CN1644018A - 一种生态模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种生态模拟装置，属于人工气候自动控制领域，专利分类号：A01G9/14；B01L 1/00。包括一个封闭模拟室，若干个控制器；若干个探测器，计算机或程序软件，其它通用零件组装而成，其特征在于，由探测器探测模拟室内影响生态环境的因素数据，反馈数据到计算机；经计算机与生态环境需要的数据进行对比并处理后，命令各种相关因素的控制器，实施调节或控制；对影响生态环境的因素：温度、湿度、光照、气压、降水、风控、气体、液体、微波、生物种群、生物数量进行监测和控制，从而解决了在本地就可对世界各地、多种生态环境的模拟，包括一些特殊理想环境的模拟，对工业、农业、国防等行业的科学研究具有现实意义。

Description

一种生态模拟装置

技术领域

本发明涉及一种生态模拟装置，属于人工环境气候控制领域，专利分类号：A01G 9/14；B01L 1/00。

背景技术

现今用于农业生产、环保、检验检疫等领域的人工气候模拟系统，大都属于简单的气候模拟，主要是控制温度、湿度，还有些系统增加了降水和光照等参数。这些参数的控制，只能模拟一般的气候条件，而且只是当地的气侯条件。由于地球各个地方的各种生态环境，不仅与当地的温度、湿度、光照、降水有关，而且还与当地的气压、风力、气体物质、液体物质、微波、生物种群、生物数量有关。因此，要想真正地模拟世界不同地区别的生态环境和制造多种理想的生态环境，进行工业、农业、航天、军事等各方面科学研究，仅控制上述四种因素是不行的，还需要对影响生态环境的其他因素进行控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种生态模拟装置，通过对室内生态环境的各种因素包括：温度、湿度、光照、气压、降水、风、气体物质、液体物质、微波、生物种群、种群数量等状态的探测；采用计算机监测和管理；通过相关设备对室内生态进行有效调节和控制，达到可以模拟不同地区的多种生态环境；也可以模拟一些特殊、理想的实验生态环境，供科研和生产使用。

本发明的技术方案是，一种生态模拟装置，由一间封闭的模拟室、若干个探测模拟室内受控因素的传感器、若干种实施受控因素量的设备、计算机、控制系统程序软件、电器元件和其他通用设备、零件组装而成；所述若干传感器，通过信息输出端口与计算机输入端口相接；所述实施因素量的设备通过控制端口与计算机输出端口连接；计算机按规定程序对来自传感器的各种受控因素信息与系统给定的模拟因素量作比较、并作处理、发出指令给相关因素的实施设备；实施设备按指令向模拟室提供相应量的因素输出量；其特征在于，

所述探测受控因素的传感器有：温度、湿度、光照度、气压、降水、通风量、导入气体量、导入液体量、微波强度、红外传感器和普通摄像头。

所述实施设备有加热器、制冷机、加湿器、光照灯、压力真空泵、喷水器、通风机、气体排放阀、液体排放阀、微波发生器、生物种类和生物数量释放器(手动释放)。

所述的受控因素是温度、湿度、光照度、气压、降水、通风量、气体量、液体量、微波强度、生物种类和生物数量。

所述探测用传感器布置在模拟室内部；

所述实施设备和通用零件、电器、线路布置在模拟室地下或周围；

在模拟室前面有一个透明材料制成的门；门上面有显示室内状态的仪表；在模拟室地面上设置有液体箱、土壤箱、生物箱，其中土壤箱放置在一个可转动的台面上；在模拟室一侧墙上开有气体导入孔、液体导入孔、生物导入孔、以及电源、电器插孔；在模拟室的后墙上开有通风孔、在通风孔上装有通风机；模拟室的墙采用隔热保温材料。

由于本发明的生态模拟装置采用了计算机，实现了对模拟室的上述十种生态因素有效地监测和控制，至此，模拟室中完成了可以对世界各地、多种复杂的生态环境，包括对一些特定的、理想的多种环境的模拟。因此，生态模拟装置提供了一种在本地就可以完成世界各地、多种生态的实验环境，对于工业、农业、检验检疫、航天、军事等领域的科学试验，可以有效地提供环境保障。

附图说明

图1是本发明一种生态模拟装置的结构示意图。

图2是本发明一种生态模拟装置的控制流程图。

图3是本发明一种生态模拟装置的系统软件流程图。

图4是本发明一种生态模拟装置的控制组成原理图。

图5是本发明一种生态模拟装置的模拟室结构的示意图。

图6是本发明一种生态模拟装置的模拟室去掉前面后的主视图。

图7是本发明一种生态模拟装置的模拟室结构的左视图

图8是本发明一种生态模拟装置的电气运行原理图。

图9是本发明一种生态模拟装置的控制电气连接图。

图10是本发明一种生态模拟装置的电气连线图。

图11是本发明一种生态模拟装置传感器和监测器电气连接图。

图12是本发明一种生态模拟装置制冷机与通风机电气连接图。

图13是本发明一种生态模拟装置的气体、液体、生物导入器结构图。

图14是本发明一种生态模拟装置的所用设备、零件明细清单。

图15是图14的设备、零件明细清单继续。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式进行详细的描述，图1是本发明一种生态模拟装置的结构示意图，图5是模拟室结构的示意图。图6是模拟室去掉前面后的主视图。图7是模拟室结构的左视图。

从图中可以看出，本发明由一个封闭的模拟室，室高2500mm，宽2000mm，厚1500mm；十一种因素的传感器，包括温度传感器20，本实施例采用的型号是WHT-5型；湿度传感器21，型号是HM1500型；光照传感器22，型号是WHL-3型；压力传感器27，型号是AK-4型；降水传感器23，型号是JY2-L3型；通风传感器28，型号是GILL型；气体成分传感器24，可进行插拔式选择，包括多种型号，如气体成分传感器：CO₂传感器、甲醛气体传感器、氢气传感器、氧气传感器，型号分别是MD62、MR516、MQ-8、KE-25型；液体成分传感器25，型号是SPW型；微波传感器60，型号是FGM-3D2型；生物种类和数量监测器，包括红外传感器56和普通摄像头55，采用的型号分别是Honeywell和TVP8100。以上所用传感器配置在室内部，都是从市场上购买的现成产品。

十二种实施受控因素的设备，配置在模拟室的下部或周围，有用于温度控制的加热器50和制冷机54，本实施例采用的热电阻型号是DYK15-120型，制冷机型号是HKT型；用于湿度控制的加湿器58，采用的型号是ZS型；用于气压控制的压力真空泵71，采用的型号是PM型；用于光照控制的光照灯57，采用的型号是PAR64.230-1000K；用于降水控制的降水器46，采用的型号是HIT800-15VAN型；用于控制风的通风机51，采用的型号是YY东阳新特型；用于控制气体的气体排放阀门52，采用的电磁阀型号是阀ZCT型；用于控制液体的液体排放阀门53，采用的电磁阀型号是ZCT型；用于电磁波控制的微波发生器59，采用的型号是ZLY-017或WB-20HD型；用于监测生物种类和数量的红外传感器56或普通摄像头55，型号分别是Honeywell和TVP8100。

还有工业控制计算机2采用的型号宏基型，配置在室外；控制系统程序软件安装在计算机内，信号输出接口卡WHX-12型输出12路开关；信号采集卡WHM-12，采样11路信号；多路输出电源，输出电压+24V、+15V、+5V；以及必备的电器元件，通用设备及零件，组装而成。参见图2、图3、图4、图8、图9、图10、图11、图12、表1、表2。

上述的十一种类型传感器通过输出端口与计算机2输入端口相接，并将检测的模拟室的十种因素的信息提供给计算机2；由计算机2按规定程序，对接收传感器的各种受控因素与模拟环境给定的模拟因素的量进行比较；并作出处理，发出指令给有关的控制设备；有关设备接到指令后，按指令向模拟室提供相应量的因素输出量，来满足模拟给定的条件，使模拟室内环境保持这一条件并在不断调整中保持相对平衡和稳定。如图1、图2、图3、图4所示。

在模拟室内，将各种传感器设置在模拟室的内部；各种设备零件，如制冷机54、加热器50、压力真空泵71、微波发生器54布置在模拟室地面以下或周围或顶部。

在模拟室前面有一个透明材料制成的门11；门上面有显示室内状态的仪表12；在模拟室地面上设置有生物箱31、土壤箱32、液体箱33；其中，土壤箱32放置在一个可转动的台面70上；在模拟室1后墙上设有通风孔41、在通风孔41上装有通风机51、侧墙上还开有气体导入孔45、液体导入孔42，生物导入孔44以及电源插孔61、电器插孔62等；特殊的气体，如空气污染物，CO₂，生长调节气体，通过气体导入口45进行调控；有些特殊液体，如重金属液，农药，生长调节液通过液体导入口42进行调控；有些物质或生物如细菌，真菌孢子、病毒、昆虫、杂草等通过生物导入口44调控。所述气体、液体、生物导入是用手动导入器通过各导入口进行的，手动导入器的结构如图13所示。

本发明的生态模拟装置，比起现有技术来增加了对生态环境中的降水、气压、通风、气体物质、液体物质、微波以及生物种类和生物数量的模拟，这样就将影响自然界生态环境的更多的因素考虑进去了。因此，就实现了可以在本模拟室中进行世界各地区多种气候、多种生态环境的模拟，这对于工业、农业、环境、食品、军事、航天、检验检疫等各领域的科学研究，都具有非常现实的意义。

本发明的一种生态模拟装置，达到了发明目的，凡与本发明构思相同的各种方案，都属于本权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种生态模拟装置，由一间封闭的模拟室、若干个探测模拟室内受控因素的传感器、若干种实施受控因素量的设备、计算机、控制系统程序软件、电器元件和其他通用设备、零件组装而成；所述若干传感器，通过信息输出端口与计算机输入端口相接；所述实施因素量的设备通过控制端口与计算机输出端口连接；计算机按规定程序对来自传感器的各种受控因素信息与系统给定的模拟因素量作比较、并作处理、发出指令给相关因素的实施设备；实施设备按指令向模拟室提供相应量的因素输出量；其特征在于，

所述探测受控因素的传感器有：温度、湿度、光照度、气压、降水、通风量、气体量、液体量、微波强度、用于监测生物种类和生物数量的红外传感器和普通摄像头；

所述实施设备有加热器、制冷机、加湿器、光照灯、压力真空泵、喷水器、通风机、气体排放阀、液体排放阀、微波发生器、生物种类和生物数量释放器(手动释放)。

2.按照权利要求1所述的一种生态模拟装置，其特征在于，所述探测用传感器包括温度、湿度、光照度、气压、降水、通风量、气体量、液体量、微波强度、红外传感器和普通摄像头等布置在模拟室内部；

所述实施设备包括加热器、制冷机、加湿器、光照灯、压力真空泵、喷水器、通风机、气体排放阀、液体排放阀、微波发生器、生物种类和生物数量释放器及有关通用零件、电器、线路布置在模拟室地下或周围或顶部；

在模拟室前面有一个透明材料制成的门；门上面有显示室内状态的仪表；在模拟室地面上设置有液体箱、土壤箱、生物箱，其中土壤箱放置在一个可转动的台面上；在模拟室一侧墙上开有气体导入孔、液体导入孔、生物导入孔、以及电源、电器插孔；在模拟室的后墙上开有通风孔、在通风孔上装有通风机；模拟室的墙采用隔热保温材料。

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