CN106857068A - 全自动可调高度的沉水植物种植床及其光照强度调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动可调高度的沉水植物种植床及其光照强度调节方法，属于环保设备领域。沉水植物种植床的种植床体上表面被分割为若干块种植区，每块种植区中设有用于铺设营养土的种植盆；种植床体上表面还设置有用于感应种植区光照强度的光强控制电路；所述的种植床体安装于升降机的上方平台处；所述的光强控制电路与升降机相连并控制升降；升降机的底部安装有抗倒伏底座，抗倒伏底座的本体为一块与升降机相连的平板，平板下方固定有若干个呈阵列分布的凸起；所述的电源与耗电单元相连进行供电。该种植床可根据光照强度自行调节高度。

Description

全自动可调高度的沉水植物种植床及其光照强度调节方法
技术领域
本发明属于环保设备领域，具体涉及一种全自动可调高度的沉水植物种植床及其光照强度调节方法。
背景技术
近年来，水体富营养化问题受到了全世界环境学专家的广泛关注。我国的大部分河道、湖泊生态环境恶化，目前的改善措施主要包括物理方法(挖掘底泥、深层曝气)、化学方法(凝聚沉降和化学药剂杀藻)和生物方法(利用水生植物吸收氮、磷元素)。因此恢复大型水生植物被认为是富营养化水体生态修复的主要内容之一。
沉水植物可通过吸收氮、磷等元素对水体进行有效的修复。光合作用是沉水植物最重要的代谢作用，但也因此沉水植物的生长会受到低光照的限制，进而不能进行正常的光合和呼吸作用而逐渐死亡。因此，本专利旨在设计一种全自动可调高度的沉水植物种植床，通过含有光敏元件的控制电路和升降机实现对高度的全自动控制，从而使沉水植物始终处于最合适的光照条件下，保持最佳的生长状态和处理效果。
目前，国内也开发了一些沉水植物种植装置，但大部分装置无法实现高度的全自动调控，如：中国实用新型专利授权公告号CN 201369957Y，专利名称是沉水植物种植床；中国实用新型专利授权公告号CN 204350727U，专利名称是浮球沉水植物种植床；中国实用新型专利授权公告号CN 202829710U，专利名称是一种可调式沉水植物种植床；中国实用新型专利授权公告号CN 203513366U，专利名称是一种悬浮式沉水植物种植床。这些沉水植物种植装置能够在一定程度上调控床体高度，但无法做到全自动、全时段的高度调控，在实际应用中会有所限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动可调高度的沉水植物种植床，可根据光照强度自行调节高度的沉水植物种植床，以解决上述背景技术中的缺点与不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
全自动可调高度的沉水植物种植床，包括种植床体、升降机、抗倒伏底座和电源，所述的种植床体上表面被分割为若干块种植区，每块种植区中设有用于铺设营养土的种植盆；种植床体上表面还设置有用于感应种植区光照强度的光强控制电路；所述的种植床体安装于升降机的上方平台处；所述的光强控制电路与升降机相连并控制升降；升降机的底部安装有抗倒伏底座，抗倒伏底座的本体为一块与升降机相连的平板，平板下方固定有若干个呈阵列分布的凸起；所述的电源与耗电单元相连进行供电。
作为优选，所述的光强控制电路中包括光敏二极管Q1、NPN三极管Q2、可调电阻R1、电阻R2、模数转换电路和中央处理器；光敏二极管Q1与可调电阻R1串联，且其共同端连接NPN三极管Q2的1脚，光敏二极管Q1和电阻R2的共同端接入电源电压，电阻R2的另一端连接NPN三极管Q2的3脚，可调电阻R1的另一端连接NPN三极管Q2的2脚的同时接地；NPN三极管Q2的3脚依次连接模数转换电路和中央处理器；所述的升降机中的电机通过电机驱动器连接中央处理器。
作为优选，所述的升降机采用剪叉式升降平台。
作为优选，所述的电源、光强控制电路及升降机中的电机均在外部加设防水层，相互之间的数据信号通过防水电缆进行传输。
作为优选，所述的种植床体为不锈钢材质。
作为优选，所述的升降机为不锈钢材质。
作为优选，所述的升降机的升降高度为1～2m。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述沉水植物种植床的沉水植物光照强度调节方法，首先在种植床体的种植盆中铺设营养土，然后种植沉水植物，并在中央处理器中预设光照强度最低值以及沉水植物的最适宜光照强度；然后将沉水植物种植床的抗倒伏底座插入目标水域的污泥中；中央处理器通过光敏元件实时接收沉水植物当前接收的光照强度，当前接收的光照强度低于光照强度最低值时，升降机不工作，保持目前位置；当前接收的光照强度不低于光照强度最低值且不等于最适宜光照强度时，中央处理器控制升降机上升或下降，使沉水植物当前接收的光照强度处于最适宜光照强度处。
本发明采用光强控制电路来检测光照强度，在晴天时，通过升降机上下调节沉水植物种植床所处位置，使沉水植物始终处于最合适的光照条件下，保持最佳的生长状态；在阴雨天和黑夜时，沉水植物种植床保持在原始位置，不进行上下移动。本发明实现了沉水植物种植装置全自动、全时段的高度调控，同时也可以进行手动的控制，提高了种植床的智能性和实用性，成本较低，应用面广。
附图说明
图1为全自动可调高度的沉水植物种植床的结构示意图；
图2为种植床体上表面的布置图；
图3为光强控制电路示意图；
图中：阳光1、沉水植物2、种植床体3、升降机4、抗倒伏底座5、淤泥6、水面7、光强控制电路8、种植盆9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种全自动可调高度的沉水植物种植床，包括种植床体3、升降机4、抗倒伏底座5和电源。如图2所示，种植床体3由不锈钢材质的钢板焊接而成，上表面分为左右两部分。上表面左侧被分割为多块规则排列的种植区，每块种植区放置有一个种植盆9，往盆中加入营养土后用于种植沉水植物2。上表面右侧为光强控制电路8，固定在种植平台上，可感应种植区光照强度。升降机4采用不锈钢材质的剪叉式升降平台，升降可调高度为1～2m。种植床体3底部钢板焊接或固定于升降机4的上方平台处。升降机4的升降由一个电机驱动。升降机4的底部安装有抗倒伏底座5，抗倒伏底座5的本体为一块与升降机4相连的平板，平板下方固定有多个呈阵列分布的凸起状块体，当沉水植物种植床放入水中后，凸起状块体插入水底的污泥中，实现固定。
光强控制电路8与升降机4相连并控制升降。如图3所示，光强控制电路8中包括光敏二极管Q1、NPN三极管Q2、可调电阻R1、电阻R2、模数转换电路和中央处理器；光敏二极管Q1与可调电阻R1串联，且其共同端连接NPN三极管Q2的1脚，光敏二极管Q1和电阻R2的共同端接入电源电压，电阻R2的另一端连接NPN三极管Q2的3脚，可调电阻R1的另一端连接NPN三极管Q2的2脚的同时接地；NPN三极管Q2的3脚依次连接模数转换电路和中央处理器；升降机中的电机通过电机驱动器连接中央处理器。
光强控制电路8中的光敏二极管Q1负责接收光照信号，模数转换模块将模拟信号转换成数字信号，中央处理器接受并处理数字信号判断此时光照情况，然后发出控制信号，电机驱动器单元根据控制信号驱动升降机4中的电机转动，进而控制沉水植物2距离水面7的高度。本装置在使用时，可以通过中央处理器打开或者关闭整个系统，当打开整个系统时，系统可根据阳光1强度自动调节升降机4位置。而整个装置中还需要设置1个或多个电源，光强控制电路8通过稳压单元由电源进行供电，电机也需要配套相应的供电电源。部分电源也可以通过防水电缆连接外部交流电进行供电。
另外，为了防止电气设备在水中浸泡失效，电源、光强控制电路8、升降机4中的电机及其他不防水的设施均需要在外部加设防水层，相互之间的数据信号通过防水电缆进行传输。当然也可以将这些设备都统一集中于一个防水空间中。
使用上述沉水植物种植床的沉水植物2光照强度调节方法具体为：首先在种植床体3的种植盆9中铺设营养土，然后种植沉水植物2，并在中央处理器中预设光照强度最低值以及沉水植物2的最适宜光照强度。光照强度最低值用于判断当前是否是阴天、夜晚等无光照时间，防止升降机4在这些特殊时间调整高度，消耗电能，其具体取值可以根据植物的大致沉水深度区间通过多次试验进行确定。
设置好上述步骤后，将沉水植物种植床的抗倒伏底座5插入目标水域的污泥中，若此处水流波动较大，可以通过调节抗倒伏底座5插入污泥的深度确保其不会被冲击倒伏。插入淤泥6后，首先将沉水植物2浸入水面7以下，位于一个初始位置，使其处于能够最大限度接收到阳光1的角度。设置好初始位置后，中央处理器通过光敏元件实时接收沉水植物2当前接收的光照强度，当前接收的光照强度低于光照强度最低值时，升降机4不工作，保持目前位置，这保证了在夜晚与阴天状态下升降机4不进行工作。当前接收的光照强度不低于光照强度最低值且不等于最适宜光照强度时，中央处理器控制升降机4上升或下降，使沉水植物2当前接收的光照强度处于最适宜光照强度处。这使得在正常的日照情况下，可以使沉水植物2始终处于最合适的光照条件下，保持最佳的生长状态和处理效果。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种全自动可调高度的沉水植物种植床，其特征在于，包括种植床体、升降机、抗倒伏底座和电源，所述的种植床体上表面被分割为若干块种植区，每块种植区中设有用于铺设营养土的种植盆；种植床体上表面还设置有用于感应种植区光照强度的光强控制电路；所述的种植床体安装于升降机的上方平台处；所述的光强控制电路与升降机相连并控制升降；升降机的底部安装有抗倒伏底座，抗倒伏底座的本体为一块与升降机相连的平板，平板下方固定有若干个呈阵列分布的凸起；所述的电源与耗电单元相连进行供电。
2.如权利要求1所述的全自动可调高度的沉水植物种植床，其特征在于，所述的光强控制电路中包括光敏二极管Q1、NPN三极管Q2、可调电阻R1、电阻R2、模数转换电路和中央处理器；光敏二极管Q1与可调电阻R1串联，且其共同端连接NPN三极管Q2的1脚，光敏二极管Q1和电阻R2的共同端接入电源电压，电阻R2的另一端连接NPN三极管Q2的3脚，可调电阻R1的另一端连接NPN三极管Q2的2脚的同时接地；NPN三极管Q2的3脚依次连接模数转换电路和中央处理器；所述的升降机中的电机通过电机驱动器连接中央处理器。
3.如权利要求1所述的全自动可调高度的沉水植物种植床，其特征在于，所述的升降机采用剪叉式升降平台。
4.如权利要求1所述的全自动可调高度的沉水植物种植床，其特征在于，所述的电源、光强控制电路及升降机中的电机均在外部加设防水层，相互之间的数据信号通过防水电缆进行传输。
5.如权利要求1所述的全自动可调高度的沉水植物种植床，其特征在于，所述的种植床体为不锈钢材质。
6.如权利要求1所述的全自动可调高度的沉水植物种植床，其特征在于，所述的升降机为不锈钢材质。
7.如权利要求1所述的全自动可调高度的沉水植物种植床，其特征在于，所述的升降机的升降高度为1～2m。
8.一种使用权利要求2所述沉水植物种植床的沉水植物光照强度调节方法，其特征在于，首先在种植床体的种植盆中铺设营养土，然后种植沉水植物，并在中央处理器中预设光照强度最低值以及沉水植物的最适宜光照强度；然后将沉水植物种植床的抗倒伏底座插入目标水域的污泥中；中央处理器通过光敏元件实时接收沉水植物当前接收的光照强度，当前接收的光照强度低于光照强度最低值时，升降机不工作，保持目前位置；当前接收的光照强度不低于光照强度最低值且不等于最适宜光照强度时，中央处理器控制升降机上升或下降，使沉水植物当前接收的光照强度处于最适宜光照强度处。
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