葡萄根和枝条抗寒性能测试仪的研制与试验

随着我国葡萄酒产业的快速发展，酿酒葡萄栽培大规模西移北扩，北方冬季寒冷干旱的气候条件时常造成休眠葡萄植株的冻害甚至死亡。不同葡萄种类、品种以及器官的抗寒能力有明显区别，特别是根系的抗寒性最弱，因此选择比较抗寒的优良品种是科技工作者的重要任务。为了方便准确地测定葡萄的抗寒特性，研制了一套在实验室内测定葡萄根和枝条抗寒性能的测试仪器。该仪器主要由信号放大系统、采集系统和上位机系统组成。
　　 信号放大系统由SBWR温度变送器和TM1630CP电压变送器两部分组成。为了能精确地测定葡萄根和枝条的放热温度点，选用测量精度为0.1％、全温度范围绝对误差为0.1℃的导轨式温度变送器，其测量温度范围为-40～60℃，对应输出电压为1～5V。由于根和枝条的放热很小（大约1～5 mv），而且热电模块输出有负值，因此选用输入为0～±10 mv，输出为0～±5V的TM CP系列隔离放大器。TM1630CP放大器具有线性度好、精度高、使用简易、温漂小等优点，增益范围为1～1000倍。A/D采集系统是从变送器采集数据，并将数据传送到单片机系统。本模块选用24位、高度集成的ADS8344片外模数转换芯片。ADS8344输入电压为24 V，输出电压为0～5 V，且有8个通道可以同时采集8组数据，内部集成了一个斩波稳定、低输入电流仪表放大器和一个可编程增益放大器。
　　 上位机系统采用Microsoft Visual C++6.0开发环境和C++编程语言设计，通过串口实现与下位机的实时通信。利用上位机可以选择串口的接入以及实时温度-电压曲线和数据值的显示。并且将测定的电压值和温度值存储到Excel表格中，方便试验之后的数据处理。
　　 该仪器精度达到0.96％，通过单片机控制温度传感器实时测定测试箱内温度，同时控制热电模块测定根和枝条组织细胞结冰时的放热量，并将测定的数据通过串口传送至单片机，经过单片机的处理得到根和枝条的半致死温度，最终由上位机系统显示试验结果并存储数据。本文对六种不同品种葡萄根和枝条的抗寒性进行试验研究，结果表明，在试验的六种葡萄品种中光荣河岸和威代尔根系的抗寒性较强，低温半致死温度在-6.0℃以下;光荣河岸枝条的抗寒性最强，低温半致死温度为-28.1～-30.7℃。且该仪器稳定可靠，完全满足试验的要求。