专利名称：用于影响植物生长的装置的制作方法在许多情形中，植物生长受不佳气候和光照条件负面地影响，例如在运动场上的草坪经常面临黑暗和封闭条件并且它还必须经受大量磨损。另外，为了能够由于实际和经济原因而尽可能经常使用例如运动场，草坪必须快速恢复，这与上文提到的不佳条件形成对照。一种替选将是更换草坪的损坏部分，但是这昂贵并且耗时，尤其是如果必须更换运动场的大部分。为了克服这ー问题，已经建议通过用适当波长的人造光、有利温度和ニ氧化碳提供更佳条件来处理运动场的表面，由此增加草坪的生长速率。在W02006/054899中呈现这样的解决方案。在该现有技术中，防水布在它的下侧具有LED。当将使用防水布吋，它必须在运动场的部分之上铺开，并且提供气压，从而防水布浮置于运动场的表面上方而LED向下指向。 然而该现有技术中的解决方案具有如下弊端即使仅需处理场地的小部分，防水布仍然必须在它的全宽度内铺开，并且根据待处理的区域的位置有时也在它的全长度内铺开。由于这一点，无论损坏表面的尺寸如何都可能必须对整个防水布加压。因此，需要ー种提供更高程度的灵活性的替选解决方案。
本发明的目的在于至少克服上文提到的问题。根据本发明的第一方面，这ー和其他目的由ー种用于影响植物生长的装置实现。该装置包括移动拖车、光源和燃料电池，其中光源和燃料电池装配到移动拖车。光源由燃料电池产生的功率驱动，并且在装置的操作状态中，光源发射的光和来自燃料电池的反应产物引向植物。本发明基于如下认识通过组合移动拖车与作为电源的燃料电池，可以实现很高程度的灵活性和移动性。根据本发明的装置可以定位于任意位置而无需考虑任何线缆、软管等。根据本发明的装置的另ー优点在于燃料电池的反应产物事实上可以用来进ー步提高装置的效率。来自燃料电池的反应产物的例子为ニ氧化碳、热和水，这些反应产物都可以尤其与更高光水平组合用来提高植物生长。根据该装置的一个实施例，燃料电池的反应产物为ニ氧化碳。更高的ニ氧化碳浓度明显增加植物生长。根据该装置的一个实施例，光源包括发光二极管(LED)。使用LED在这ー领域中具有诸多优点。它们具有低能量消耗、高程度的效率，并且通过使用多个LED来提供组合不同顔色的可能性。另外，LED在广泛气候中(尤其在寒冷环境中)表现很有利的启动和功能性能。组合作为发电机的燃料电池与作为光源的LED最为便利，因为燃料电池生成低电压DC功率并且LED基于低电压DC功率操作，这使功率转换步骤简单、廉价和高效。不同于常规光源，LED不产生辐射的热，因此可以与植物接近放置。根据该装置的一个实施例，燃料电池选自于包括直接甲醇燃料电池、蚁酸燃料电池、甲醛燃料电池和こ醇燃料电池的组。这些燃料电池中的每个燃料电池通过将相应燃料和氧转换成ニ氧化碳和水来产生功率并且在用于这一目的时以多个优点为特征。它们具有高发电效率、小尺寸、可以在延长时间段内运行并且可以用快速和容易方式来补给燃料。这些燃料电池在使用于这ー领域中时的另ー很便利的境况在于源于这样的燃料电池的所有反应产物(即电力、ニ氧化碳、水和热)可以用来影响植物生长。根据该装置的一个实施例，提供由燃料电池供电的电驱动系统以及转向设备。通过向该装置提供一个或者多个电动机，可以使该装置自推迸。与LED—祥，电驱动系统由于这样的电驱动系统可以基于低电压DC功率操作这样的事实而适合与作为电源的燃料电池 组合。根据该装置的一个实施例，在该装置提供控制单元。通过连续控制该装置、植物的环境和植物本身，可以增强该装置的效率。根据该装置的一个实施例，控制单元包括用于确定该装置的位置的位置指示器。这使得有可能在预定具体位置运用该装置。仅处理需要修复的部分(例如在足球场的球门前面的区域)，而不是处理整个运动场。根据该装置的一个实施例，位置指示器包括全球定位系统(GPS)模块。GPS模块构成用于室外使用的廉价和可靠解决方案。根据该装置的一个实施例，位置指示器包括本地定位模块。在不能使用GPS模块的环境中(例如室内)，可以使用本地定位系统。这样的系统可以使用Wi-Fi技术、红外光、超宽带无线电技术或者类似技术以确定该装置的位置。根据该装置的一个实施例，提供罩衫，其中所述罩衫和拖车的下侧被布置成包围将受影响的植物。通过在待处理的植物上方创建或多或少封闭空间，可以将ニ氧化碳浓度保持于希望的水平，该水平影响植物的光合作用。罩衫也可以有助于维持其他參数(比如在这一空间内的氧水平、温度和空气湿度)。根据本发明的又一方面，提供ー种用于影响植物生长的方法。该方法包括步骤提供包括移动拖车的装置，该拖车具有装配于其上的光源和燃料电池。用燃料电池产生的功率驱动光源，并且光源发射的光和燃料电池的反应产物引向植物。通过组合移动拖车与作为电源的燃料电池，可以实现很高程度的灵活性和移动性。根据本发明的装置可以定位于任意位置，而无需考虑任何线缆、软管等。根据该方法的一个实施例，引向植物的反应产物选自于包括ニ氧化碳、热和水的组。空气中的高ニ氧化碳水平可以有利于植物生长。在寒冷气候中，添加的热可以帮助植物生长更快，并且在干燥条件中，可以向植物供应水以提高生长。根据该方法的一个实施例，向装置I提供罩衫13，其中所述罩衫13和移动拖车7的下侧封闭将受影响的植物2。通过在待处理的植物2上方创建或多或少封闭空间，可以将ニ氧化碳浓度保持于希望的水平，该水平影响植物2的光合作用。罩衫13也可以有助于维持其他參数(比如在这一空间内的氧水平、温度和空气湿度)。根据该方法的一个实施例，从植物2的附近提取氧。在空气中的低氧水平增加植物生长。根据该方法的一个实施例，独立控制氧水平、ニ氧化碳水平和水蒸气水平。通过独立控制这些參数，可以创建用于不同类型的植物的最优生长条件。注意本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。 现在将參照示出本发明实施例的附图更具体描述本发明的这ー和其他方面。图I示出了根据本发明概念的光照设备的一个实施例的图解横截面侧视图。图2示出了如在根据本发明概念的光照设备的一个实施例中使用的燃料电池的图解横截面图。
由于上文提到的原因，DMFC 3很好地适合于在用于影响植物2的生长的装置I中使用。这里也參照图2仅讨论DMFC 3，但是可以类似地应用基于其他燃料运行的燃料电池，例如蚁酸燃料电池、直接こ醇燃料电池或者基于甲醛操作的燃料电池。在这些不同类型的燃料电池之间的相似性在设想整体反应时变得明显甲醇2CH30H+302 — 2C02+4H20蚁酸2HC00H+202— 2C02+2H20 甲醛CH2CHO2 — C02+H20こ醇C2H50H+302— 2C02+2H20在所有四种燃料电池中，相应燃料与氧反应，并且产生电、ニ氧化碳和水。DMFC 3通过在甲醇与氧之间的化学反应生成功率。该反应生成ニ氧化碳、水和经过外部电路行进的电子作为燃料电池的电输出。现在參照图2，将讨论DMFC 3的原理。DMFC3包括阳极15、阴极16和半浸透膜14，该膜阻止甲醇，但是可以经过该膜传送质子。在阳极15氧化甲醇并且形成ニ氧化碳。经过半滲透膜14向阴极16传送质子，它们在阴极与氧反应产生水。从阳极15经过外部电路向阴极16传送电子e_，从而向连接的设备提供功率。如果电流从阳极16流向阴极15，则由于装置需要能量，所以反应发生并且用尽甲醇。如果无需来自燃料电池的能量，则反应简单地停止。这很不同于与发电机组合的内燃机。内燃机必须在操作中或者如果无需电功率则必须切断内燃机。DMFC 3具有源于将化学能直接转换成电能的高发电效率，并且由于比较小的尺寸，所以它提供通用和持续电源。甲醇作为燃料具有以J/Kg或者J/m3为单位的高能量密度并且补给燃料迅速而安全。另外，甲醇可以取自于矿物油以及可再生能源，因此可用性无问题。ー个重要的事实问题在于可以在用于影响植物2的生长的装置I中使用DMFC 3的所有反应产物。在燃料电池中产生的电カ可以用来向光源、电驱动系统6、控制单元5以及任何其他外围设备供电。可以将ニ氧化碳引向植物2以便提高植物2的生长。公知的是包含提升水平的ニ氧化碳的空气与环境空气相比提高植物生长。罩衫13充当密封物并且帮助将装置I下面的空间内的空气中的ニ氧化碳的量維持于提升水平以加速植物2的生长。其他反应产物(比如热和水或者湿空气)也可以用来影响植物2的生长。由DMFC 3产生的水可以用来在第一步骤中冷却装置I的光源并且在第二步骤中灌溉植物2。由于低氧水平和高ニ氧化碳水平二者増加植物的光合作用，所以有可能从处理室9向DMFC 3提供氧，由此减少处理室9中的氧水平。可以独立控制氧水平和ニ氧化碳水平，因为涉及到氧的反应和涉及到ニ氧化碳的反应如图2中可见发生于燃料电池的不同隔间中。将DMFC 3与作为光源的LED 10—起使用是便利的，因为它们均基于低电压DC功率操作。这对于在电驱动系统6中使用的电动机而言同样成立。所有其他关联设备、控制単元5、定位系统等也可以基于低电压DC功率运行。这使功率转换步骤简单、廉价和高效。LED具有如下性质，这些性质使它们很好地适合作为用于影响植物2的生长的装置I中的光源。它们具有低能量消耗、良好效率，并且它们可以被设计成发射许多不同顔色而不使用滤色器。另外，它们在所有气候中(也在很寒冷的气候中)具有很好的启动和エ作性能。可以提供发射不同顔色的LED这样的事实是便利的，因为植物的不同处理需要不同顔色(即波长)的光。最重要的是PAR光谱(光合作用活跃辐射)，在700nm与400nm之间的光对于植物的光合作用而言是重要的。蓝光量也在植物气孔打开中发挥作用，而且影响植物形态。另外，为了处理或者防止真菌感染，能够发射UV光的光源(例如UV-LED)是有利的。另一例子是针对园艺中的开花诱导或者发芽的处理，其中能够发射红光和/或远红光的光源是必不可少的，这对于LED也是可能的。装置I包含多个可调LED 10，这些LED组合发射不同波长的光的LED 10，并且其中可以调整发射的光的強度适应不同需要。当然，存在其他光源，这些光源能够发射这些所需波长的光并且也可以在用于影响植物2的生长的装置I中使用。例如，汞灯可以发射UV光。电驱动系统6包括由DMFC 3供电的电动机和传动布置12，该传动布置用于例如向装置I的一个或者多个车轮8或者其他驱动布置传输由电动机释放的能量，从而装置I可以在表面之上移动。传动布置12可以包括皮带驱动、链驱动、轴杆驱动等。可以通过提供与一个或者多个车轮8的转向耦合或者通过迫使不同驱动车轮8以不同速度旋转来实现装置I的转向。控制单元5包括图中未示出的多个传感器，它可以通过这些传感器例如监视装置I的位置、发射的光的強度和光谱组成、环境空气以及在装置I的处理隔间内的空气的空气组成、植物2的条件和生长、在不同位置花费的时间、在处理隔间以外和以内的温度、在处理隔间以外和以内的湿度。经由这些传感器，向控制单元反馈上文提到的信息。也可以借助光照度或者通过监视氧产生或者ニ氧化碳吸收来测量光合作用活动。基于由这些不同传感器收集的信息，控制单元5控制气体混合和光水平以进ー步优化生长条件。除了控制生长条件之外，也必须控制装置的位置。为了监视装置I的位置，控制单元5包括定位系统，全球定位系统(GPS)或者本地定位系统。在某些环境中(尤其室内)，不能使用GPS，并且本地定位系统可以提供其替选。本地定位系统可以例如使用Wi-Fi技术、红外光或者超宽带无线电技术以确定装置的位置。定位系统使得有可能根据位置控制处理时间，并且在配备有适当存储装置时，可以随后评估和评价装置I的路线。尽管控制単元5必然使装置I或多或少自动，但是仍然必须时常向它补给燃料，当然有可能预先对装置I的运动和功能编程。也有可能由操作者或者由这里未示出的単独外部引导单元远程控制装置I。后者可能在同时运用多个装置时令人感兴趣。外部引导单元可以接收和处理由単独装置收集的信息并且将它们引向需要处理的不同地点。以该方式，可以最大化处理效率并且保持不能使用运动场等的时间最少。
本领域技术人员认识到本发明决不限于上文描述的优选实施例。恰好相反，许多修改和变化在所附权利要求书的范围内是可能的。例如，本发明决不限于使用LED作为光源，也可以运用汞灯、高強度放电(HID)灯、0LED、聚合物LED。可以使用蚁酸燃料电池、直接こ醇燃料电池或者基于甲醛操作的燃料电池而不是使用DMFC作为电源。另外，该装置不一定必须自推进，在所附权利要求书限定的范围内也有可能提供由操作者放置于需要处理的位置的装置。


公开了一种多级热对流装置(比如两级热对流装置)及其用途。在一个实施例中，两级热对流装置包括温度形成元件，该元件辅助热对流介导聚合酶链反应(PCR)。本发明具有广泛多种应用，包括放大核酸而无与许多现有设备关联的笨重和昂贵硬件。在一个典型实施例中，该装置可以相配于用户的手掌中用于作为便携、易操作和低成本PCR放大设备来使用。