Пристрій визначення стану нативного хлорофілу

Реферат: Пристрій визначення стану нативного хлорофілу містить сенсор, аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, матричний індикатор, блок електронної обробки, блок керування, блок живлення, послідовний інтерфейс, радіопередавач і блок визначення координат. Блок електронної обробки, з'єднаний через аналого-цифровий перетворювач з виходом сенсора, а вихід під'єднаний до матричного індикатора. Цифроаналоговий перетворювач з'єднаний з управляючим входом сенсора та першим входом блока керування, в якому другий вихід з'єднаний з блоком електронної обробки та другим входом аналого-цифрового перетворювача. Перший вхід блока керування з'єднаний з блоком живлення. Другий вхід підключений до блока електронної обробки. Третій вихід блока електронної обробки з'єднаний з послідовним інтерфейсом, вихід якого є першим виходом пристрою, четвертий вихід блока електронної обробки з'єднаний з радіопередавачем, вихід якого є другим виходом пристрою. Блок визначення координат підключений до блока електронної обробки. Пристрій містить електронний ключ, вхід якого з'єднаний з блоком живлення, вихід з'єднаний з блоком електронної обробки, а управляючий вхід з'єднаний з блоком керування. UA 68212 U (54) ПРИСТРІЙ ВИЗНАЧЕННЯ СТАНУ НАТИВНОГО ХЛОРОФІЛУ UA 68212 U UA 68212 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області дослідження матеріалів шляхом визначення фізичних властивостей, зокрема одержання та аналізу кривої індукції нативного хлорофілу рослинних об'єктів Прилад призначений для застосування у рослинництві, сільському господарстві, селекційній роботі та у моніторингу стресових станів рослинності. У приладі використана властивість хлорофілу випромінювати (флуоресціювати) надлишки поглинутого світла в залежності від порушень окремих ланок ланцюга фотосинтезу, які викликані впливами на рослини різними чинниками. Зміна флуоресценції хлорофілу у часі після тем нової адаптації має характерний вигляд кривої індукції флуоресценції хлорофілу (ІФХ). Окремі показники цієї кривої є індикаторами або діагностичними ознаками відповідних порушень процес фотосинтезу або окремих його ланок. Відомий „Способ определения концентрации хлорофила и устройство для его осуществления" СССР № 1659797, G01N 21/69. Спільними рисами аналога та запропонованого пристрою є канал збудження і прийому флуоресценції та електронний блок. Причиною, що заважає одержанню очікуваного технічного результату є те, що пристрійаналог не дозволяє працювати з листями рослини, а також одержувати криву індукції флуоресценції, показники якої слугують діагностичними ознаками. Відомий також пристрій визначення стану нативного хлорофілу [див. патент України № 12382 «Пристрій визначення стану нативного хлорофілу» Бюл. № 2, 15.02.2006]. Спільними ознаками аналога та запропонованого пристрою є наявність сенсора, аналогоцифрового перетворювача, цифро-аналогового перетворювача, матричного індикатора, блоку електронної обробки, блока керування, блока живлення і послідовного інтерфейсу, причому блок електронної обробки з'єднаний через аналого-цифровий перетворювач з виходом сенсора, другим входом з'єднаний з блоком живлення, а вихід під'єднаний до матричного індикатора, цифро-аналоговий перетворювач з'єднаний з управляючим входом сенсора та першим входом блока керування, в якого другий вихід з'єднаний з блоком електронної обробки та другим входом аналого-цифрового перетворювача, перший вхід блока керування з'єднаний з блоком живлення, а другий вхід підключений до блока електронної обробки, третій вихід якого з'єднаний з послідовним інтерфейсом, а вихід послідовного інтерфейсу є виходом пристрою. Причиною, що заважає одержанню очікуваного технічного результату є те, що пристрійпрототип має на виході послідовний інтерфейс, а це обмежує його функціональні можливості. Зокрема не можливо передавати на відстань дані про стан нативного хлорофілу рослин, не можливо визначати і передавати на відстань координати місцезнаходження досліджуваних рослин. Найближчим по суті до запропонованого пристрою є пристрій визначення стану нативного хлорофілу [див. патент України № 18179 «Пристрій визначення стану нативного хлорофілу» Бюл. № 10, 16.10.2006]. Відомий пристрій визначення стану нативного хлорофілу містить сенсор, аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, матричний індикатор, блок електронної обробки, блок керування, блок живлення, послідовний інтерфейс, радіопередавач і блок визначення координат, причому блок електронної обробки, з'єднаний через аналого-цифровий перетворювач з виходом сенсора, другим входом з'єднаний з блоком живлення, а вихід під'єднаний до матричного індикатора, цифро-аналоговий перетворювач з'єднаний з управляючим входом сенсора та першим входом блока керування, в якого другий вихід з'єднаний з блоком електронної обробки та другим входом аналого-цифрового перетворювача, перший вхід блока керування з'єднаний з блоком живлення, а другий вхід підключений до блока електронної обробки, третій вихід блока електронної обробки з'єднаний з послідовним інтерфейсом, вихід якого є першим виходом пристрою, четвертий вихід блока електронної обробки з'єднаний з радіопередавачем, вихід якого є другим виходом пристрою, а блок визначення координат підключений до блока електронної обробки. Причиною, що заважає одержанню очікуваного технічного результату є те, що пристрійнайближчий аналог має велику споживчу потужність, а це обмежує його функціональні можливості. Зокрема у польових умовах експлуатації ресурс акумуляторного живлення пристрою обмежений, що не дозволяє використовувати пристрій протягом тривалого часу. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого пристрою для визначення стану нативного хлорофілу, в якому завдяки введенню додаткових вузлів стало б можливим зменшити споживчу потужність під час його використання у польових умовах експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій містить сенсор, аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, матричний індикатор, блок електронної обробки, блок керування, блок живлення, послідовний інтерфейс, радіопередавач, блок визначення координат і електронний ключ, причому блок електронної обробки, з'єднаний через 1 UA 68212 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 аналого-цифровий перетворювач з виходом сенсора, другим входом через електронний ключ з'єднаний з блоком живлення, а вихід під'єднаний до матричного індикатора, цифро-аналоговий перетворювач з'єднаний з управляючим входом сенсора та першим входом блока керування, в якому другий вихід з'єднаний з блоком електронної обробки та другим входом аналогоцифрового перетворювача, перший вхід блока керування з'єднаний з блоком живлення, а другий вхід підключений до блока електронної обробки, третій вихід блока електронної обробки з'єднаний з послідовним інтерфейсом, вихід якого є першим виходом пристрою, третій вихід блока керування з'єднаний з управляючим входом електронного ключа, четвертий вихід блока електронної обробки з'єднаний з радіопередавачем, вихід якого є другим виходом пристрою, а блок визначення координат підключений до блока електронної обробки. Відмінною ознакою запропонованого пристрою є електронний ключ, вхід якого з'єднаний з блоком живлення, а вихід з блоком електронної обробки, управляючий вхід електронного ключа з'єднаний з блоком керування. Введення у пристрій нових вузлів та зв'язків дозволяє розширити функціональні можливості пристрою, зокрема зменшити споживчу потужність пристрою шляхом відключення від блока живлення основних його вузлів в інтервалах між вимірами стану нативного хлорофілу. На кресленні зображена блок-схема запропонованого пристрою. Вона містить сенсор 1, аналого-цифровий перетворювач 2, цифро-аналоговий перетворювач 3, матричний індикатор 4, блок електронної обробки 5, блок керування 6, блок живлення 7, послідовний інтерфейс 8, радіопередавач 9, блок визначення координат 10 і електронний ключ 11, причому блок електронної обробки 5, з'єднаний через аналого-цифровий перетворювач 2 з виходом сенсора 1, другим входом через електронний ключ 11 з'єднаний з блоком живлення 7, а вихід під'єднаний до матричного індикатора 4, цифро-аналоговий перетворювач 3 з'єднаний з управляючим входом сенсора 1 та першим входом блока керування 6, в якого другий вихід з'єднаний з блоком електронної обробки 5 та другим входом аналого-цифрового перетворювача 2, а третій вихід з'єднаний з управляючим входом електронного ключа 11, перший вхід блока керування 6 з'єднаний з блоком живлення 7, а другий вхід підключений до блока електронної обробки 5, третій вихід блока електронної обробки 5 з'єднаний з послідовним інтерфейсом 8, вихід якого є першим виходом пристрою, четвертий вихід блока електронної обробки 5 з'єднаний з радіопередавачем 9, вихід якого є другим виходом пристрою, а блок визначення координат 10 підключений до блока електронної обробки 5. Пристрій, зображений на кресленні, працює наступним чином. Сенсор 1 закріплюють на листі рослиниі включають блок живлення, який подає живлення на всі блоки. Після темнової адаптації блок управління вмикає джерело випромінювання сенсора 1, подає команду на вимірювання на аналого-цифровий перетворювач 2 і команду на запам'ятовування результату виміру на блок електронної обробки 5. У сенсорі 1 джерело випромінювання освітлює лист рослини і збуджує флуоресценцію у межах плями освітлення. Оптичний сигнал флуоресценції перетворюється фотоприймачем сенсора 1 в електричний сигнал. Цей сигнал надходить до аналого-цифрового перетворювача 2 і перетворюється в ньому в цифровий код. Поточні значення кодів, пропорційні флуоресценції нативного хлорофілу, послідовно переносяться до блока електронної обробки 5 і зберігаються в ньому. Якщо в процесі циклу вимірювань необхідно здійснити опромінювання листа імпульсами світла різної інтенсивності і тривалості, то, по реперним значенням сигналів флуоресценції, які задаються блоком електронної обробки 5, блок керування 6 подає відповідний код на цифроаналоговий перетворювач 3. Останній змінює інтенсивність опромінювання джерела сенсора 1. Блок електронної обробки 5 визначає характеристичні значення флуоресценції, такі як: початкове Fo, максимальне Fmax та усталене Ft, a також час напівнаростання флуоресценції, визначає та зберігає в межах циклу вимірювання наступні відношення (Fmax-Fo)/Fmax, (FmaxFt)/Fmax. Результати багатьох циклів вимірювань зберігаються у блоці електронної обробки 5 і при необхідності можуть бути винесені на матричний індикатор 4 послідовно або у вигляді кривої індукції флуоресценції хлорофілу. Результати вимірів, які зберігаються у блоці електронної обробки, через послідовний інтерфейс 8 можуть бути записані у комп'ютер. У польових умовах експлуатації пристрою масиви даних через радіопередавач 9 можуть бути передані у обчислювальний центр разом з координатами місцезнаходження досліджуваних рослин, які обчислюються блоком визначення координат 10. Між вимірами блок керування 6 розмикає електронний ключ 11 і відключає від джерела живлення 7 основні вузли пристрою. Запропонований пристрій, як випливає з його опису, може бути реалізований у виробничих умовах на елементній базі широкого призначення. При реалізації пристрою використані електронні вузли та компоненти, що випускаються серійно. Так, для реалізації сенсору використані серійні світлодіоди і фотопідсилювач. Для 2 UA 68212 U 5 реалізації блока електронної обробки, аналого-цифрового і цифро-аналогового перетворювачів, блока керування і послідовного інтерфейсу використовується мікроконвертер ADuC842, для реалізації матричного індикатора - дисплей FDCG12864, для реалізації радіопередавача і блока визначення координат - модулі виробництва фірми Wavecom (Франція) і для реалізації блока живлення - акумуляторні батареї. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Пристрій визначення стану нативного хлорофілу, який містить сенсор, аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, матричний індикатор, блок електронної обробки, блок керування, блок живлення, послідовний інтерфейс, радіопередавач і блок визначення координат, причому блок електронної обробки, з'єднаний через аналого-цифровий перетворювач з виходом сенсора, а вихід під'єднаний до матричного індикатора, цифроаналоговий перетворювач з'єднаний з управляючим входом сенсора та першим входом блока керування, в якому другий вихід з'єднаний з блоком електронної обробки та другим входом аналого-цифрового перетворювача, перший вхід блока керування з'єднаний з блоком живлення, а другий вхід підключений до блока електронної обробки, третій вихід блока електронної обробки з'єднаний з послідовним інтерфейсом, вихід якого є першим виходом пристрою, четвертий вихід блока електронної обробки з'єднаний з радіопередавачем, вихід якого є другим виходом пристрою, а блок визначення координат підключений до блока електронної обробки, який відрізняється тим, що в нього додатково введений електронний ключ, вхід якого з'єднаний з блоком живлення, вихід з'єднаний з блоком електронної обробки, а управляючий вхід з'єднаний з блоком керування. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3