红外线CO2气体分析仪器结构原理使用ppt课件.ppt

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1、红外线CO2气体分析仪器的结构、原理、使用及在植物生理研究中的应用一、引言植物在生命活动过程中，常伴有CO2的释放与吸收。CO2量的变化能标志植物生理生化活性的强弱。光CO2+H2O(CH2O)+O2光合细胞1.光合作用测定方法改良半叶法PH比色法氧电极法红外线CO2气体分析仪法2.红外线CO2气体分析仪法的优点迅速而准确简单而方便整体而连续智能化二、仪器的基本组成主要由光源、气室和检测器组成CO212红外光源气室检测器三、仪器的工作原理红外线（infrared）是波长在0.75～400µm范围内的电磁波。红外线按其波长长度划分：25～400µm为远红外线；2.5～25µm为中红

2、外线；0.75～2.5µm为近红外线。不同气体对红外线的吸收不同。由同种原子组成的气体分子如N2、H2、O2等均不吸收红外线。只有由异种原子组成的气体分子如CO、CO2、CH4、H2O等可以吸收红外线。三、仪器的工作原理CO2气体能吸收红外线四个区段的能量，吸收峰的波长分别在：2.66µm、2.77µm、4.26µm、14.99µm，其吸收率分别为0.54％、0.31％、23.2％、3.1％。峰值为4.26µm的吸收率最高，在CO2浓度较低时，在特性波长（4.26µm）下，被CO2气体吸收的红外线辐射能量与CO2气体的浓度呈线性关系。三、仪器的工作原理红外线经过CO2气体分子时，其

3、辐射能量减少，被吸收的红外线辐射能量的多少与该气体的吸收系数（K）、气体浓度（C）和气体层的厚度（L）有关，并符合朗伯—比尔定律，可以用下式表示：E=E0eKCL式中：E0——入射红外线的辐射能量；E——透过的红外线的辐射能量。四、IRGA检测原理CO2浓度→红外线辐射能量→电容变化当在半导体外加一个稳定电流时，由于受电阻变化的影响，输出的信号电压值也随CO2浓度而变化。检测器是光电导型锑化铟半导体元件。参比气室红外线辐射能量不变分析气室红外线辐射能量减少→半导体的电阻下降参比室300分析室3301230显示器四、仪器的标定绝对值标定法差分值标定法绝对值标定法参比室0分析室0120

4、显示器调零绝对值标定法参比室0分析室33012330显示器调满刻度差分值标定法参比室300分析室300120显示器调零差分值标定法参比室300分析室3301230显示器调满刻度五、IRGA法测定光合速率的气路系统开放式气路系统密闭式气路系统1.开放式气路系统该系统用双气室IRGA，以气泵为动力，将流经同化室前的空气（参比气体）泵入参比气室，流经同化室后的空气（样本气体）泵入分析气室，最后将气体排出，由仪器测出参比气体和样本气体的CO2浓度差，根据气体流量、同化室中叶片的面积，求出叶片的光合速率。开放式气路系统P.气泵F.流量计C.同化室D.干燥器A.红外线CO2分析仪PPFDDC

5、FA光合速率计算式中：Pn——光合速率，µmolCO2／(m2·s)。ΔC——CO2浓度落差C1－C2，µmol/mol。S——叶片面积，m2。F——气体流量，L/s。t——同化室的温度，℃P——为气压，MPa。2.密闭式气路系统被测植物或叶片密闭在同化室中，不与同化室外发生任何的气体交换，同化室内的CO2浓度因光合作用而下降，可用IRGA测定同化室内CO2浓度的下降值，计算光合速率。密闭式气路系统P.气泵C.同化室D.干燥器A.红外线CO2分析仪CAPD光330光合速率计算式中：Pn——光合速率，µmolCO2／(m2·s)。ΔC——CO2浓度落差C1－C2，µmol/mol。Δ

6、t——测定时间，s。S——叶片面积，m2。V——同化室（包括气路系统）体积，L。t——同化室的温度，℃。P——为气压，MPa。六、在植物生理研究中的应用测定光合速率测定呼吸速率作光—光合作用曲线：光补偿点，光饱和点，表观量子产额，量子效率作CO2—光合作用曲线：CO2补偿点，CO2饱和点作温度—光合作用曲线：光合作用最低温度，最适温度，最高温度测定光呼吸速率：零气法；外推法测定蒸腾速率；气孔导度等LI-6400便携式光合作用测定系统一、仪器二、仪器的优点1、叶室环境可以调控。如可以测在不同温度、光强、CO2浓度下的光合作用。2、测定参数多。3、数据可存储，可与计算机连接。4、反应灵

7、敏。5、固定叶面积，仪器自动计算各参数结果。三、可测定的主要参数Photosyntheticrate(μmolCO2m-2s-1)ConductancetoH2O(molH2Om-2s-1)ReferencecellCO2(μmolCO2mol-1)SamplecellCO2(μmolCO2mol-1)IntercellularCO2concentration(μmolCO2mol-1)Transpirationrate(mmolH2Om-2s-1)Reference