CN109380018B - 水淹定时定量控制培养装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

水淹定时定量控制培养装置及使用方法，用于方便对水生植物进行定时水淹培养。培养箱与集水箱上下设置，在培养箱的底部设有沙土槽，沙土槽内放置有沙土，在培养箱内腔中设有夹持水生植物的夹持单元；水淹单元包括固定在集水箱外壁上的第一水泵、设置在第一水泵与集水箱之间的第一导管、设置在集水箱上的过渡箱、设置在第一水泵与过渡箱之间的第二导管、设置在过渡箱顶部的第二水泵、设置在第二水泵与过渡箱之间的第三导管、设置在第二水泵与培养箱之间的第四导管、设置在集水箱上部与培养箱之间的第五导管，在第四导管上设有流量计，在第五导管上设有电磁阀，在培养箱内设有液位传感器。本发明可以方便对水生植物进行水淹研究。

Description

水淹定时定量控制培养装置及使用方法

技术领域

本发明涉及水生植物水培技术领域，具体地说是一种水淹定时定量控制培养装置及使用方法。

背景技术

湿地植物对于滨海湖泊等湿地生物多样性保护与湿地生态系统功能维护方面发挥重要作用。水淹是湿地环境普遍且特有的自然现象，对湿地植物的生长与形态适应具有重要的影响。目前，由于缺乏相关装置且人工模拟水淹操作繁琐，所以，湿地水淹对植物影响的研究多采用野外自然生境原位实验。这阻碍与限制了水淹对湿地植物生长与适应影响的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水淹定时定量控制培养装置及使用方法，用于方便对水生植物进行定时水淹培养，且在水淹培养时可以控制水淹时的水量。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：水淹定时定量控制培养装置，其特征是，它包括集水箱、培养箱、夹持单元和水淹单元，所述培养箱与集水箱上下设置，在培养箱内腔的底部设有沙土槽，沙土槽内放置有沙土，在培养箱的内腔中设有夹持水生植物植株的夹持单元；

水淹单元包括固定在集水箱外壁上的第一水泵、设置在第一水泵与集水箱之间的第一导管、设置在集水箱上的过渡箱、设置在第一水泵与过渡箱之间的第二导管、设置在过渡箱顶部的第二水泵、设置在第二水泵与过渡箱之间的第三导管、设置在第二水泵与培养箱之间的第四导管、设置在集水箱上部与培养箱之间的第五导管，在第四导管上设有流量计，在第五导管上设有电磁阀，在培养箱内设有液位传感器，在集水箱上设有控制器和计时器，计时器、流量计、液位传感器、第一水泵、第二水泵、电磁阀均与控制器信号连接。

进一步地，在集水箱内壁的上部固定有限位环，在培养箱的底部设有底座，底座与限位环接触配合；且底座的底部与限位环接触时，培养箱与集水箱上下设置，底座的顶部与限位环接触时，培养箱与集水箱内外设置。

进一步地，在底座的底部设有把手。

进一步地，夹持单元包括圆形的支撑板、插接在支撑板上的挡板，在支撑板上设有多个沿周向均匀设置的植株孔，植株孔贯穿支撑板的侧壁，在支撑板的侧壁上设有与植株孔连通的插槽，挡板与插槽插接配合。

进一步地，支撑板固定在调节杆上，在培养箱的内腔中固定有固定杆，所述调节杆的下部与固定杆之间活动连接并在两者之间设有锁止结构。

进一步地，锁止结构包括固定在调节杆外壁上的凸起、设置在固定杆内壁上的一对相互独立的竖槽、设置在固定杆的内壁上且与竖槽连通的若干限位槽，凸起为自上而下依次设置的多对，成对的两个凸起左右设置，限位槽为自上而下依次设置的多个，凸起可以在竖槽和限位槽之间切换。

进一步地，在挡板上设有半圆形的缺口，缺口与夹持孔围成夹持植株的夹持孔。

进一步地，在集水箱的侧壁上固定有侧板，过渡箱固定在侧板上。

水淹定时定量控制培养装置的使用方法，其特征是，它包括以下步骤：(1)通过夹持单元实现对水生植物植株的夹持；

(2)向培养箱内加入水，实现对水生植物的水淹；

(3)观察水生植物的生长状况。

本发明的有益效果是：本发明提供的水淹定时定量控制培养装置及使用方法，可以向培养箱内加入定量的水，进而实现培养箱内水生植物的水淹培养；本发明还可以在设定的时间向培养箱内加入水，进而实现定时水淹；通过定时、定量水淹操作，可以模拟水生植物的实际生长环境，有利于水生植物的生长研究。

附图说明

图1为本发明的正面示意图；

图2为集水箱的剖视图；

图3为培养箱的外形示意图；

图4为培养箱的剖视示意图；

图5为夹持单元的示意图；

图6为夹持单元的剖视图；

图7为调节杆的示意图；

图8为固定杆的轴向示意图；

图9为图8中的A-A剖视图；

图10为图8中的B-B剖视图；

图11为本发明控制流程图；

图12为水流向示意图；

图13为培养箱倒置放置在集水箱内的示意图；

图14为挡板的示意图；

图中：1集水箱，11回水管，12排水管，13限位环，14侧板，2培养箱，21底座，22把手，23进水管，24出水管，25刻度线，26沙土槽，3支撑板，31调节杆，311凸起，32植株孔，33挡板，331缺口，34夹持孔，35插槽，4固定杆，41竖槽，42限位槽，5第一水泵，51第一导管，52第二导管，6过渡箱，7第二水泵，71第三导管，72第四导管，8第五导管。

具体实施方式

如图1至图14所示，本发明的水淹定时定量控制培养装置主要包括集水箱1、培养箱2、夹持单元和水淹单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1、图2所示，集水箱1为长方体形或圆柱形的中空结构，在集水箱的侧壁上设有上下设置的回水管11和排水管12，在集水箱内壁的上部固定有限位环13，限位环为圆环形或“回”字形结构。

如图3、图4所示，培养箱2为长方体形或圆柱形的中空结构，培养箱的顶部敞口，在培养箱的底部固定有长方体形或圆柱形的底座21，在底座的底部设有把手22，以方便倒置状态的培养箱的拿持，此时可用手指勾在把手上的通孔中。在培养箱的侧壁上设有上下设置的进水管23和出水管24，在培养箱的侧壁上设有刻度线25，刻度线的设置可以便于观察培养箱内水的液面高度。在培养箱内腔的底部设有沙土槽26，沙土槽为顶部敞口的圆柱形结构，在沙土槽内放置沙土，使用时将植株的根部插入沙土内。在培养箱的内腔中设有液位传感器，根据液位传感器可以监测培养箱内的液位高度，根据液位高度及植株的高度差值，就可以判断植株与液面的关系。

当需要对水生植物植株进行水淹培养时，将培养箱的底座放置在集水箱内的限位环上，此时培养箱与集水箱上下设置。当使用完后，可以将培养箱倒置，勾住把手，使得培养箱的敞口端伸入到集水箱的内腔中，此时底座与限位环接触。

在培养箱的内侧、沙土槽的上方设有夹持单元，通过夹持单元实现对水生植物植株茎部的夹持。如图5、图6所示，夹持单元包括圆形的支撑板3、插接在支撑板上的挡板33。在支撑板上设有四个沿周向均匀设置的植株孔32，植株孔贯穿支撑板的圆形外壁，植株孔由方形孔和半圆孔构成。在支撑板的圆形外壁上设有四个插槽35，插槽与植株孔连通。插槽的宽度大于植株孔，插槽的厚度小于支撑板的厚度，四个插槽在同一圆周上均匀分布。在插槽中插接安装有挡板33，如图14所示，挡板为长方形结构，在挡板上设有半圆形的缺口331。

缺口与植株孔围成夹持植株的夹持孔34，使用时将挡板从插槽中拔出，然后将植株的茎部置于植株孔内，然后再将挡板插入插槽内，根据植株的位置以及植株的茎部尺寸，调节挡板在植株孔内的位置，以使得挡板和支撑板配合作用夹持住植株。

当植株的高度不同时，植株的茎部位置也不同，为实现对不同高度植株的夹持，同时也方便支撑板的安装与拆卸，在支撑板上固定有调节杆31，如图7所示，在调节杆下部的外壁上固定有成对设置的凸起311，成对的两个凸起左右设置并固定在调节杆的外壁上，凸起设置有多对。在培养箱的内腔中固定有固定杆4，固定杆为中空的直杆，固定杆的顶部敞口，如图8至图10所示，在固定杆的内壁上固定有一对互相独立的竖槽41，在固定杆的内壁上设有与竖槽连通的若干上下等间距设置的限位槽42。装配时，首先将调节杆上的凸起对准竖槽，然后将调节杆向下移以调整好调节杆与固定杆之间的相对位置；随后旋转调节杆，使得凸起置于限位槽中，此时在凸起与限位槽的配合作用下调节杆与固定杆相对固定。凸起可以在限位槽与竖槽之间切换，以改变调节杆与固定杆的相对位置关系。

为向培养箱内加入水，实现水淹效果，在集水箱、培养箱之间设有水淹单元。如图1所示，水淹单元包括通过第一导管51与排水管12连接的第一水泵5、固定在集水箱外壁上的侧板14、固定在侧板上的过渡箱6、连接过渡箱与第一水泵的第二导管52、设置在过渡箱顶部的第二水泵7、设置在第二水泵上的第三导管71和第四导管72、设置在回水管与出水管之间的第五导管8，在第五导管上设有电磁阀。第三导管的下端伸入到过渡箱的底部，第四导管水平设置并与进水管连接。在第四导管上设有流量计，流量计与集水箱外壁上的控制器信号连接，控制器与第一、第二水泵信号连接。在集水箱的外壁上还设有计时器，计时器也与控制器信号连接，计时器每到设定时间后便向控制器发送信号，使得控制器向执行部件(第一或第二水泵)发送信号。第一水泵固定在集水箱的外壁上，使用时，将培养箱置于集水箱上方后，可将第四导管与培养箱、以及第五导管与培养箱连接在一起。使用完后，再将第四、第五导管从培养箱上卸下即可。

下面对水淹单元的动作流程进行描述，如图11、图12所示，首先计时器达到设定时间T1后，控制器向第二水泵发送信号，使得第二水泵将过渡箱内的水抽出并经第四导管输送至培养箱内，水经第四导管进入培养箱内的过程中，第四导管上的流量计可以计量经第四导管进入到培养箱内的水的体积，进而实现定量水淹；当流量计监测到的流量达到设定值时，流量计向控制器发送信号，控制器使得第二水泵停止工作。第二水泵停止工作后，计时器再次计时，当计时器的计时达到设定时间T2时，控制器向电磁阀发送信号，使得第五导管打开，此时培养箱内的水经第五导管进入到集水箱内，进而使得培养箱内的水生植物植株从水淹状态中摆脱出来；液位传感器实时监测培养箱内的液面高度，当液面高度低于设定值时，控制器向电磁阀发送信号，使得第五导管阻断；随后控制器控制第一水泵工作，使得第一水泵将集水箱内的部分水抽出到过渡箱内，此即为一个工作循环。随后，计时器达到设定时间T1后，控制器使得第二水泵再次工作，第二水泵将过渡箱内的水抽出至培养箱内。

本发明可以向培养箱内加入定量的水，进而实现培养箱内水生植物的水淹培养；本发明还可以在设定的时间向培养箱内加入水，进而实现定时水淹；通过定时、定量水淹操作，可以模拟水生植物的实际生长环境，有利于水生植物的生长研究。

水淹定时定量控制培养装置的使用方法，包括以下步骤：

(3)通过夹持单元实现对水生植物植株的夹持；

(4)向培养箱内加入水，实现对水生植物的水淹；

(5)观察水生植物的生长状况。

Claims (6)

1.水淹定时定量控制培养装置，其特征是，它包括集水箱、培养箱、夹持单元和水淹单元，所述培养箱与集水箱上下设置，在培养箱内腔的底部设有沙土槽，沙土槽内放置有沙土，在培养箱的内腔中设有夹持水生植物植株的夹持单元；夹持单元包括圆形的支撑板、插接在支撑板上的挡板，在支撑板上设有多个沿周向均匀设置的植株孔，植株孔贯穿支撑板的侧壁，在支撑板的侧壁上设有与植株孔连通的插槽，挡板与插槽插接配合；支撑板固定在调节杆上，在培养箱的内腔中固定有固定杆，所述调节杆的下部与固定杆之间活动连接并在两者之间设有锁止结构；锁止结构包括固定在调节杆外壁上的凸起、设置在固定杆内壁上的一对相互独立的竖槽、设置在固定杆的内壁上且与竖槽连通的若干限位槽，凸起为自上而下依次设置的多对，成对的两个凸起左右设置，限位槽为自上而下依次设置的多个，凸起可以在竖槽和限位槽之间切换；

水淹单元包括固定在集水箱外壁上的第一水泵、设置在第一水泵与集水箱之间的第一导管、设置在集水箱上的过渡箱、设置在第一水泵与过渡箱之间的第二导管、设置在过渡箱顶部的第二水泵、设置在第二水泵与过渡箱之间的第三导管、设置在第二水泵与培养箱之间的第四导管、设置在集水箱上部与培养箱之间的第五导管，在第四导管上设有流量计，在第五导管上设有电磁阀，在培养箱内设有液位传感器，在集水箱上设有控制器和计时器，计时器、流量计、液位传感器、第一水泵、第二水泵、电磁阀均与控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的水淹定时定量控制培养装置，其特征是，在集水箱内壁的上部固定有限位环，在培养箱的底部设有底座，底座与限位环接触配合；且底座的底部与限位环接触时，培养箱与集水箱上下设置，底座的顶部与限位环接触时，培养箱与集水箱内外设置。

3.根据权利要求2所述的水淹定时定量控制培养装置，其特征是，在底座的底部设有把手。

4.根据权利要求1所述的水淹定时定量控制培养装置，其特征是，在挡板上设有半圆形的缺口，缺口与夹持孔围成夹持植株的夹持孔。

5.根据权利要求1所述的水淹定时定量控制培养装置，其特征是，在集水箱的侧壁上固定有侧板，过渡箱固定在侧板上。

6.权利要求1至5任一所述的水淹定时定量控制培养装置的使用方法，其特征是，它包括以下步骤：

（1）通过夹持单元实现对水生植物植株的夹持；

（2）向培养箱内加入水，实现对水生植物的水淹；

（3）观察水生植物的生长状况。