устройство для определения положения жалюзийного экрана

Формула изобретения

1. Устройство для определения положения жалюзийного экрана, содержащее датчик освещенности, включающий фоточувствительную систему с усилительным блоком на выходе, установленную на основании полусферического рассеивателя, и размещенные под сводом последнего микрожалюзи, соединенные посредством групповых тяг с выходами их приводов и с датчиками их положения, которые связаны с программным контроллером, при этом выход усилительного блока соединен с последним через аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что фоточувствительная система датчика освещенности включает по крайней мере три фотоэлемента, зоны оптической чувствительности которых расположены в спектральном диапазоне 400-700 нм без перекрытия между собой, причем микрожалюзи посредством групповых тяг соединены в секции, объединенные в пары, по числу фотоэлементов, при этом различные секции микрожалюзи каждой пары расположены по разные стороны от вертикальной плоскости симметрии полусферического рассеивателя, а микрожалюзи каждой пары секций выполнены из материала с заданными значениями коэффициента пропускания падающего оптического потока в диапазоне, совпадающем с зоной оптической чувствительности соответствующего фотоэлемента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фоточувствительная система датчика освещенности содержит три фотоэлемента, зона оптической чувствительности первого из которых расположена в спектральном диапазоне 400 - 500 нм, второго в области 500-600 нм, а третьего в диапазоне 600-700 нм, при этом микрожалюзи первой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания падающего оптического потока в спектральном диапазоне 400-500 нм, второй пары в области 500-600 нм, а третьей пары секций в диапазоне 600-700 нм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, именно к управлению параметрами микроклимата в теплицах.

Известно устройство для определения положения жалюзийного экрана, содержащее датчик освещенности, включающий фоточувствительную систему с усилительным блоком на выходе, установленную на основании полусферического рассеивателя, и размещенные под сводом последнего микрожалюзи, соединенные посредством групповых тяг с выходами их приводов и с датчиками их положения, которые связаны с программным контроллером, при этом выход усилительного блока соединен с последним через аналого-цифровой преобразователь (авт. свид. СССР N 1604248, кл.A 01 G 9/24, 1988).

Недостатком известного устройства является недостаточность его влияния на регулирование микроклимата в теплице, т.к. повышает естественную освещенность.

Цель изобретения расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности управления жалюзийными экранами в теплицах с искусственным облучением растений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения положения жалюзийного экрана, содержащем датчик освещенности, включающий фоточувствительную систему с усилительным блоком на выходе, установленную на основании полусферического рассеивателя, и размещенные под сводом последнего микрожалюзи, соединенные посредством групповых тяг с выходами их приводов и с датчиками их положения, которые связаны с программным контроллером, при этом выход усилительного блока соединен с последним через аналого-цифровой преобразователь, согласно изобретению фоточувствительная система датчика освещенности включает по крайней мере три фотоэлемента, зоны оптической чувствительности, которые расположены в спектральном диапазоне 400 700 нм без перекрытия между собой, причем микрожалюзи посредством групповых тяг соединены в секции, объединенные в пары, по числу фотоэлементов, при этом различные секции микрожалюзи каждой пары расположены по разные стороны от вертикальной плоскости симметрии полусферического рассеивателя, а микрожалюзи каждой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания падающего оптического потока в диапазоне, совпадающем с зоной оптической чувствительности соответствующего фотоэлемента.

В предпочтительном варианте выполнения устройства фоточувствительная система датчика освещенности содержит три фотоэлемента, зона оптической чувствительности первого из которых расположена в спектральном диапазоне 400-500 нм, второго в области 500-600 нм, а третьего в диапазоне 600-700 нм, при этом микрожалюзи первой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания падающего оптического потока в спектральном диапазоне 400-500 нм, второй пары секций в области 500-600 нм, а третьей пары секции в диапазоне 600-700 нм.

На фиг. 1 изображено устройство в теплице; на фиг. 2 схема устройства; на фиг. 3 четырехэлектродная лампа излучения с системой измерения спектрального состава света; на фиг. 4 датчик измерения спектрального состава искусственного света; на фиг. 5 датчик измерения спектрального состава естественного света.

Устройство для определения положения жалюзийного экрана размещено в теплице 1 с остекленной кровлей 2 и оборудованной многоярусными узкостеллажными гидропонными установками (МУГУ) 3. На наклонных стойках 4 каркаса установки 3 установлены лотки 5 для растений 6. Теплица 1 оснащена источниками оптического излучения 7, размещенными вне каркасов установки 3, и источниками оптического излучения 8, размещенными внутри каркасов. Позицией 9 обозначен источник естественного света. В качестве источников оптического излучения 7 и 8 могут быть использованы ртутные газоразрядные лампы.

Устройство содержит датчик освещенности, включающий фоточувствительную систему с усилительным блоком на выходе, установленную на основании полусферического рассеивателя 10 и содержащую по крайней мере три светофильтра 11, три фотоэлемента (фотодиода) 12, помещенных в корпусе 13 с крышкой 14 (фиг. 5). Выход усилительного блока связан через аналого-цифровой преобразователь 15 с программным контроллером 16.

Под сводом рассеивателя 10 также размещены выполненные в виде светофильтров микрожалюзи 17, 17" и 17"", которые подключены к герконовым датчикам положения 18, контролирующим угол поворота или длину групповых тяг 20 и связанных с электроприводами 19.

Зона оптической чувствительности первого из фотоэлементов 12 фоточувствительной системы датчика освещенности расположена в спектральном диапазоне 400 500 нм, второго в области 500 600 нм и третьего в диапазоне 600 700 нм, при этом "суммарно" зоны расположены в спектральном диапазоне 400 700 нм без перекрытия между собой.

Микрожалюзи 17, 17" и 17"" посредством тяг 20 соединены в секции, объединенные в пары, по числу фотоэлементов 12, а различные секции микрожалюзи каждой пары расположены по разные стороны от вертикальной плоскости симметрии полусферического рассеивателя 10, а микрожалюзи каждой пары секций выполнены из материала с заданным значением коэффициента пропускания падающего потока в диапазоне, совпадающем с зоной оптической чувствительности соответствующего фотоэлемента 12, т.е. микрожалюзи первой пары секций выполнены из материала с заданным коэффициентом пропускания падающего оптического потока в спектральном диапазоне 400 500 нм, второй пары секций в области 500 600 нм, а третьей пары секций в диапазоне 600 700 нм,

Для вывода электрического сигнала, соответствующего уровню и спектральному составу излучения, служат клеммы 21 приемника излучения - фотоэлемента 12 (фиг. 5).

Устройство снабжено аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 15, который служит для преобразования аналогового сигнала в цифровой код, и программируемым контроллером 16, предназначенным для обработки показаний интегральной естественной освещенности и ее спектральных составляющих в диапазонах 400 500 нм, 500 600 нм, 600 700 нм, запоминания кода датчиков положения 18 жалюзийных экранов, запоминания интегральной и дифференциальной составляющих естественного излучения от источника 9, передачи их по кабелю 22 на устройство связи 23 с устройства, далее на регулятор совмещенного спектрального состава 24 для перевода жалюзи 25, 25", 25"", установленных под кровельным ограждением теплицы (фиг. 1, условно не показаны), посредством электроприводов 26 в положение, обеспечивающее максимальное пропускание естественного света 9 за один оборот, заданный спектральный состав света, а также подачи команды на изменение электрической мощности газоразрядных промежутков источника излучения 7 посредством датчиков 27, 28, 29, групповых тяг 30 и шкафа управления 31.

Четырехэлектродная газоразрядная лампа 7 (фиг. 3) содержит электроды 32, электрические выводы 33, плазму "синего" света 34, плазму "зеленого" света 35 и плазму "красного" света 36.

В качестве источника света 7 применены лампы типа ДМ4-6000, ДМ4-3000, ДМ4-750 (патенты СССР NN 1802885, 1813224, 1816330, все 1993 г.).

Источники оптического излучения 8 эксплуатируются при неизменяемом, постоянном напряжении и спектральном составе света.

Датчики 27, 28, 29 измерения спектрального состава искусственного света (фиг. 4) выполнены в виде трансформаторов напряжения и регистрируют спектральный состав путем косвенных измерений межэлектронных напряжений. Они скомпонованы в блок датчиков с выводами электропитания 37 и размещены в регуляторе совмещенного спектрального состава 24, расположенном, в свою очередь, в шкафе управления 31.

Датчик освещенности измерения спектрального состава естественного света (фиг. 5) состоит из корпуса 13 с крышкой 14, трех светофильтров 11, пропускающих свет в спектральных диапазонах 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм, трех фотоэлементов 12, зоны оптической чувствительности которых расположены в спектральных диапазонах соответственно 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм.

Устройство для определения жалюзийного экрана в теплице работает по следующему алгоритму.

При поиске положения микрожалюзи 17, 17" и 17"", обеспечивающих максимальную естественную освещенность в теплице, в начале процесса регулирования определяют по датчику 18 положение жалюзи 17, 17" и 17"", затем программируемый контроллер 16 подает сигнал на электроприводы 19, которые перемещают микрожалюзи 17, 17" и 17"" из предыдущего положения в соответствии с датчиками положения 18. Обеспечив максимальную освещенность путем поворота жалюзи 25, 25" и 25"" микрожалюзи 17, 17" и 17"" останавливаются. При этом в датчике освещенности посредством фотоэлементов 12 в программируемом контроллере 16 лучи света преобразуются в сигналы, соответствующие датчикам положения 19.

При определении спектральных составляющих естественного света для создания оптимальной совмещенной освещенности объекта теплицы программируемый контроллер 16 подает сигнал на фотоэлементы 12 датчика освещенности, обеспечивающие их установку напротив приемника излучения фотоэлементов и измерения спектральных составляющих интегрального излучения в диапазонах света 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм.

Максимальное значение интегральной естественной освещенности с фотоэлементов 12, спектральные составляющие естественного света в диапазонах 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм, соответствующие им коды положений датчиков положения 18 записываются в программируемом контроллере 16, после чего вырабатывается команда на перевод микрожалюзи 17, 17" и 17"" в положение, обеспечивающее максимальную освещенность, а также передачу спектральных составляющих естественного света в диапазонах 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм в регулятор совмещенного спектрального состава 24. С программируемого контроллера 16 через устройство связи 23 с объектом подается команда на регулятор совмещенного спектрального состава 24, где вырабатывается команда на поворот жалюзи 25, 25" и 25"" теплицы посредством электроприводов 26 с помощью тяг 30 в положение, обеспечивающее максимальное пропускание света за один поворот жалюзи, т.к. ступенчатое регулирование невозможно.

Одновременно регулятор 24 посредством датчиков 27, 28, 29 искусственной составляющей совмещенного облучения в диапазонах 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм, а также шкафа управления 31 подает команду на лампы 7 в теплице на изменение спектрального состава газоразрядных промежутков, ответственных за область спектра 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм и обеспечение нормируемой совмещенной облученности.

При поиске положения микрожалюзи 17, 17" и 17"", обеспечивающих работающие спектральные составляющие в областях 400 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм в совмещенном свете в теплице, программируемый контроллер 16 подает сигнал на электроприводы 18, которые в свою очередь поочередно устанавливают микрожалюзи 17, 17" и 17"" из положения, обеспечивающего максимальное пропускание, в положение, обеспечивающее заданный спектральный состав в соответствии с показателями датчиков естественного спектрального состава фотоэлементов 12 и показаниями датчиков 27, 28, 29 искусственного спектрального состава, а также датчиками положения 18 микрожалюзи 17, 17" и 17"".

Использование в устройстве для определения положения жалюзийного экрана в теплице дает возможность одновременно с обеспечением максимальной естественной освещенности в теплице регулировать спектральный состав естественной и искусственной составляющих совместного света, что позволит повысить урожайность выращиваемых в теплице культур.