碳循环的新气候经济发展模型.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510314438.1

申请日:

2015.06.10

公开号:

CN104871889A

公开日:

2015.09.02

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):A01G 15/00申请日:20150610|||公开

IPC分类号:

A01G15/00

主分类号:

A01G15/00

申请人:

雷学军

发明人:

雷学军

地址:

410117湖南省长沙市雨花区中意一路708号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

碳循环的新气候经济发展模型,通过声、光、电、实物或三维立体投影等表现手段,对大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中碳循环的经济过程进行演示,呈现应对气候变化形成的新型经济模式和产业链。新气候经济发展模型由大气圈、生物圈、植物碳循环圈和语音解说装置组成;植物碳循环圈分为:碳汇产品碳循环圈、生物质发电碳循环圈、生物质燃料碳循环圈、建筑材料碳循环圈、纸质产品碳循环圈、工艺产品碳循环圈、有机肥料碳循环圈、动物饲料碳循环圈、化工原料碳循环圈等各种植物经济与产业的碳循环过程。展现植物光合作用吸收CO2、植物加工、使用排放CO2,通过大气碳资源的循环利用,实现经济产业转型升级的零碳发展模式。

权利要求书

1.  碳循环的新气候经济发展模型,包括底板(14)、大气圈罩(1)、植物碳循环圈、控制面板(16)、语音解说装置,其特征是,所述底板(14)中央安装大气圈罩(1),大气圈罩(1)内装有CO2层(2);所述大气圈罩(1)下方是植物生长区(3);所述植物生长区(3)装有植物生长区灯光(15);所述植物碳循环圈由植物碳循环箭头(6)、植物加工厂(13)、产品碳循环箭头(5)、产品使用(12)、CO2排放箭头(4)组成。

2.
  根据权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其特征是,所述大气圈罩(1)上有“大气圈”字符;所述CO2层(2)上有“CO2”字符。

3.
  根据权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其特征是,所述植物生长区(3)设有灯光。

4.
  根据权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其特征是,所述植物碳循环圈包括:碳汇产品碳循环圈、生物质发电碳循环圈、生物质燃料碳循环圈、建筑材料碳循环圈、纸质产品碳循环圈、工艺产品碳循环圈、有机肥料碳循环圈、动物饲料碳循环圈、化工原料碳循环圈。

5.
  根据权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其特征是,所述植物碳循环箭头(6)、产品碳循环箭头(5)、CO2排放箭头(4)内有灯光。

6.
  根据权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其特征是,所述植物加工厂(13)包括:碳汇产品加工厂、生物质发电厂、生物质燃料加工厂、建筑材料加工厂、纸质产品加工厂、工艺产品加工厂、有机肥料加工厂、动物饲料加工厂、化工原料加工厂。

7.
  根据权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其特征是,所述产品使用(12)包括:植物压制成碳产品进行储碳封存,生物质发电,植物加工成生物质燃料、建筑材料、纸质产品、工艺产品、有机肥料、动物饲料、化工产品进行的使用。

8.
  根据权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其特征是,所述底板(14)上安有控制面板(16),控制面板(16)下方设有控制电路盒、扬声器。

9.
  一种基于权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,其制作方法包括如下步骤:
(1)用木板、胶板、复合板制作底板(14),在其正面喷上材质;
(2)在底板(14)下方设置高60cm~100cm的模型底座;
(3)在植物生长区(3)内固定植物模型,安装植物生长区灯光(15),通过灯光控制电路进行控制;
(4)在植物生长区(3)上方安装大气圈罩(1),大气圈罩(1)内装有CO2层(2);大气圈罩(1)和CO2层(2)采用透明材料制作;
(5)在底板(14)上安装控制面板(16),在控制面板(16)下安装控制电路、扬声器,扬声器通过语音控制电路进行控制;
(6)在植物生长区(3)外安装旋转电机(10),旋转电机(10)通过电源线与电机驱动电路相连,通过电机驱动电路进行控制;将旋转展示盘灯光(8)与灯光控制电路相连,通过灯光控制电路进行控制;旋转展示盘(7)与旋转轴(11)相连;
(7)植物加工厂(13)所有建筑物,产品使用(12)所有模型按一定比例进行制作,并在其内安装灯,通过灯光控制电路进行控制;
(8)植物碳循环箭头(6)、产品碳循环箭头(5)、CO2排放箭头(4)采用透明材料制作,并在其内安装灯,通过灯光控制电路进行控制。

10.
  一种基于权利要求1所述碳循环的新气候经济发展模型,通过三维立体投影技术进行演示,其具体实施步骤是:
(1)建立大气圈、生物圈、水圈、岩石圈之间的碳循环三维模型;
(2)消除三维模型中隐藏面与隐藏线,使大气圈、生物圈、水圈、岩石圈具有真实质感;
(3)通过编辑,使新气候经济发展模式中天气变化、大气运动、碳循环的场景更加生动;
(4)配置新气候经济发展模式场景;
(5)通过三维成像系统,将已制作好的新气候经济发展模式场景投放出来,使观众不佩戴任何偏光眼镜,裸眼即可看到自由飘浮的影像,听到解说词,直观、立体地感受碳循环的新气候经济发展模式。

说明书

碳循环的新气候经济发展模型
技术领域
本发明涉及一种演示模型,具体地说是碳循环的新气候经济发展模型。
背景技术
工业革命以来,人类应用化石燃料,排放了大量的温室气体。当前,大气圈中CO2浓度已达60万年以来的最高峰值,造成严重的温室效应。大气“碳”驱动“冰”的消融,打破了水、气、冰共存的气候平衡状态,造成极端气候,乃至改变地球大尺度的冷暖循环;导致大气、水体、土壤等生态环境的严重破坏和物种多样性的丧失;引起海平面上升,海洋风暴增多;土地干旱,农作物减产;沙漠化面积迅速扩大;雾霾肆虐;病虫害、热射病与传染性疾病频发等一系列严重的自然灾害,威胁着生命的延续。减少化石燃料使用,降低大气中温室气体含量迫在眉睫。为应对气候变化,世界各国都提出节能减排、低碳生活等许多措施,但目前国内外还没有综合性演示碳循环的新气候经济发展模型。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳循环的新气候经济发展模型,通过声、光、电、实物或三维立体投影等表现手段,对大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中碳循环的经济过程进行演示,呈现应对气候变化形成的新型经济模式和产业链。新气候经济发展模型由大气圈、生物圈、植物碳循环圈和语音解说装置组成;植物碳循环圈分为:碳汇产品碳循环圈、生物质发电碳循环圈、生物质燃料碳循环圈、建筑材料碳循环圈、纸质产品碳循环圈、工艺产品碳循环圈、有机肥料碳循环圈、动物饲料碳循环圈、化工原料碳循环圈等各种植物经济与产业的碳循环过程。展现植物光合作用吸收CO2、植物加工、使用排放CO2,通过大气碳资源的循环利用,实现经济产业转型升级的零碳发展模式。
新气候经济把大气中CO2作为碳资源,生产碳产品,形成碳产业,创造碳经济,是生态效益、环境效益、社会效益和经济效益的统一体。对大气碳资源进行综合利用,为人类创造了丰富的资源与财富。找到了全球经济危机时代新的经济增长点,可为成千上万的人提供新的工作岗位,将大气碳资源转化为巨大的社会经济效益。
碳循环的新气候经济发展模式的模型,是对调控温室效应的“动碳与静碳理论”进行的模拟演示。“动碳”指地球大气圈中能自由运动,产生温室效应的含碳物质及CO2当量物质,或称“碳源”。“静碳”指岩石圈、水圈、生物圈、大气圈中不产生温室效应的含碳物质、CO2当量物质及其前体物质,或称“碳汇”。
在一定的条件下,“动碳”和“静碳”可以互相转化。“动碳”转变为“静碳”时,可降低大气温室效应;“静碳”转变为“动碳”时,可增强大气温室效应。
根据“动碳”的不同来源,可分为“自然动碳”和“人为动碳”。自然界释放的产生温室效应的含碳物质及CO2当量物质称“自然动碳”,或称“自然碳源”;人类生产、生活活动中释放的产生温室效应的含碳物质及CO2当量物质称“人为动碳”,或称“人为碳源”。
“动碳”可分为“暂时动碳”、“长期动碳”和“永久动碳”。在10年内转化为“静碳”的物质称“暂时动碳”,或称“暂时碳源”;在10~100年内转化为“静碳”的物质称“长期动碳”,或称“长期碳源”;在100年以上转化为“静碳”的物质称“永久动碳”,或称“永久碳源”。
根据“静碳”的不同来源,可分为“自然静碳”和“人为静碳”。自然界存在的产生温室效应的含碳物质及CO2当量物质的前体物质称“自然静碳”,或称“自然碳汇”;人类生产、生活活动中形成的产生温室效应的含碳物质及CO2当量物质的前体物质称“人为静碳”,或称“人为碳汇”。
“静碳”可分为“暂时静碳”、“长期静碳”和“永久静碳”。在10年内转化为“动碳”的物质称“暂时静碳”,或称“暂时碳汇”;在10~100年内转化为“动碳”的物质称“长期静碳”,或称“长期碳汇”;在100年以上转化为“动碳”的物质称“永久静碳”,或称“永久碳汇”。
世界各国都在推行节能减排措施,实现能源结构调整和产业转型升级,不断提高绿色能源替代化石能源的比例,走低碳生活发展的道路。然而,大气中的CO2却猛涨不止。速生碳汇草具有生长发育速迅及反复萌发的特性,一年可刈割多次,其 50 年的“碳汇增量”是相同面积森林“碳汇增量”的650倍,可提供无限的碳汇。速生碳汇草封存和替代化石燃料,属绝对减排,可实现大气CO2负增长,降低和提前CO2峰值,是驾驭高碳的聪明之举。“零碳发展模式”是通过生态文明建设,实现转型升级的智慧之路。
碳循环的新气候经济产业发展模型,包括碳元素在大气圈、生物圈、水圈和岩石圈的循环过程中,形成的新型经济模式和产业链。各圈层中的碳循环过程如下:
(1)大气圈与生物圈之间的碳循环
绿色植物从大气圈中吸收CO2,经光合作用转化为葡萄糖,并放出O2。植物被动物消化、分解排出CO2,或植物死后,通过微生物的分解成为CO2、CH4等排入大气圈中。
(2)大气圈与水圈之间的碳循环
大气圈中的CO2与水接触,有部分CO2直接溶入水中或与水中的其它物质发生反应进入水圈中;水中的CO2通过风浪,排到大气圈中。
(3)大气圈与岩石圈之间的碳循环
碱性沙漠中石英沙、盐碱土可吸收大气中的CO2,使大气圈中碳元素进入岩石圈。岩石风化过程(在风化过程中干酪根与O2反应产生CO2)、火山喷发和化石燃料燃烧时,碳氧化成为CO2排入大气圈中。
(4)生物圈与水圈之间的碳循环
动植物的躯体在细菌作用下分解,部分有机质溶于水(主要成分是多糖、氨基酸),使生物圈中的碳进入水圈,形成酰胺态氮(含CONH2)和蛋白质态氮(氮主要以蛋白质形态存在),进一步分解后能被植物吸收,水圈中的碳又进入到生物圈中。
(5)生物圈与岩石圈之间的碳循环
动植物的躯体在分解之前被沉积物掩埋成为有机沉积物(沉积物含有两种形式的碳:干酪根和碳酸盐),经过漫长的年代进入岩石圈中。
动植物遗骸经过分解形成具有羧基、酚基、酮基等活性基团,无定形的有机胶体。可提高土壤养分,增加盐基交换量,降低pH值。 土壤中的有机物分解后被植物根系吸收,岩石圈中的碳又进入生物圈中。
(6)水圈与岩石圈之间的碳循环
岩石圈中沉积的碳在自然和人为影响下进入水圈中。如白云石、方解石中的碳酸镁和碳酸钙受到水的侵蚀,形成可溶解于水的钙离子、镁离子和重碳酸根离子进入水圈中。
水中动植物的躯体及其它含碳物慢慢沉积,以沉积物的形式进入岩石圈中。如水中的碳酸遇到石灰岩变为可溶态的重碳酸盐,重碳酸盐沉积下来成为岩石。
本发明的技术解决方案是,一种碳循环的新气候经济发展模型,包括底板,大气圈罩、植物碳循环圈、控制面板、语音解说装置,所述底板中央安装一个大气圈罩,大气圈罩内装有CO2层,大气圈罩下方是植物生长区,植物生长区有植物生长区灯光,大气圈罩四周有若干个植物碳循环圈,每一个植物碳循环圈由植物碳循环箭头、植物加工厂、产品碳循环箭头、产品使用、CO2排放箭头组成。
所述大气圈罩上雕刻或印有“大气圈”字符;所述CO2层上雕刻或印有大小不等的“CO2”字符,CO2字符可雕刻成三维字体,也可印成平面字体。大气圈罩和CO2层采用透明或半透明材质制作,如玻璃、有机玻璃、亚克力、赛璐珞等树脂材料。
所述植物生长区内设有若干个灯,可采用LED灯或发光二极管作为光源。
所述植物碳循环圈可以是碳汇产品碳循环圈、生物质发电碳循环圈、生物质燃料碳循环圈、建筑材料碳循环圈、纸质产品碳循环圈、工艺产品碳循环圈、有机肥料循环圈、动物饲料碳循环圈、化工原料碳循环圈等各种植物经济与产业过程的碳循环,包括植物的生长、使用产生经济效益的一切碳循环过程。
所述植物碳循环箭头、产品碳循环箭头、CO2排放箭头内安装有灯,可采用LED灯或发光二极管作为光源。箭头采用透明或半透明材质制作,如玻璃、有机玻璃、亚克力、赛璐珞、有机板等树脂材料。
所述植物加工厂可以是碳汇产品加工厂、生物质发电厂、生物质燃料加工厂、建筑材料加工厂、纸质产品加工厂、工艺产品加工厂、有机肥料加工厂、动物饲料加工厂、化工原料加工厂等以植物为原料的工厂。
所述产品使用是指以植物为原料生产的产品进行的使用,如植物压制成碳产品进行储碳封存,生物质发电,植物加工成生物质燃料、建筑材料、纸质产品、工艺产品、有机肥料、动物饲料、化工产品进行的使用。
所述底板上安有控制面板,控制面板下方设有控制电路盒、扬声器等语音解说装置。
碳循环的新气候经济发展模型的旋转展示台,包括旋转展示盘,旋转展示盘通过旋转轴、齿轮减速箱与旋转电机相连,旋转展示盘下设有旋转展示盘灯光。
所述旋转展示盘采用透明或半透明材质制作,如玻璃、有机玻璃、亚克力、赛璐珞、有机板等树脂材料;所述旋转展示盘灯光采用LED灯或发光二极管等发光材料作为光源。
本发明的控制电路包括稳压电路、保护电路、单片机、灯光控制电路、电机驱动电路、语音控制电路;这些电路可集中在一个安装于控制面板下方的控制电路盒中,其控制信号输出线及电源线等相关导线通过接插口或接插头(如耐用和密闭性好的“航空接头”)同相应的负载连接,并且:
稳压电路经保护电路与单片机相连;所述单片机的控制信号输出端分别与灯光控制电路、电机驱动电路、语音控制电路的控制信号输入端连接;所述灯光控制电路的后级信号控制端分别同CO2排放箭头、产品碳循环箭头、植物碳循环箭头、旋转展示盘灯光、植物生长区灯光及底板上建筑物及其它装饰物内灯光的电源端子连接;所述电机驱动电路与旋转电机的电源端子连接;所述语音控制电路与扬声器的电源端子连接;所述稳压电路向保护电路、单片机、灯光控制电路、电机驱动电路、语音控制电路及LED灯、旋转电机、扬声器、指示灯等提供工作电源。
图6、图7、图8是图5所示控制电路框图的实施例电路图。
图6中,灯光控制电路包括驱动电路和过温度保护电路两部分,驱动电路采用MAX5033芯片,该芯片可提供1.25~13.2V 的可调电压,输出电流最高可达500mA。过温度保护电路采用MBI1801芯片,通过R-EXT管脚自动调整输出电流,从而降低LED 的温度,起到过温度保护的作用。
图7中,电机驱动电路采用TLE7810,集成了1块8位单片机芯片、1块功率器件芯片以及1块LIN总线驱动芯片,承担逻辑控制和电路驱动任务。
图8中,语音控制电路使用ISDl000A芯片,采用DTAS(直接模拟量存储)技术,可以较好地保留语言模拟量中的有效成分,减少音质失真,提高录放质量,获得自然、逼真的音响还原效果;录音资料可以随录、随放,任意改写或删除,不需专用的语言固化开发系统进行编程和烧录。可重复录音,录放的信息可长期保存,断电后信息不会丢失。
图9,是三维立体投影中的一个场景,体现大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中的碳循环关系。
一种碳循环的新气候经济发展模型其制作方法是:
(1)选用木板、胶板、树脂板、有机板、塑料板、复合板、玻璃板、金属板等制作底板,主要用于承载模型重量,并在其正面喷上草粉(或贴上草皮)、图案等材质;
(2)在底板四周或下方设置宽10cm~30cm,高60cm~100cm的模型底座;
(3)在底板上方中央植物生长区内,用胶固定植物模型,安装植物生长区灯光;各灯之间可串连,也可并连,通过灯光控制电路进行控制,使该圈灯同时亮或呈循环旋转状闪亮;
(4)在植物生长区上方安装大气圈罩,大气圈罩内装有CO2层;大气圈罩和CO2层均采用透明材料制作,在其上雕刻或印刷大气圈和CO2字符;
(5)在底板上安装控制面板,并在控制面板下安装控制电路、扬声器,扬声器通过语音控制电路进行控制;
(6)在植物生长区外开若开个孔,固定旋转电机,旋转电机通过电源线与电机驱动电路相连,通过电机驱动电路进行控制;并在旋转电机上方安装旋转展示盘灯光,将每一组旋转展示盘灯光与灯光控制电路相连,通过灯光控制电路进行控制;再将旋转展示盘与旋转轴相连,在其旋转展示盘上放置产品样品;
(7)植物加工厂所有建筑物,产品使用所有模型均采用有机板或软木材料,按一定比例进行制作,并在其内安装灯,各灯之间可串连,也可并连,通过灯光控制电路进行控制;
(8)植物碳循环箭头、产品碳循环箭头、CO2排放箭头均采用透明材料制作,并在其内安装灯,用灯光显示其形状;各灯之间可串连,也可并连,通过灯光控制电路进行控制,使箭头内灯同时亮或按箭头指示方向依次循环闪亮。
本发明的工作原理如下:
参见图1至图4,按下控制面板上面的“灯光”按钮,底板上的所有灯光亮起,包括植物生长区灯光,植物循环箭头、产品循环箭头、CO2排放箭头、植物加工厂所有建筑物、产品使用所有模型及旋转展示盘灯光;其中植物生长区灯、植物加工厂所有建筑物、产品使用所有模型及旋转展示盘灯光是常亮;植物碳循环箭头、产品碳循环箭头、CO2排放箭头可常亮或按箭头指示方向依次循环闪亮。
按下控制面板上面的“旋转”按钮,旋转电机启动,旋转电机通过齿轮减速箱、旋转轴带动旋转展示盘旋转。
按下控制面板上面的“语音”按钮,扬声器工作,播放录制好的语音信息。
本发明的优点:
1、不受时间、空间等客观因素的限制,生动、形象、直观地演示大气碳资源循环规律,对其循环过程进行利用,能获得可持续发展的物质财富。
2、使抽象的新气候经济发展概念具体化、生动化,提高了大家的认知能力。
3、模型可让新气候经济发展规划与实际紧密联系,使模型具有很好的通用性和推广性。
4、采用声、光、电,展示大气圈中的CO2通过植物吸收转化、综合利用、排放过程,使碳循环展示更直观、明了。
附图说明
图1是本发明一种实施例的外型结构示意图;
图2是图1所示装置的俯视结构示意图;
图3是图1所示大气圈外型结构示意图(带局部剖视);
图4是图1所示旋转展示台结构示意图(带局部剖视);
图5是一种实施例的控制电路框图;
图6是图5中灯光控制电路的一种实施例电路;
图7是图5中电机驱动电路的一种实施例电路;
图8是图5中语音控制电路的一种实施例电路;
图9是本发明三维立体投影的一个场景示意图。
在附图中:
1、大气圈罩,2、CO2层,3、植物生长区,4、CO2排放箭头,5、产品碳循环箭头,6、植物碳循环箭头,7、旋转展示盘,8、旋转展示盘灯光,9、齿轮减速箱,10、旋转电机,11、旋转轴,12、产品使用,13、植物加工厂,14、底板,15、植物生长区灯光,16、控制面板。
具体的实施方式
下面详细说明本发明优选的技术方案,但本发明不限于所提供的实施例。
如图1至图3所示,一种碳循环的新气候经济发展模型,包括底板14,大气圈罩1、植物碳循环圈、控制面板16、语音解说装置,所述底板14中央安装大气圈罩1,大气圈罩1内装有CO2层2,大气圈罩1下方是植物生长区3,植物生长区3有植物生长区灯光15,大气圈罩1四周设有若干个植物碳循环圈,每个植物碳循环圈由植物碳循环箭头6、植物加工厂13、产品碳循环箭头5、产品使用12、CO2排放箭头4组成。
所述大气圈罩1上雕刻或印有几个大气圈字符;所述CO2层2上雕刻或印有大小不等的CO2字符,CO2字符可雕刻成三维字体,也可印成平面字体。大气圈罩1和CO2层2采用透明或半透明材质制作,如玻璃、有机玻璃、亚克力、赛璐珞等树脂材料。
所述植物生长区3内设若干个灯,可采用LED灯或发光二极管等发光材料作为光源。
所述植物碳循环圈可以是碳汇产品碳循环圈、生物质发电碳循环圈、生物质燃料碳循环圈、建筑材料碳循环圈、纸质产品碳循环圈、工艺产品碳循环圈、有机肥料碳循环圈、动物饲料碳循环圈、化工原料碳循环圈等各种植物经济与产业过程的碳循环,包括植物的生长、使用产生经济效益的一切碳循环过程。
所述植物碳循环箭头6、产品碳循环箭头5、CO2排放箭头4内安装有灯,可采用LED灯或发光二极管作为光源。箭头采用透明或半透明材质制作,如玻璃、有机玻璃、亚克力、赛璐珞、有机板等材料。
所述植物加工厂13可以是碳汇产品加工厂、生物质发电厂、生物质燃料加工厂、建筑材料加工厂、纸质产品加工厂、工艺产品加工厂、有机肥料加工厂、动物饲料加工厂、化工原料加工厂等以植物为原料制造产品的工厂。
所述产品使用12是指以植物为原料生产的产品进行的使用,如植物压制成碳产品进行储碳封存,生物质发电,植物加工成生物质燃料、建筑材料、纸质产品、工艺产品、有机肥料、动物饲料、化工产品等进行使用。
所述底板14上安有控制面板16,控制面板16下方设有控制电路盒、扬声器等语音解说装置。
如图4所示,一种碳循环的新气候经济发展模型的旋转展示台,包括旋转展示盘7,旋转展示盘7通过旋转轴11、齿轮减速箱9与旋转电机10相连,旋转展示盘7下设有旋转展示盘灯光8。
所述旋转展示盘7采用透明或半透明材质制作,如玻璃、有机玻璃、亚克力、赛璐珞、有机板等材料;所述旋转展示盘灯光8采用LED灯或发光二极管等发光材料作为光源。
如图5所示,本发明的控制电路包括稳压电路、保护电路、单片机、灯光控制电路、电机驱动电路、语音控制电路;这些电路可集中在一个安装于控制面板16下方的控制电路盒中,其控制信号输出线及电源线等相关导线通过接插口或接插头(如耐用和密闭性好的“航空接头”)同相应的负载连接,并且:
稳压电路经保护电路与单片机相连;所述单片机的控制信号输出端分别与灯光控制电路、电机驱动电路、语音控制电路的控制信号输入端连接;所述灯光控制电路的后级信号控制端分别同CO2排放箭头4、产品循环箭头5、植物循环箭头6、旋转展示盘灯光8、植物生长区灯光15及底板14上建筑物及其它装饰物内灯光的电源端子连接;所述电机驱动电路与旋转电机的电源端子连接;所述语音控制电路与扬声器的电源端子连接;所述稳压电路向护电路、单片机、灯光控制电路、电机驱动电路、语音控制电路及LED灯、旋转电机10、扬声器提供工作电源。
图6、图7、图8是图5所示框图的实际电路图。
图6中,灯光控制电路包括驱动电路和过温度保护电路两部分,驱动电路采用MAX5033芯片,该芯片可提供1.25~13.2V 的可调电压,输出电流最高可达500mA。过温度保护电路采用MBI1801芯片,通过R-EXT管脚自动调整输出电流,从而降低LED 的温度,起到过温度保护的作用。
图7中,电机驱动电路采用TLE7810,集成了1块8位单片机芯片、1块功率器件芯片以及1块LIN总线驱动芯片,承担逻辑控制和电路驱动任务。
图8中,语音控制电路使用ISDl000A芯片,采用DTAS(直接模拟量存储)技术,可以较好地保留语言模拟量中的有效成分,减少音质失真,提高录放质量,获得自然、逼真的音响还原效果;录音资料可以随录、随放,任意改写或删除,不需专用的语言固化开发系统进行编程和烧录。可重复录音,录放的信息可长期保存,断电后信息不会丢失。
图9,是三维立体投影中的一个场景,体现大气圈、生物圈、水圈和岩石圈的碳循环关系。
一种碳循环的新气候经济发展模型其制作方法是:
(1)选用木板、胶板、树脂、有机板、塑料板、复合板、玻璃、金属板等制作底板14,主要用于承载模型重量,并在其正面喷上草粉(或贴上草皮)、图案等材质;
(2)在底板14四周设置宽10cm~30cm,下方设置高60cm~100cm的模型底座;
(3)在底板14上方中央植物生长区3内,用胶、螺丝固定植物模型,安装植物生长区灯光15;各灯之间可串连,也可并连,通过灯光控制电路进行控制,使该圈灯同时亮;
(4)在植物生长区3上方安装大气圈罩1,大气圈罩1内装有CO2层2;大气圈罩1和CO2层2均采用透明材料制作,在其上雕刻或印刷大气圈和CO2字符;
(5)在底板14上安装控制面板16,并在控制面板16下安装控制电路、扬声器,扬声器通过语音控制电路进行控制;
(6)在植物生长区3外开若开个孔,固定好旋转电机10,旋转电机10通过电源线与电机驱动电路相连,通过电机驱动电路进行控制;并在旋转电机10上方装旋转展示盘灯光8,将每一组旋转展示盘灯光8与灯光控制电路相连,通过灯光控制电路进行控制;再将旋转展示盘7与旋转轴11相连,在其旋转展示盘7上放置产品样品;
(7)植物加工厂13所有建筑物,产品使用12所有模型均采用有机板或软木材料,按一定比例进行制作,并在其内安装灯,各灯之间可串连,也可并连,通过灯光控制电路进行控制;
(8)植物碳循环箭头6、产品碳循环箭头5、CO2排放箭头4均采用透明材料制作,并在其内安装灯,用灯光显示其形状;各灯之间可串连,也可并连,通过灯光控制电路进行控制,使箭头内灯同时亮或按箭头指示方向依次循环闪亮。
本发明提出的碳循环的新气候经济发展模型,可通过三维立体投影技术进行演示,其三维影像包括:碳元素在大气圈、生物圈、水圈和岩石圈的循环过程中,形成的新型经济模式和产业链。各圈层中的碳循环如下:
(1)大气圈与生物圈之间的碳循环
绿色植物从大气圈中吸收CO2,经光合作用转化为葡萄糖,并放出O2。植物被动物消化、分解排出CO2,或植物死后,通过微生物的分解成为CO2、CH4等排入大气圈中。
(2)大气圈与水圈之间的碳循环
大气圈中的CO2与水接触,有部分CO2直接溶入水中或与水中的其它物质发生反应进入水圈中;水中的CO2通过风浪,排到大气圈中。
(3)大气圈与岩石圈之间的碳循环
碱性沙漠中石英沙、盐碱土可吸收大气中的CO2,使大气圈中碳元素进入岩石圈。岩石风化过程(在风化过程中干酪根与O2反应产生CO2)、火山喷发和化石燃料燃烧时,碳氧化成为CO2排入大气圈中。
(4)生物圈与水圈之间的碳循环
动植物的躯体在细菌作用下分解,部分有机质溶于水(主要成分是多糖、氨基酸),使生物圈中的碳进入水圈,形成酰胺态氮(含CONH2)和蛋白质态氮(氮主要以蛋白质形态存在),进一步分解后能被植物吸收,水圈中的碳又进入到生物圈中。
(5)生物圈与岩石圈之间的碳循环
动植物的躯体在分解之前被沉积物掩埋成为有机沉积物(沉积物含有两种形式的碳:干酪根和碳酸盐),经过漫长的年代进入岩石圈中。
动植物遗骸经过分解形成具有羧基、酚基、酮基等活性基团,无定形的有机胶体。可提高土壤养分,增加盐基交换量,降低pH值。 土壤中的有机物分解后被植物根系吸收,岩石圈中的碳又进入生物圈中。
(6)水圈与岩石圈之间的碳循环
岩石圈中沉积的碳在自然和人为影响下进入水圈中。如白云石、方解石中的碳酸镁和碳酸钙受到水的侵蚀,形成可溶解于水的钙离子、镁离子和重碳酸根离子进入水圈中。
水中动植物的躯体及其它含碳物慢慢沉积,以沉积物的形式进入岩石圈中。如水中的碳酸遇到石灰岩变为可溶态的重碳酸盐,重碳酸盐沉积下来成为岩石。
碳循环过程中的新气候经济发展模型,通过三维立体投影技术展示,其具体实施步骤是:
(1)先用CAD、3DMAX、Maya、PRO/E、Solidworks、Rhino、Softimage/XSI、Lightwave 3D、Cinema 4D等软件将大气圈、生物圈、水圈、岩石圈之间的碳循环建成三维模型;
(2)在3DMAX、Maya等软件,将消除三维模型中隐藏面与隐藏线,建立光照,进行颜色和材质的调整,开发出具有真实质感(包括材质、颜色、亮度)的大气圈(包括太阳、CO2)、生物圈(包括各种动物、植物生长过程及植物碳循环过程,植物碳循环过程包括:碳汇产品碳循环圈、生物质发电碳循环圈、生物质燃料碳循环圈、建筑材料碳循环圈、纸质产品碳循环圈、工艺产品碳循环圈、有机肥料碳循环圈、动物饲料碳循环圈、化工原料碳循环圈等各种植物经济化的碳循环过程)、水圈(包括水生动植物生长过程及分解过程)、岩石圈(包括有机物沉淀与释放过程);
(3)通过软件编辑,使新气候经济发展模式中天气变化(包括晴天、阴天、雨天及白天、夜晚等)、大气运动(刮风、云层变化及CO2移动)、碳循环(包括植物生长固碳,植物加工、使用过程中的排碳)等场景更加生动;
(4)通过Creator Terrain Studio(简称CTS)、Vegaprime、Vis mockup等软件进行三维立体开发,将大气圈、生物圈、水圈、岩石圈等独立场景联结起来,创建和配置新气候经济发展模式场景;
(5)最后通过三维成像系统,将已制作好的新气候经济发展模式场景投放出来,使观众不佩戴任何偏光眼镜,裸眼即可看到自由飘浮的影像和图形,听到解说词,直观、立体地感受新气候经济发展模式的内涵与外延。

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碳循环的新气候经济发展模型,通过声、光、电、实物或三维立体投影等表现手段,对大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中碳循环的经济过程进行演示,呈现应对气候变化形成的新型经济模式和产业链。新气候经济发展模型由大气圈、生物圈、植物碳循环圈和语音解说装置组成;植物碳循环圈分为:碳汇产品碳循环圈、生物质发电碳循环圈、生物质燃料碳循环圈、建筑材料碳循环圈、纸质产品碳循环圈、工艺产品碳循环圈、有机肥料碳循环圈、动物饲料。

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