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1、动物学相关技术与推广研究报告,1,动物类产品可持续性报告,技术 工程师:,动物学相关技术与推广研究报告,2,动物呼吸类产品,应用: 用于精确测量生物呼吸(CO2 、O2 、CH4 、H2O)等方面的研究, 广泛用于动物生理学、运动生理学、医学研究、植物(果蔬、花卉、种质资源)储存等领域。 特点:该产品在呼吸领域研究处于国际前沿,与其它产品竞争拥有不用分辨的信誉和地位。,动物学相关技术与推广研究报告,3,背景知识,空气中CO2浓度390PPM，O2约21.95%,动物学相关技术与推广研究报告,4,系统主要由以下各组件组成：,1. SS4气体二次抽样单元 2. MFC-2双通道气体流量控制器和84
2、0气体流量控制阀 3. RM8多通道气路转换器（包括呼吸室） 4. UI-2数据采集器 5. CA-10A CO2分析仪 6. FC-10A O2分析仪 7. EXPADATA程序软件。,动物学相关技术与推广研究报告,5,组成元件的名称及作用,1. SS4气体二次抽样单元,动物学相关技术与推广研究报告,6,上图是SS4气体二次抽样单元的简单示意图。可见，它由气体泵、针阀（控制进出泵体的气流）和气流计（02000ml/min ）三部分组成。它不仅能对气体进行二次抽样，而且有气泵和气流计的功能。 气体泵是气体流动的根本动力，可通过调节旋扭来设定驱动力的大小；针阀用来控制气流的大小，其调得越紧，流经
3、的气体越少；调得越松，流经的气体越多，可对气流大小进行微调；气流计用来显示读数。当实际气流读数与设定值相差较大时，显示屏上会显示“rough”，此时应该继续调节气流大小，以更接近于设定值；当实际读数与设定读数接近时，显示屏上会显示“approximate”，此时应该进一步对针阀等进行微调，使数值更精确（此时显示屏上会显示ML/MIN）。,动物学相关技术与推广研究报告,7,二次抽样的意义：对于大象、牛羊等大动物来说，其呼吸过程中会产生较强大的气流，往往超出了仪器所能承受和检测的范围。因此常常仅取其中一小部分支路气流用作检测，其余的散失到空气中。 如上图所示。 对于昆虫等微小动物，气流调节得过大即
4、气流流速过大会使其呼出的极微量的CO2随气流散失掉，检测不出结果；而对于啮齿类、鸟类甚至更大的动物来说，如果气流调节得过小，会造成呼吸室内氧气不足和二氧化碳聚集，从而影响正常的即时呼吸测量。因此，小的动物如昆虫等，其气体流速往往设置为100ml/min以下，而大的动物则要提供较大的气流流速。,二次抽样:二次气体抽样一般是从Manifold（多支管）的底部，以低于进气流速的一半的流速进行次级抽样.,动物学相关技术与推广研究报告,8,SS3使用注意事项： 1.不要让气流（气压）聚集于流量计然后突然释放，以免损坏流量计；不要进入水或空气颗粒，特别是进入流量计，尽管流量计内置有过滤装置，但还是容易引起
5、堵塞 2.在流量驱动调节（%）模式下，可通过旋钮将气泵调至OFF关闭状态不用气泵时应调至OFF 3.气泵驱动调节为PWM模式（pulse width modulation，即脉冲宽度调制法），一般情况下不建议驱动设置在10%以下，过低有可能会导致误差过大或者根本没有气流通过 4.建议气流计不要直接与气泵相连，而是通过控制阀或“缓冲式”以平息泵出气流的波动 5.模拟输出选择模式（显示O/P）：主要对流速量程进行调节（标准量程为0-1000ml/min），此时模拟信号输出范围为0-4V 6.流速平均模式：对流速进行平均，标准默认设置为1秒，如果设置时间长可以使显示更稳定，但会导致慢的响应时间,动物
6、学相关技术与推广研究报告,9,MODE, ENTER 和 ADJUST三个旋扭（或按扭）,可以看到，SS3和大部分其他元件上都有这MODE, ENTER 和 ADJUST这三个旋扭（或按扭），它们的功能相似。 MODE即模式键：用于选定所要设定的参数。旋动这一旋扭，可对所有可设定的参数进行调节：如泵速、模拟输出范围、气体流速等。每旋动一次，双行的液晶显示屏上就用箭头指向一个当前可设置的参数； ADJUST即调节键：旋动这一旋扭，可对当前可设定的参数的大小进行调节。顺时针旋动，数值逐渐增大；逆时针旋动，数值逐渐减小；旋动的速度越快，数值变化的幅度就越大。当数值达到最大（或最小）值后，继续旋动，数
7、值就会重新回到最小（或最大）值，重新开始变化。 ENTER即确认键：当所需的参数设定完成后，按一下此按扭，仪器就会将已设定的参数保存，并回到正常的工作状态。若不想对设定的参数保存，则向任意方面旋动MODE扭即可，不按ENTER。其他各元件上的这三个扭的功能相似，故不再赘述。,动物学相关技术与推广研究报告,10,2. MFC-2 双通道气流控制器和840气体流量阀,动物学相关技术与推广研究报告,11,MFC-2双通道气体流量控制器和840气体流量控制阀（0-500sccm ,sccm即标况毫升每分）二者须配合使用。 MFC-2是气体流量控制的电子单元，本身没有气流通过；气体经840通过后，将读数
8、显示在MFC-2的液晶显示屏上。 顾名思义，MFC-2的后面有两个模拟输出通道接口，可对两个通道的气流进行设置。如只需要一个通道，使用时，可将任意一个通道接通后，对该通道的气流进行设置。气流的大小是通过最大气流的百分比来调节实际气流。例如，840的最大流速是500ml/min，如将百分比设定为40%，则实际气流为200ml/min。 MFC-2的双行液晶显示屏上的两行分别显示两个通道的数据，每个通道的数据分左右两个显示。左边的数据是已设定的气流值，右边的数据是实际的气流值。由于气流的稳定性等一系列原因的影响，实际值总会有轻微的变动，但只要和设定值相差很小，不会影响实验结果，但若相差较大，则应该
9、对实际气流进一步调节（可检查是否由于SS3的针阀过紧等原因造成气流不能正常通过，或是多路器中气路是否受阻未流通）。,动物学相关技术与推广研究报告,12,MFC-2使用注意事项： 840量程为0-500ml/min，MFC-2以百分比调控 设置在10%以下的情况下（即流速在50ml/min以下）会导致精确度的降低，如：一般情况下控制阀精度为满量程（full scall）的1%-2%，这意味着，最大量程的10%可能会产生10%-20%的误差，在这种情况下，最好用最大量程低的控制阀如200ml/min或100ml/min MFC-2后面的9针串口输出可与计算机连接以运行终端程序（terminal p
10、rogram） Sieraa流量控制阀厂商网站：，中国网站：，公司中文名称：美国斯亚乐仪表有限公司,动物学相关技术与推广研究报告,13,3. RM8多通道气路转换器（包括呼吸室）,由多路器和8个昆虫呼吸室（低CO2和H2O吸收）构成，可至多同时测量7个昆虫的呼吸代谢；至少一个通道为空白实验或称基线（Baseline），不放置任何昆虫。 若通道数量有限，想同时依次测量更多只昆虫的呼吸代谢，则可另串联一个或多个4通道或8通道气路转换器进行测量，可同时依次至多测量255个昆虫。,动物学相关技术与推广研究报告,14,气体分流器RM8使用注意事项： 1.用于通道选择、分流、关闭或开放呼吸室、不同位置的气
11、体采样等； 2.不要进入水汽或空气颗粒，可以在气流进入前用10-micron的过滤器过滤空气； 3.操作模式：默认模式为01-08数码控制模式，4位数字输入，通过数采与RM8 后面的I/O口连接以控制通道转换；手控模式01-08可以通过转到旋转钮在8个通道间切换； 4.把气泵驱动调至30%，流速约为1540，然后连接到RM8后面的PURGE INPUT，则气流从A排（即上面的）2-8通道流出（1通道上面指示灯量，没有气流通过，最右边的COM也没有气流流出），流速约为190-260ml/min之间，而B排（下面）没有气流流出； 5.泵出气流与A1相连，B1没有气流通过，只有A-COM有气流通过（
12、流出）；如果泵出气流与B1相连，则只有B-COM有气流通过（流出） 6.RM8后面还有两个串口是为了与其他RM串联组成8通道以上的多通道系统的,动物学相关技术与推广研究报告,15,4. UI-2数据采集器,动物学相关技术与推广研究报告,16,UI-2上有12个接口，由8个模拟电压输出接口和4个温度输出接口组成。同轴电缆（BNC）的两端分别连接于UI-2上的接口和检测器上的数据接口，就能将数据采集到UI-2上，通过连接到计算机，用Expedata软件来记录和分析。 背面有三个接口，其中上方的黑色小接口用于接电源；EXPANSON PORT用于接RM8多通道气路转换器上的DIGITAL I/O；R
13、S-232 PORT 用于连接计算机。如果是台式机，可直接连接在主机后面的9针孔接口上；若是笔记本电脑，则还要连接一个USB转换接口，连接于USB接口上。,动物学相关技术与推广研究报告,17,5. CA-10A CO2分析仪,CA-10A CO2分析仪用于检测昆虫呼吸过程中CO2的浓度，用百分数表示。右边的图是显示屏，可读取CO2的浓度和大气压（单位：kPa）的数值。,动物学相关技术与推广研究报告,18,这是CA-10A CO2分析仪和O2分析仪的背面（二者背面完全相同）。左边的SERIAL I/O 可接计算机主机；右边的黑色接口接电源；中间的四个模拟输出接口可接BNC。第一个接口为气体浓度（
14、%kPa）输出；第二个接口为大气压（BAR PRESS）输出；第三个接口为温度（TEMP）输出；第四个是用户自定义接口（USER-DEF）。,BNC,动物学相关技术与推广研究报告,19,CA-10A CO2 分析仪使用注意事项： 1.不要输入水汽和空气颗粒等，在潮湿地区使用尤其应注意不要长时间输入潮湿空气；仪器IN口内置过滤器，不要把外部气体泵入OUT口 2.校准模式：需要定期校准 3.单位模式：有3种单位供选择：默认模式为气压补偿的%含量（%C），其他还有没有气压补偿的百分含量（%U）、分压kPa，正常情况下请使用%C。注：标准气压为101.3kPa 4. CO2噪音过滤模式：应用IIR数码
15、过滤器过滤噪音。在大多数情况下，默认的5秒设置是一个很好的妥协方案 5.背光模式：跟RH-300及FC-10一样，为了在野外节省电或避免仪器内部发热以稳定测量，可关掉背光 6.CO2量程模式：本设置不影响显示读数，但分辨率会受影响，量程越大分辨率越低，在0-1%范围内的分辨率为0.0001%（1ppm），如果过滤设置在7秒以上，则此范围的分辨率可达0.1ppm。量程在5%以上的分辨率为0.01%。正常情况下量程设置为0-1%，在要求高分辨率的情况下，量程可以设置为0-0.5%或更低 7.温度量程模式：仪表不显示温度，只能通过串口或模拟温度输出。同样，量程范围的转换不影响实际读数。默认量程为0-
16、50摄氏度 8.气压量程模式：默认量程范围为0-125kPa，改变量程不影响读数 9.串口输出模式：,动物学相关技术与推广研究报告,20,6. FC-10A O2分析仪,与CA-10A CO2分析仪完全相似，不再赘述。,动物学相关技术与推广研究报告,21,FC-10A O2分析仪使用注意事项： 1.两年后需要更换燃料电池 2.固定氧气量程模式（Fixed oxygen span mode）：有滤掉水汽和CO2的空气氧浓度20.95%、纯氧气浓度100%和用于Span的氧气浓度3种选择 3.空气越稳定，所测量的氧气浓度漂变越小，温度的细微变化足以引起所测氧气浓度的漂变 4.变化氧气量程模式： 5.氧气浓度单位模式：%C、%U和kPa三种单位可选，正常情况下选择%C 6.氧气浓度平均模式：一般设置为2秒 7.氧气量程范围模式（Oxygen range mode）：默认设置为19-21.5%，范围的改变不影响读数 8.温度范围：设置为0-50摄氏度 9.气压范围：设置为0-125kPa,动物学相关技术与推广研究报告,22,7.RH-300水气分析仪,RH-300（RH：relative hu
