумом излучения на длине волны 637 нм. С красной стороны его излучение обрезается специальным светофильтром, начиная от 690 нм. Частота модуляции – 7200 или 8900 Гц. В качестве источника насыщающего света используется галогенная лампа на 5000 кандел со светофильтром, отрезающим БИК диапазон спектра излучения. В усилителе-селекторе сигналов применено синхронное детектирование, обеспечивающее высокую селективность на фоне сильного постоянно действующего света и несинхронных помех. Имеется внешний интерфейс RS232 и внутренняя память на тысячи результатов измерений. Сенсор выпускается в нескольких модификациях: PPM-MLHD, PPM-100 и PPM-200, отличающихся своими функциональными возможностями и ценой.

Просмотров: 415

<== предыдущая статья |

Это будем вам полезно:

Приборы для измерения влажности древесины

Первые спектрофотометрические глюкометры фирмы Futrex

Оптоэлектроныые датчики движения ИК-диапазона

Магнитоиндукционные методы измерения расхода

Интеллектуальные портативные сенсоры для сейсморазведки

Разновидности приборов (систем) для измерения расхода и количества вещества

Хроматографические сенсоры

Полуавтоматические электронные тонометры

Возможности высокоскоростной камеры Fastvideo-500M

Примеры интеллектуальных электрохимических сенсоров

Общая характеристика наиболее широко применяемых датчиков температуры

Сенсор для измерения хлорофилла в листьях растений

Вихревые расходомеры с обткаемым телом

Титрометрический метод химического анализа

Вернуться в оглавление:Методы и средства измерений неэлектрических величин




Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.