CIRAS-3

3-е поколение полевых систем для анализа процессов фотосинтеза

Более чем 30-и летний опыт в производстве полевых систем для анализа процессов фотосинтеза привел к возникновению инструмента, который сочетает в себе прогрессивный дизайн, непревзойденную производительность и беспрецедентную компактность. Система CIRAS-3 возникла в результате многолетнего теснейшего сотрудничества конструкторов нашей компании с ведущими мировыми экспертами в области исследования процессов фотосинтеза.


Система CIRAS-3 идеально подходит для изучения:

  1. Газообмена растений;
  2. Флуоресценции хлорофилла;
  3. Почвенного дыхания;
  4. Газообмена небольших растительных сообществ.

Немного истории:

CIRAS-1 (1992 г.)

1-я портативная система для анализа газообмена растений со встроенной функцией контроля уровня CO2 и H2O. Вскоре, для данной системы были разработаны разнообразные рабочие ячейки, позволяющие автоматически контролировать температуру образца и/или уровень освещенности для построения кривых световой чувствительности.

CIRAS-2 (1999 г.)

1-я портативная система для анализа процессов фотосинтеза, способная синхронно измерять газообмен и флуоресценцию хлорофилла на одной и той же листовой поверхности. Система позволяла контролировать параметры среды, окружающей образец, как то: температура, влажность, концентрация CO2.

CIRAS-3 (Прогресс не стоит на месте!)

Испытайте – что значит истинная портативность!

Отличительные особенности:

  1. Малая площадь основания и легкий вес консоли (всего 4,3 кг.);
  2. Встроенная литий-ионная аккумуляторная батарея, обеспечивающая до 8 часов непрерывной работы системы;
  3. Четыре независимых не дисперсионных инфракрасных газоанализатора, обеспечивающих точный анализ содержания CO2 и парообразной влаги (H2O) в рабочей камере;
  4. Автоматический контроль температуры, влажности, концентрации CO2 и уровня освещенности;
  5. Синхронное измерение параметров дыхания и флуоресценции хлорофилла на одной и той же листовой поверхности;
  6. Большой (7 дюймов) цветной ЖК дисплей (вариант исполнения – ЖКИ, работающий на пропускание и отражение (transflective LCD)) с оптимизированным углом наклона;
  7. Условно, неограниченный объем памяти для хранения данных (собственная встроенная память устройства + возможность подключения внешних запоминающих устройств);
  8. Гибкий, легко адаптируемый, пользовательский интерфейс;
  9. Мощное программное обеспечение, со встроенной функцией программирования.

Миниатюрная управляющая консоль CIRAS-3

Многие полевые исследователи особо указывают на принципиальную разницу понятий «портативность» и «транспортабельность». Компании PP Systems всегда ставила перед собой задачу обеспечить ученых, работающих в поле, максимально портативными устройствами, которые бы при всей своей портативности не теряли в точности, надежности и производительности. За 30 лет непрерывной работы по совершенствованию полевых систем для анализа процессов фотосинтеза компания PP Systems добилась беспрецедентных результатов: консоль системы CIRAS-3 весит всего 4,3 кг.

Низкий вес и небольшая площадь основания консоли системы CIRAS-3 существенно снижают нагрузку на пользователя, позволяют производить меньше нарушений на рабочем участке, а также обеспечивают доступ в самые труднодоступные места. Корпус консоли обладает превосходной ударопрочностью и защищен от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Корпус состоит из алюминия и имеет ударопоглощающие накладки и основание из полиуретана (расположение может быть индивидуально подобрано по запросам пользователей). Система питается от высокопроизводительной литий-ионной аккумуляторной батареи, обеспечивающей до 8 часов непрерывной работы.

Консоль системы CIRAS-3 может использоваться в двух вариантах: как открытая или закрытая система. В открытом режиме, отдельно стоящая консоль может служить дифференциальным газоанализатором CO2 и H2O, позволяющем анализировать общее содержание CO2 и H2O  в окружающем пространстве. В закрытом режиме, укомплектованная фирменными или пользовательскими камерами, данная система позволяет производить исследования газообмена листьев, небольших растительных сообществ, почв и т.д. Переключение между этими двумя режимами функционирования не требует особых усилий.

Анализ концентраций CO2 и H2O

Основной частью любой системы анализа процессов фотосинтеза является газоанализатор. Тонность, воспроизводимость и стабильность измерений CO2 и H2O играют особое значение при проведении передовых исследований в области физиологии растений. Не менее важным является точный контроль температуры, влажности, концентрации CO2, а также уровня освещенности в пространстве окружающем экспериментальный образец. Система CIRAS-3 является «истинным дифференциальным газоанализатором». Данная система содержит четыре независимых не дисперсионных инфракрасных газоанализатора, позволяющих производить синхронные и очень точные измерения концентраций CO2 и H2O в среде окружающей образец. Конструкция из 4-х газоанализаторов позволяет производить должное усреднение показаний, благодаря чему существенно снижается уровень шума и повышается точность. Контур обратной связи и автоматическая система кондиционирования позволяют с высокой точностью контролировать содержания CO2 и H2O в среде окружающей образец, в случае экспериментальной необходимости. Кроме того, в отличие от многих других систем, переключающих каналы для анализа каждого конкретного газового компонента, в системе CIRAS-3 анализ концентраций газов в среде окружающей образец происходит абсолютно синхронно, что также дает существенный выигрыш в точности измерений. Также, для большей точности, воспроизводимости и стабильности результатов, из конструкции оптической части системы CIRAS-3 полностью исключены любые движущиеся части, такие как: мотор модулятора и барабан со сменными светофильтрами. Отсутствие движущихся частей, кроме того, позволило существенно повысить общую износостойкость системы, а также снизить общий вес системы (следовательно – нагрузку на пользователя). Газоанализаторы состоят из источника инфракрасного излучения, рабочих ячеек, имеющих идеально ровную поверхность покрытую золотом, и детекторов, оптимизированных под анализ CO2 (длина волны – 4,26 мкм) и H2O (длина волны – 2,60 мкм). Газоанализаторы действуют по принципу абсолютных абсорбциометров, т.е. измеряют величину поглощения (абсорбции) инфракрасного излучения с заданной длинной волны. Оптическая система снабжена также термическим контролем и системой компенсации колебаний давления. Все это позволяет производить беспрецедентно точные и воспроизводимые измерения концентраций CO2 и H2O даже в условиях резких перепадов условий окружающей среды.

Диапазоны измеряемых значений:

  CO2: 0-10000 мкмоль моль-1;

  H2O: 0-75 мБар;

Калибровка, высокая точность и стабильность во времени.

Передовой дизайн системы CIRAS-3, возникший на основе длительного опыта (более 30 лет) в конструирование газоизмерительных систем для различных нужд народного хозяйства, гарантирует непревзойденную стабильность калибровки. Система CIRAS-3 снабжена инновационной системой автоматического контроля нуля (Auto-Zero function), которая позволяет системе беспрецедентно быстро выходить на рабочий режим, а также быстро и точно адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, тем самым обеспечивая максимальную точность и стабильность измерений. Короче говоря, вы можете быть уверены, что в течение многих лет калибровка останется столь же точной, а показания системы столь же достоверными и воспроизводимыми, как и при первом запуске. Таким образом, вы можете сэкономить на проведении дорогостоящих и отнимающих время процедурах перекалибровки.

Функция автоматического контроля нуля, сводит к минимуму влияние таких факторов, как: постепенное выгорание источника ИК-излучения, изменения в чувствительности детекторов и дрейф пропускной способности предусилителя.

Процедуры проверки и поддержания качества работоспособности системы крайне просты и не занимают много времени. Все необходимые процедуры могут быть выполнены прямо в полевых условиях. Протокол по проведению данных процедур вы можете найти в прилагаемом мануале. Мы рекомендуем проводить данные процедуры с определенной периодичностью.

Контроль условий среды окружающей экспериментальный образец 

(температура, влажность, освещенность и концентрация CO2).

Система CIRAS-3 обеспечивает беспрецедентную точность контроля условий среды окружающей образец (температуры, влажности, освещенности и концентрации CO2). Таким образом, прямо в полевых условиях (on site) вы можете проводить разнообразные модельные эксперименты на растениях, не нарушая последние. Каждый параметр контролируется независимо, в широких пределах и полностью автоматически. Вы можете изменять настройки на консоли мануально, и программное обеспечение будет осуществлять быструю доводку параметров окружающей образец среды под изменившиеся значения. Альтернативно, вы можете предварительно запрограммировать алгоритм эксперимента любой сложности, и система будет работать согласно заданному плану. Условия освещенности могут изменяться очень быстро и в широких приделах, т.ч. вы легко сможете составлять кривые светового отклика растений, что очень важно при изучении их физиологии. Питание, требующееся для осуществления контроля за условиями среды окружающей экспериментальный образец, берется от литий-ионной аккумуляторной батареи, заключенной в контрольной консоли устройства. Вспомогательных внешних источников электропитания не требуется.

Контроль концентрации CO2 в среде окружающей образец.

В отличие от некоторых анализирующих процессы фотосинтеза систем, представленных на современном рынке, система CIRAS-3 контролирует содержание CO2 в среде окружающей образец  самостоятельно и полностью автоматически, согласно алгоритму пользователя. Для работы системы не требуется специальных резервуаров с предварительно заготовленной экспериментальной газовой смесью или каких-то внешних смесителей и компрессоров. Система CIRAS-3 укомплектована встроенной высокотехнологичной автоматической точной и надежной системой кондиционирования газовой смеси, поступающей в экспериментальную камеру. Система очень точно доводит концентрацию CO2 в экспериментальной газовой смеси путем смешения чистого CO2 с воздухом очищенным от примеси CO2. Источником чистого CO2 является стандартный 8 г баллончик со сжатым CO2. Такие баллончики вы легко сможете найти где угодно, они активно используются для приготовления газированной воды в домашних условиях или для зарядки пневматического оружия. Очистка атмосферного воздуха от примеси CO2 производится путем пропускания его через картридж с натронной известью. Информация о концентрации CO2 в рабочей камере считывается микропроцессором с газоанализаторов системы и через систему обратной связи регулирует работу электронных подающих клапанов и смесителей-блендоров. Таким образом, происходит очень точный контроль концентрации CO2, без изменения скорости потока экспериментальной газовой смеси. Картриджи CO2 являются одноразовыми. Однако, каждый картридж расходуется очень экономно и его хватает в среднем на  целый день полевых работ. Картриджи CO2 очень легко заменяются, а система клапанов и смесителей очень надежна и требует лишь минимального технического обслуживания.

 

  Диапазон контролируемых концентраций CO2: 0-2000 мкмоль моль-1.

Система CIRAS-3 легко может быть настроена для работы с атмосферным воздухом, без какого бы то ни было автоматического контроля концентрации CO2 в окружающей образец среде. Кроме того, система CIRAS-3, несколькими легкими манипуляциями, превращается в отдельно стоящий открытый дифференциальный газоанализатор CO2 и H2O, измеряющей содержание данных газов на экспериментальном участке.

Контроль температуры 

Модули температурного контроля являются стандартными и легко могут быть подключены к любой из фирменных рабочих листовых камер, производимых компанией PP Systems. Контролирующие температуру модули состоят из комбинации термоэлементов Пельтье, радиатора и вентилятора. Несколькими простыми движениями, модули крепятся на верхнюю часть любой рабочей листовой камеры и позволяют осуществлять очень точный, и в широких пределах, контроль температуры в среде окружающей экспериментальный образец. Пользователю предоставляется выбор из нескольких вариантов температурного контроля:

  1. довести температур воздуха в рабочей камере до заданного значения,
  2. довести температуру листа до заданного значения,
  3. довести температуру рабочей камеры до температуры окружающей среды,
  4. довести температуру листа до температуры окружающей среды.

 


Параметры температурного контроля могут быть отображены на дисплее устройства.

  Диапазон температурного контроля: от ~ 10°С ниже и до 15°С выше, по отношению к температуре окружающей среды.

  Пределы контроля температур: 0-45°С.

Контроль влажности

Система имеет емкость с десикантом и контролируемую микропроцессором систему увлажнения. Система очень точно доводит концентрацию парообразной влаги в экспериментальной газовой смеси путем постепенного увлажнения атмосферного воздуха, прошедшего через емкость с десикантом. Информация о концентрации парообразной влаги в рабочей камере считывается микропроцессором с газоанализаторов системы и через систему обратной связи регулирует работу парогенераторов и смесителей-блендоров. Таким образом, происходит очень точный контроль концентрации водяного пара.

Контролируемый диапазон влажности: от 0 до точки выпадения росы, при каждой конкретной температуре.

Система CIRAS-3 легко может быть настроена для работы с атмосферным воздухом, без какого бы то ни было автоматического контроля концентрации водяного пара в окружающей образец среде. Кроме того, система CIRAS-3, несколькими легкими манипуляциями, превращается в отдельно стоящий открытый дифференциальный газоанализатор CO2 и H2O, измеряющей содержание данных газов на экспериментальном участке.

Контроль уровня освещенности (опция)

Все рабочие листовые камеры могут быть укомплектованы одним из компактных источников освещения на светодиодах, для автоматического контроля уровня освещенности. Каждый источник освещения содержит систему красных, зеленых, голубых и белых светодиодов. Интенсивность свечения по каждому из четырех каналов может быть отрегулирована независимо и в очень широких пределах.

 

Диапазон контроля освещенности по каждому каналу: 0-2500 мкмоль м-2 с-1. (диапазон варьирования освещенности может меняться в зависимости от типа осветительного модуля).

Интенсивность освещения в 2500 мкмоль м-2 с-1 позволяет воспроизвести условия, характерные для таких экосистем как высокогорье или пустыня. Такой уровень освещенности приводит к избыточному насыщению фотосинтетического аппарата  и запускает процесс фотоингибирования.

 

Рабочие листовые камеры

Система CIRAS-3 может быть укомплектована одной из трех стандартных рабочих камер: универсальная, узкая и камера для хвойных. Данные камеры легко взаимозаменяются и поставляются в готовом к использованию виде. Каждая камера легким движением подключается непосредственно к консоли системы CIRAS-3. Ни каких утомительных и деликатных процедур переборки не требуется. Материалы, из которых состоят рабочие камеры, отобраны очень тщательно и позволяют свести к минимуму влияние различных неблагоприятных факторов на точность проводимых измерений. Так, например, сорбция паров воды на стенках камер и воздуховодов сведена к абсолютному минимуму. Конструкторам удалось свести к абсолютному минимуму также и влияние утечек (диффузии) газовых смесей и различных концентрационных эффектов связанных с CO2. Кроме того, конструктивные особенности камер позволяют исключить влияние внешнего излучения дальней красной части спектра на процессы фотосинтеза изучаемого объекта. Камеры выполнены в виде двухстворчатых раковин-зажимов, позволяющих зажать и изолировать на время лист от окружающей среды. Края створок камер снабжены специальными прокладками из вспененной резины. Эти прокладки деликатно и плотно облегают образец, герметизируя камеру и в то же время не повреждая растение.

По умолчанию камеры комплектуются системами температурного контроля.

Универсальная листовая камера PLC3 Universal.

  

PLC3 Universal – самая популярная из всех рабочих камер, производимых компанией PP Systems. Камера комплектуется тремя сменными оконцами различного размера, используя которые пользователь может оптимизировать свою камеру под работу с листьями определенного размера. Камера укомплектована двумя миниатюрными силиконовыми фотодиодными сенсорами, позволяющими получать должным образом усредненную информацию о параметрах фотосинтетически активной радиации (ФАР) в плоскости листа. Снаружи, камера комплектуется высококачественным датчиком ФАР. Внешний датчик обладает чрезвычайной точностью и полной коррекцией на косинус, данная особенность позволяет анализировать поток излучения, идущий под различными углами. Кроме того, камера имеет встроенный датчик инфракрасного излучения, для точного бесконтактного анализа температуры образца (листа). Температура листа также может быть высчитана на основе общего энергетического баланса.

  Окошечки камеры: выполнены из прозрачного материала, обрезающего внешнее излучение дальней красной части спектра;

  Количество сменных окошечек: 3 шт.;
  Размеры сменных окошечек: 25 мм × 7 мм / 18 мм в диаметре / 25 мм × 18 мм.

   

Камера для растений с узкими листьями PLC3 Narrow

 

Данная камера подходит для экспериментов на узких листьях диких и культурных  злаках, а также для отдельных хвоинок длиннохвойных растений.

Камера укомплектована одним миниатюрным силиконовым фотодиодным сенсором, позволяющим получать информацию о параметрах фотосинтетически активной радиации (ФАР) в плоскости образца. Снаружи, камера комплектуется высококачественным датчиком ФАР. Внешний датчик обладает чрезвычайной точностью и полной коррекцией на косинус. Температура образца (листа, хвои) определяется с помощью встроенного температурного термистора. Кроме того, температура образца также может быть высчитана на основе общего энергетического баланса.

Камера может комплектоваться дополнительной модифицированной верхней створкой, использование которой позволяет легко превратить камеру PLC3 Narrow в вариант PLC3 Conifer.

  Окошечко камеры: выполнено из прозрачного материала, обрезающего внешнее излучение дальней красной части спектра;

  Размеры окошечка: 83 мм (Д) × 30 мм (Ш).

Камера для хвойных PLC3 Conifer 

   

Камера PLC3 Conifer позволяет производить измерения не только на травах и листьях, но также и не небольших побегах короткохвойных растений. Камера имеет выпуклое полукруглое оконце, способное вместить 3D структуры (например, довольно объемные побеги короткохвойных растений).

Камера укомплектована одним миниатюрным силиконовым фотодиодным сенсором, позволяющим получать информацию о параметрах фотосинтетически активной радиации (ФАР) в плоскости образца. Снаружи, камера комплектуется высококачественным датчиком ФАР. Внешний датчик обладает чрезвычайной точностью и полной коррекцией на косинус. Температура образца определяется с помощью встроенного температурного термистора. Кроме того, температура образца также может быть высчитана на основе общего энергетического баланса.

Камера может комплектоваться дополнительной модифицированной верхней створкой, использование которой позволяет легко превратить камеру PLC3 Conifer в вариант PLC3 Narrow.

  Окошечко камеры: выполнено из стекла;

  Вариант исполнения: выпуклый полуцилиндр;

  Размеры окошечка: 83 мм (Д) × 40 мм (радиус).

Четырехцветный источник освещения на светодиодах (RGBW)

Инновационный компактный четырехцветный источник освещения доступен в качестве дополнительного аксессуара для всех типов рабочих камер системы CIRAS-3. Источник не входит в стандартный комплект поставки системы и, в случае необходимости, заказывается отдельно. Данный источник освещения идеально подходит для проведения экспериментов в полевых условиях, т.к. является компактным, потребляет очень мало электроэнергии, генерирует очень мало тепла при работе и может быть легко установлен/демонтирован непосредственно в полевых условиях. Источник крепится к верхней створке рабочей камеры. Данный модуль специально разработан для получения кривых светового отклика растений. Параметры функционирования светового модуля могут задаваться мануально или изменяться автоматически, согласно предустановленной пользовательской программе эксперимента. Данный источник освещения позволяет не только контролировать интенсивность освещения в диапазоне от 0 до 2500 мкмоль м-2 с-1 (вариативный диапазон может слегка различаться у источников различных моделей), но также контролировать интенсивность и пропорциональный вклад каждого из четырех цветов (красный, зеленый, голубой, белый) независимо, в пределах от 0 до 100%.

   

Основные особенности:

  Автоматический контроль интенсивности освещения в диапазоне от 0 до 2500 мкмоль м-2 с-1;

  Источник позволяет контролировать интенсивность и пропорциональный вклад каждого из четырех цветов (красный, зеленый, голубой, белый) независимо, в пределах от 0 до 100%;

  Источник обеспечивает однородное освещение по всему рабочему объему камеры;

  Источник является компактным, потребляет очень мало электроэнергии, генерирует очень мало тепла при работе и может быть легко установлен/демонтирован непосредственно в полевых условиях.

Технические характеристики:

  Пиковая длина волны в красном диапазоне: 625 нм ± 5 нм;

  Пиковая длина волны в зеленом спектре: 528 нм ± 8 нм;

  Пиковая длина волны в синем спектре: 475 нм ± 10 нм;

  Диапазон волн в канале белого света: 425-700 нм.

Собственный ЖК-дисплей рабочей листовой камеры

Все фирменные рабочие листовые камеры, производимые компанией PP Systems, имеют встроенный черно-белый ЖК-дисплей. Наличие такого дисплея существенно облегчает процесс измерений в полевых условиях, особенно в «труднодоступных местах», заглядывая в которые пользователь лишается возможности отслеживать показания на экране управляющей консоли системы. Дисплей является алфавитно-числовым, размеры дисплея – 2 × 16 знаков. Дисплей может быть легко настроен для отображения всех интересующих пользователя параметров. На дисплее одновременно могут быть отображены 4 разных параметра. Однако, с помощью специальных настроек и функции перелистывания, количество отображаемых параметров может быть существенно расширено. Дисплей позволяет легко оценить момент, когда показания прибора стабилизируются и могут быть записаны. Рядом с дисплеем эргономично  располагаются две кнопки, одна из которых позволяет перелистывать отображаемые на дисплее параметры, а вторая позволяет записать параметры измеряемой точки в память устройства.

   

Пользовательский интерфейс и программное обеспечение.

Управляющая консоль системы CIRAS-3 имеет встроенный большой (диагональ – 7 дюймов) полноцветный дисплей (WSVGA), работающий по принципу простукивания и отражения (transflective). Дисплей превосходно читается, даже в условиях сильного освещения. Дисплей расположен под эргономичным углом 30°, благодаря чему информация на нем легко читается из любой позиции. Справа от экрана располагается чувствительная к прикосновению пленочная клавиатура, содержащая 27 кнопок.

Дружественный программный интерфейс

Простой, интуитивно понятный графический пользовательский интерфейс на основе меню позволяет быстро настраивать параметры функционирования системы, записывать и обрабатывать экспериментальные данные. Встроенная On-Line система подсказок, содержит всю необходимую информацию для скорейшего  освоения системы.

Представление данных.

Пользователь может легко настроить по своему вкусу все параметры отображения информации на дисплее. Набор отображаемых данных, расположение иконок, внешний вид каждого рабочего экрана и многое-многое другое – все это может быть настроено под нужды конкретного пользователя.

Сбор и передача данных.

Нажатием всего нескольких клавиш можно скомпилировать сводные файлы, содержащие экспериментальные данные и/или всю необходимую информацию о параметрах функционирования системы. Нажатием еще нескольких клавиш, полученные данные могут быть выгружены на внешнее запоминающее устройство USB или переданы на компьютер по каналам WiFi. Все файлы системы легко могут быть открыты и обработаны на обычном компьютере.

Измеряемые и высчитываемые системой параметры: контрольная концентрация CO2, экспериментальное значение концентрации CO2, дифференциальная концентрация CO2, контрольная концентрация H2O, экспериментальное значение концентрации H2O, дифференциальная концентрация  H2O, температура атмосферного воздуха, температура образца (листа), температура воздуха в рабочей камере, интенсивность внешнего освещения в диапазоне ФАР, интенсивность ФАР освещения внутри рабочей камеры, относительная влажность, атмосферное давление, скорость потока рабочей газовой смеси через экспериментальную камеру, Ci, gs, A, E, VPD и WUE. Все эти параметры позволяют составить наглядное представление о процессах фотосинтеза, протекающих в образце.

 

Кривые отклика.

Разнообразные кривые отклика могут быть сняты с образца в ручном или автоматическом режиме. Пользователь может выбрать один из фабричных протоколов, записанных в памяти устройства, а также, на свое усмотрение, изменить/дополнить любой из имеющихся протоколов или запрограммировать свой собственный экспериментальный протокол. Программное обеспечение системы CIRAS-3 позволяет пользователям обмениваться экспериментальными протоколами, выгружая их на внешние носители информации USB или передавая по каналам беспроводной связи WiFi. Таким образом, любой эксперимент может быть независимо продублирован.

 

Модуль для изучения параметров флуоресценции хлорофилла CFM-3 (опция) 

Модуль CFM-3 является вспомогательным аксессуаром к системе CIRAS-3. Будучи подключен к универсальной листовой камера PLC3 Universal, данный модуль позволяет в синхронном режиме, на одной и той же листовой поверхности, проводить изучение параметров газообмена и флуоресценции хлорофилла. Кроме того, возможно также проведение независимых исследований параметров флуоресценции хлорофилла, без анализа данных о газообмене. Данный модуль имеет компактный и элегантный дизайн. Источник освещения, возбуждающий флуоресценцию, и детектор флуоресценции совмещены в одной компактной головке.

CFM-3 модуль может использоваться в двух режимах: 

  Как источник актинического освещения при анализе процессов газообмена;

  Как импульсный флуорометр, позволяющий проводить точный многофакторный анализ параметров флуоресценции хлорофилла растений.

Исследования параметров флуоресценции хлорофилла могут быть проведены на любых растениях, как со световой, так и с темновой адаптацией. Осветительный модуль флуорометра CFM-3 способен выдавать вспышки насыщения интенсивностью до 10000 мкмоль м-2 с-1, что позволяет с лихвой перекрыть весь диапазон интенсивности освещения, с которым растение может встретиться в природе. Система может также производить последовательные ряды насыщающих импульсов (количество стадий настраивается) с инкрементом на возрастание/убывание интенсивности свечения (величина инкремента настраивается), благодаря чему становится возможным рассчитать «видимое значение Fm'». Фирменные рабочие листовые камеры и программное обеспечение системы CIRAS-3 позволяют также использовать, с целью анализа параметров флуоресценции хлорофилла, любой другой портативный импульсный флуорометр, из имеющихся на современном рынке.  

Измеряемые и высчитываемые параметры флуоресценции хлорофилла

Система CIRAS-3 позволяет анализировать следующие параметры: Fo, Fv, Fm, Fs, Fo', Fm', Fv/Fm, ΦPSII, J, Fv’/Fm’, qP, qNP, NPQ, qL, ΦNQ, ΦNQ-K, ΦNPQ-G, ΦfD и др.

Данные о параметрах газообмена листовой поверхности и флуоресценции хлоровилла могут быть отображены в цифровом или графическом режиме на одном или нескольких экранах, на усмотрение пользователя.

 

Программирование и удаленное отображение информации

Специальная служебная программа позволяет производить программирование параметров функционирования системы, обрабатывать данные и обмениваться разнообразной информацией по сетям беспроводной связи WiFi.

Программирование простых или сложных экспериментальных протоколов на персональном компьютере ни когда не было настолько простым. Теперь пользователь может создать свой собственный протокол анализа кривых отклика с помощью популярного нынче пользовательски-ориентированного языка программирования XML. Будучи созданной на компьютере, программа легко может быть загружена в память CIRAS-3 с запоминающего устройства USB или по беспроводной сети WiFi. Пользователь имеет возможность поделиться составленной экспериментальной программой с другими пользователями, непосредственно переписав со своего компьютера программу в память нескольких систем, до начала полевых работ, или раздавая информацию по беспроводной сети WiFi со своей консоли CIRAS-3, непосредственно в полевых условиях. 

     

Все экспериментальные данные могут передаваться в режиме реального времени на удаленный экран компьютера по беспроводной сети WiFi. Благодаря этой опции, например, ученики в классе, подключив свои компьютеры к консоли, управляемой учителем, смогут удаленно обозревать экран устройства и наблюдать за всеми манипуляциями учителя и ходом экспериментальных процессов.

Технические характеристики CIRAS-3

Технические характеристики управляющей консоли


Газоанализатор

Недисперсионный инфракрасный. Газоанализатор работает по принципу абсолютного абсорбтометра с микропроцессорным контролем линеаризации.

Количество газоанализаторов в конструкции прибора:

4 шт. независимых газоанализатора

Синхронные измерения CO2 и H2O в рабочей и контрольной ячейках газоанализатора

Наличие

Автоматическая корректировка экспериментальных данных по температуре и давлению

Наличие

Измеряемый диапазон концентраций CO2

0-10000 мкмоль моль-1

Точность измерений концентрации CO2

При 300 ppm

0,2 мкмоль моль-1

При 1750 ppm

0,5 мкмоль моль-1

При 10000 ppm

3,0 мкмоль моль-1

Диапазон контроля концентраций CO2 в измерительной ячейке

0-2000 мкмоль моль-1

Измеряемый диапазон концентраций H2O

0-75 мбар

Точность измерений концентрации H2O

При 0 мбар

0,015 мбар

При 10 мбар

0,020 мбар

При 50 мбар

0,030 мбар

Диапазон контроля концентраций H2O в измерительной ячейке

0-точка росы (при данной конкретной температуре)

Диапазон давлений

65-115 кПа

Система отбора газовых проб для анализа

Регулируемый встроенный воздушный насос, обеспечивающий непрерывный поток газа

Наличие

Контрольные и измерительные ячейки системы совмещены с расходометрами, для контроля скорости потока газа

Наличие

Скорость потока может быть отрегулирована пользователем

Наличие

Способ регулировки

Микропроцессорный контроль, согласно заданному в меню программного обеспечения алгоритму

Диапазон регулировки расхода газа

50-100 см3 мин-1

Модуль, обеспечивающий непрерывный поток газа через рабочую листовую камеру

Регулируемый встроенный воздушный насос, обеспечивающий непрерывный поток газа

Наличие

Скорость потока регулируется встроенным расходометром

Наличие

Диапазон регулировки расхода газа

0-500 см3 мин-1

Каналы ввода/вывода данных

Порты для подключения вспомогательных устройств

Наличие

Порты используются 

Для подключения внешних датчиков и рабочих камер (камеры для анализа почвенного газообмена, камеры для анализа газообмена небольших растительных сообществ и т.д.)

Цифровые каналы вывода данных

Наличие

USB-Mini b

Ниличие

Стандартные USB порты

Наличие

Количество

2 шт.

Порты используются

Для подключения внешних накопителей информации, компьютерной мыши и других устройст.

Хранение информации

Встроенная память устройства

Наличие

Тип памяти 

Флэш

Объем памяти

512 Мб

Назначение

Для хранения программ и результатов измерений

Объем памяти может быть расширен с помощью подключения внешних накопителей информации

Наличие

 

Скорость микропроцессора

800 МГц

Встроенный дисплей

Наличие

Размер дисплея

Диагональ 7 дюймов

Тип дисплей

ЖКИ, работающий на пропускание и отражение, цветной WSVGA

Встроенная клавиатура для программирования параметров функционирования системы 

Наличие

Тип клавиатуры

Мембранная, чувствительная к прикосновению (тактильная)

Количество клавиш

27 шт.

Питание устройства

От сети переменного тока, в лаборатории

Наличие

От аккумуляторных батарей, в полевых условиях

Наличие

Аккумуляторная батарея

Встроенная литий-ионная, 8,2 В

Заряда встроенной аккумуляторной батареи хватает

На 8 часов непрерывной работы устройства, в полевых условиях

Источник электропитания – адаптер (переменный ток/постоянный ток)

Входит в комплект поставки

Зарядное устройство для аккумуляторной батареи

Входит в комплект поставки

 

Диапазон рабочих температур

0-50°С

Диапазон рабочих значений относительной влажности

0-100% (без образования конденсата)

Примечания

В условиях повышенной запыленности воздуха, для нормальной работы системы может понадобится внешнее устройство дополнительной фильтрации

Корпус консоли

Эргономичный, легкий, ударопрочный, устойчивый к в воздействию влаги и грязи

Материал корпуса

Алюминий с ударопоглощающими накладками из полиуретана

Габариты консоли

28 см (Д) × 14,5 см (Ш) × 24 см (В)

Вес консоли

4,3 кг.

Технические характеристики рабочей листовой камеры PLC3

Конструкция

Материал исполнения рукоятки:

алюминий

Изолирующие прокладки, облегающие листовую поверхность:

состоят из пенопласта с закрытыми порами

Крыльчатки, болты и прочие детали, подвергающиеся серьезному механическому воздействию:

выполнены из высококачественной нержавеющей стали

Прозрачные оконца камер

Материал исполнения оконца универсальной листовой камеры «PLC3 Universal»:

Стеклянный инфракрасный интерференционный светофильтр

Размеры прозрачных окошечек универсальной листвой камеры «PLC3 Universal»

Примечание

универсальная листовая камера «PLC3 Universal» комплектуется сменными оконцами различного размера

Доступных вариантов

3

 

25 мм × 7 мм (площадь 1,75 см2)

18 мм Ø (площадь 2,5 см2)

25 мм × 18 мм (площадь 4,5 см2)

Материал исполнения оконца рабочей камеры для узких листьев «PLC3 Narrow»:

Стеклянный инфракрасный интерференционный светофильтр

Материал исполнения оконца рабочей камеры для хвойных «PLC3 Conifer»:

Устойчивое к образованию царапин стекло

Встроенный контрольный дисплей

Встроенный дисплей

наличие

Вариант исполнения дисплея

ЖК, 2 × 16 символов

Назначение

для удобства отслеживания параметров функционирования системы и процессов измерения, даже в самых труднодоступных местах

Встроенная клавиатура

Встроенная клавиатура

наличие

Количество кнопок

2 кнопки («записать» и «листать»)

Вариант исполнения

пленочная клавиатура, чувствительная к прикосновению

Внутренние датчики ФАР

Универсальная камера «PLC3 Universal»:

2 миниатюрных кремниевых ФАР фотодиода

Камера для узких листьев «PLC3 Narrow»:

1 миниатюрный кремниевый ФАР фотодиод

Камера для хвойных  «PLC3 Conifer»:

1 миниатюрный кремниевый ФАР фотодиод

Спектральный отклик:

400-700 нм

Измеряемый диапазон интенсивности свечения:

0-3000 мкмоль м-2 с-1

Точность измерения

± 10 мкмоль м-2 с-1

Внешний датчик ФАР

Вариант исполнения

Силиконовая фотоячейка с системой светофильтров

Датчик имеет полную коррекцию на косинус, для анализа излучения, падающего под различными углами

Наличие

Спектральный отклик:

400-700 нм

Измеряемый диапазон интенсивности свечения:

0-3000 мкмоль м-2 с-1

Точность измерения

± 10 мкмоль м-2 с-1

Встроенный температурный датчик, для контроля температуры окружающей атмосферы

Вариант исполнения:

термистор

Измеряемый диапазон:

от -10°С до +50°С

Точность измерений:

±0,5°С при +25°С

Контроль температуры внутри рабочей камеры

Границы контроля:

10°С ниже / 15°С выше температуры окружающей среды

Температурный контроль возможен в диапазоне

от 0°С до +45°С

Анализ температуры листовой поверхности

Встроенный температурный датчик

присутствует во всех вариантах рабочих камер

Универсальная камера «PLC3 Universal»:

бесконтактный инфракрасный температурный датчик

Точность измерений:

±0,5°С при +25°С

Камера для узких листьев «PLC3 Narrow»:

термистор

Точность измерений:

±0,5°С при +25°С

Камера для хвойных  «PLC3 Conifer»:

термистор

Точность измерений:

±0,5°С при +25°С

 

Габариты

32 см (Д) × 3,8 см (Ø ручки)

Вес:

0,750 кг.

Модуль для анализа флуоресценции хлорофилла CFM-3 (опция)

Источники освещения

светодиоды

Пиковая длина волны модулированного света

625 нм ± 5 нм (красный диапазон)

Интенсивность насыщающего света модулируется в пределах

0-10000 мкмоль-2 с-1

Свет в дальнем красном диапазоне

750 нм (обеспечивается 2-я ИК светодиодами)

Детектор

pin-фотодиод с фильтром, отсекающим свет с длиной волны > 700 нм

Метод  детекции

Отслеживание высокочастотных импульсных модуляций (Rapid pulse peak tracking)

Площадь анализируемой листовой поверхности

1,75 / 2,5 / 4,5 см2