CN207269473U - 一种植物实验材料培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于植物生理实验技术领域，公开了一种植物实验材料培养装置，包括上下壳体，壳体内设置有培养基质，还包括给水给液机构、二氧化碳和氧气释放机构、光照调节机构、温度调节机构以及控制器，能够分别或者同时进行给水给液实验、二氧化碳和氧气释放实验、光照调节实验以及温度调节实验，同时本实用新型还适于进行植物培养。本实用新型功能多样，智能化和自动化程度高，能够满足多种植物培养实验的进行，实验便利性强，准确性高。同时本实用新型还具有结构简洁、装配方便，制造成本低的特点。

Description

一种植物实验材料培养装置

技术领域

本实用新型属于植物生理实验技术领域，尤其涉及一种植物实验材料培养装置。

背景技术

在植物生长研究中，需要进行大量的实验工作，例如，植物根系促生菌对植物生长促生效果的功能验证实验和植物-微生物联合生物修复重金属等污染土壤效果的评估实验。植物根系促生菌指生存于植物根系、根表，并能直接或间接地促进或调节植物生长的微生物。目前，植物根系促生菌对植物生长促进作用的功能验证一般用的是普通的水培或者沙培法，实验装置采用的是简单的玻璃瓶或塑料花盆。利用普通塑料盆进行植物根系促生菌的功能验证，由于土壤蓄水量有限，在后期的反复补水会增大工作量，且在补水过程中很容易引入杂菌，导致实验结果不准确；利用玻璃瓶水培法可以避免外界杂菌的干扰，但是该装置有一定局限性，比如某些植物根系促生菌并不适合水环境中生长，或者某些植物根系不能在水环境中存活，且水环境严重影响植物根系促生菌的促生作用等。

由以上举例可知，现有的很多植物培养实验装置存在以下问题：一是功能单一，只能进行单一种类的植物实验；二是实验过程中条件控制和外在因素排除不方便，实验结果容易受影响；三是自动化和智能化程度低，需要人工大量参与，这样一来不仅增大了工作量，而且实验操作精确度低，从而影响实验结果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种植物实验材料培养装置，能够进行多种植物实验和植物培养过程。

本实用新型是这样实现的，一种植物实验材料培养装置包括透明壳体，所述壳体具有上下两部分，上壳体的底面开口并与下壳体连通，上壳体的顶面上设置有二氧化碳存储箱、氧气存储箱、水箱以及若干培养液箱，所述上壳体的顶面上还具有开孔，所述二氧化碳存储箱以及氧气存储箱分别连通有进气管，两个进气管分别通过所述开孔伸入所述壳体内，所述进气管与其所穿过的开孔之间设置有第一密封装置，所述进气管进入所述壳体内的部分上设置有电磁阀；所述下壳体内水平设置有培养托盘，所述培养托盘内装有植物培养基质，所述培养托盘上方设置有若干喷头以及若干植物灯，每个喷头设置有数量等于水箱与培养液箱数量之和的若干组喷嘴，每个喷头的若干组喷嘴分别与水箱和所述若干培养液箱通过水流管连通，每条所述水流管上设置有微型泵；

所述壳体的某一侧面可打开，且该侧面的边缘设置有第二密封装置，当该侧面关闭后，所述第二密封装置密封所述壳体；所述壳体侧面开设有若干通气孔，每个通气孔均设置有电动挡板；

所述下壳体内还设置有光线检测器、温度检测器、湿度检测器、二氧化碳检测器、氧气检测器、温度调节装置以及摄像装置；

所述下壳体侧面上镶嵌有控制器，所述控制器与其所镶嵌的下壳体侧面之间设置有第三密封装置；所述控制器位于所述下壳体外的部分上设置有触摸显示屏和按键，所述控制器内置有存储模块和无线通讯模块；所述电磁阀、电动挡板、植物灯、微型泵均与所述控制器有线或无线连接，所述光线检测器、温度检测器、湿度检测器、二氧化碳检测器、氧气检测器、温度调节装置以及摄像装置也均与所述控制器有线或无线连接。

进一步，所述壳体的可打开侧面通过铰链连接到所述壳体的对应边上。

进一步，所述控制器连接有报警器。

进一步，所述喷头以及植物灯均设置与所述下壳体内顶面上，所述下壳体内顶面上设置有若干条卡槽，所述喷头以及植物灯均卡接在所述卡槽上并能够沿所述卡槽移动。

本实用新型具有的优点和积极技术效果是：本实用新型设置有水箱和培养液箱，能够很好地将培养基质与培养液分开，可以分别自动或者人工进行喷淋给液和基质内给液，从而可用于植物生长营养需求分析；另外培养基质中还可以包含重金属等成分，通过喷淋给液，可以进行植物—微生物联合修复重金属等污染土壤效果的评估实验；本实用新型能够自动或者人工控制植物培养过程过程中的二氧化碳和氧气供给，还能够自动或者人工控制植物生长温度和光度，从而能够用于植物培养过程中二氧化碳和氧气的需求分析以及温度条件和光照分析，同时也能够为其他实验提供适宜的温度条件；由于本实用新型能够实现密封，因而能避免外界条件影响实验结果，从而保证实验的准确性，可靠度高；本实用新型通过多种手段可以为植物生长营造良好环境，因而也适用于植物的快速培养。

综上，本实用新型功能多样，智能化和自动化程度高，能够满足多种植物培养实验的进行，实验便利性强，准确性高。同时本实用新型还具有结构简洁、装配方便，制造成本低的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明。

图1是本实用新型具体实施方式的结构示意图；

图中：1、上壳体；2、下壳体；3、二氧化碳存储箱；4、氧气存储箱；5、水箱；6、培养液箱；7、进气管；8、电磁阀；9、二氧化碳检测器；10、氧气检测器；11、培养托盘；12、植物灯；13、喷头；14、通气孔；15、控制器。

具体实施方式

图1示出了本实用新型的具体实施方式，该植物实验材料培养装置包括透明壳体，所述壳体分为上下两部分，但上壳体1和下壳体2为一体结构，上壳体1的底面开口并与下壳体2连通。上壳体1的顶面上设置有二氧化碳存储箱3、氧气存储箱4、水箱5以及两个培养液箱6，所述上壳体1的顶面上还具有开孔。所述二氧化碳存储箱3以及氧气存储箱4分别连通有进气管7，两个进气管7分别通过所述开孔伸入所述上壳体1内，所述进气管7与其所穿过的开孔之间设置有第一密封装置，例如密封圈，密封圈套在进气管7上将进气管7与开孔密封，所述进气管7进入所述壳体内的部分上设置有电磁阀8。所述下壳体2内水平设置有培养托盘11，为此可以在下壳体2内，例如下壳体2的内壁上，设置相应的托盘支架或者托举装置，从而能够将培养托盘11安放在下壳体2内。所述培养托盘11内装有植物培养基质，所述培养托盘11上方设置有五个喷头13以及四个植物灯12，每个喷头13设置有三组喷嘴，每个喷头13的三组喷嘴分别通过水流管与水箱5和两个培养液箱6连通，上壳体1顶面上的开孔可供水流管穿过，每条水流管上设置有微型泵。

所述壳体有某一个侧面可打开，例如该侧面的某一边通过铰链连接到壳体其他面的对应边上，该侧面的其他边不与壳体其他面的对应边连接，因而可以通过转动将该侧面打开或者关闭。但是该侧面的整个边缘设置有第二密封装置，例如沿该侧面的整个边缘设置有密封条，当该侧面关闭后密封条将可以密封；所述壳体侧面开设有若干通气孔14，每个通气孔14均设置有电动挡板；所述下壳体2内还设置有光线检测器、温度检测器、湿度检测器、二氧化碳检测器9、氧气检测器10、温度调节装置以及摄像装置；所述下壳体2侧面上镶嵌有控制器15，所述控制器15与所述下壳体2侧面之间设置有第三密封装置，例如是套在控制器15上的密封圈，从而将控制器15与其所镶嵌的下壳体2侧面进行密封。所述控制器15位于所述下壳体2外的部分上设置有触摸显示屏和按键，所述控制器15内置有存储模块和无线通讯模块。所述电磁阀8、电动挡板、植物灯12、微型泵均与所述控制器15有线或无线连接，所述光线检测器、温度检测器、湿度检测器、二氧化碳检测器9、氧气检测器10、温度调节装置以及摄像装置也均与所述控制器15电有线或无线连接。若以上连接为有线连接，则可以方便的在壳体内布线。

该植物实验材料培养装置在使用时，打开上述铰接的壳体侧面，将带有植物体的培养基质放置于培养托盘11上，关闭打开的壳体侧面，并且电动挡板处于关闭状态，即可实现壳体的密封。利用该植物实验材料培养装置可进行如下方面的实验过程：

1.该植物实验材料培养装置设置有水箱5和培养液箱6，培养液箱6内可以盛装营养液、修复液等。在控制器15的控制下，开启微型泵可通过喷头13可以对植物体进行喷淋，由于每个喷头13具有三组喷嘴，因而每个喷头13既能喷淋给水，又能喷淋给液，从而能够进行多种植物培养或者修复实验。再比如若培养基质中添加有重金属成分，则可以喷淋培养修复液，进行植物—微生物联合修复重金属等污染土壤效果的评估实验。

如上，通过控制器15可以控制喷头13向植物体喷淋营养液，同时能够通过控制器15精确设定给液时间和给液量，探究各种营养成分的植物生长的影响。通过控制器15可以控制喷头13向植物体喷水并能够精确设定喷水时间和喷水量，湿度检测器检测壳体内湿度数据并传输至控制器15由触摸显示屏进行显示，为喷水时间和喷水量提供参考。另外，通过给水给液还可以为其他实验提供适宜条件，为此可以通过按键或者触摸显示屏设定湿度阈值，当低于湿度阈值时自动进行喷水，达到阈值后停止喷水。从而将植物生长所需水分维持在合适水平，便于在进行其他实验时为植物生长营造良好环境，同时便于排除由于水分不合适而影响植物生长进而对其他实验造成影响。

二氧化碳存储箱3、氧气存储箱4、水箱5以及培养液向上面设置有注气孔或者注液孔以及孔塞。

2.该植物实验材料培养装置设置有二氧化碳存储箱3和氧气存储箱4，在控制器15的控制下，开启连通氧气存储箱4或者二氧化碳存储箱3的进气管7上的电磁阀8即可通过进气管7向壳体内释放氧气或者二氧化碳，并能够通过触摸显示屏或者按键设定释放时间和释放量，从而可以进行植物培养过程中的二氧化碳和氧气需求分析，探究其对植物生长的影响。二氧化碳检测器9和氧气检测器10检测壳体内二氧化碳和氧气浓度并传输至控制器15由触摸显示屏进行显示，为二氧化碳和氧气的释放时间和释放量提供参考。

通过释放氧气和二氧化碳还可以为其他实验提供适宜条件，因此可以通过控制器15设置氧气和二氧化碳浓度阈值，从而根据浓度检测数据来自动进行氧气和二氧化碳释放过程。当氧气或者二氧化碳低于阈值时释放氧气或者二氧化碳，达到阈值时停止释放，从而将壳体内氧气和二氧化碳的浓度维持在合适水平，便于在进行其他实验时为植物生长营造良好环境，同时便于排除由于二氧化碳或氧气浓度不合适而影响植物生长进而对其他实验造成影响。

在某些情况下，例如在未释放二氧化碳或者氧气时壳体内所检测到的二氧化碳或者氧气浓度仍然偏高，例如达到设定的某一高阈值，则通过控制器15控制电动挡板开启，便可以利用通气孔14进行通气，待二氧化碳和氧气浓度正常后或者低于设定的高阈值后，通过控制器15控制电动挡板关闭。通气孔14内设置有滤网，在通气的同时防止杂物进入壳体内。

3.该植物实验材料培养装置设置有植物灯12，通过控制器15可以控制植物灯12的开闭并设定开闭时间和照射强度。一方面来控制植物光照强度和时间，从而可以进行植物培养过程中光照需求分析，探究其对植物生长的影响，光线检测器检测光线强度并传输至控制器15由触摸显示屏进行显示，为控制器15设定植物灯12开闭时间和照射强度提供参考；另一方面还可以通过植物灯12的开闭为其他实验提供适宜条件，因此可以通过控制器15设置光照强度阈值，从而根据光线检测数据来自动控制植物灯12的开闭。当光照强度低于光照强度阈值时自动开启植物灯12并自动调整植物灯12照射强度，达到光照强度阈值时关闭植物灯12，从而将植物体所受光照维持在合适水平，便于在进行其他实验时为植物生长营造良好环境，同时便于排除由于光照强度不合适而影响植物生长进而对其他实验造成影响。

4、该植物实验材料培养装置设置有温度调节装置，例如制冷制热装置，通过控制器15可以控制温度调节装置的开闭并设定温度调节模式(升温或者降温)以及开闭时间和调节强度。一方面来控制壳体内温度，从而可以进行植物培养过程中温度需求分析，探究其对植物生长的影响，温度检测器检测温度值并传输至控制器15由触摸显示屏进行显示，为控制器15设定温度调节装置的温度调节模式、开闭时间和调节强度提供参考；另一方面还可以通过植物灯12的开闭为其他实验提供适宜条件，因此可以通过控制器15设置温度高低阈值，从而根据温度检测数据来自动控制温度调节装置的开闭。当温度达到温度低阈值时自动开启温度调节装置进行升温调节，高于温度低阈值时关闭升温调节；当温度达到温度高阈值时自动开启温度调节装置进行降温调节，低于温度高阈值时关闭降温调节，从而将壳体内温度维持在合适水平，便于在进行其他实验时为植物生长营造良好环境，同时便于排除由于生长温度不合适而影响植物生长进而对其他实验造成影响。

上述的各项实验可以单独进行，也可以多项同时进行。该植物实验材料培养装置除了可以进行上述的多种实验以外，还可以直接用于植物培养，通过营养、水分、气体、光照、温度的设定，使植物处于合适的生长环境，便于植物的快速、大量培养。

该植物实验材料培养装置设置有摄像装置，可以对植物实验以及培养过程进行拍摄，无需人工实时观测。控制器15内置有存储模块存储各项传输来的数据以及拍摄的图片或者视频，利用无线通讯模块除了可以与壳体内的各个部件(电磁阀8、电动挡板、植物灯12、微型泵、营养成分检测器、光线检测器、温度检测器、湿度检测器、二氧化碳检测器9、氧气检测器10、温度调节装置以及摄像装置)进行无线通讯从而控制其工作外，还可以将存储模块的内容传输至其他装置进行查看分析。存储模块上具有数据传输接口，也可以直接将其存储的数据导出。

另外，无线通讯模块还可用于远程遥控，因而可以使用其他遥控终端来进行控制器15的设定，而无需通过控制器15上的触摸显示屏或者按键。

控制器15连接有报警器，当出现异常情况，例如湿度过高、温度过高等由报警器进行报警。

本实施方式中的喷头13以及植物灯12均设置与所述下壳体2内顶面上，所述下壳体2内顶面上设置有若干条卡槽，所述喷头13以及植物灯12均卡接在所述卡槽上并能够沿所述卡槽移动，同时卡槽上设置有锁紧装置，能够使喷头13和植物灯12固定在卡槽某一位置，再有移动需要时解除锁紧即可，从而喷头13以及植物灯12的位置可以根据需要调节。通过调节喷头13以及植物灯12的位置既可以使喷头13喷洒以及植物灯12照射均匀，还可以进一步研究当喷洒以及照射不均匀情况下的植物生长情况。

本实施方式中，可以打开壳体侧面来更换培养托盘11以及其上的培养基质。

本实用新型功能多样，能够进行多种植物实验以及植物培养过程，各种实验变量之间既可以相互配合又相互独立，各种实验可以同时或者单独进行。本实用新型对各种植物实验以及植物培养能够做到变量准确设定，并能够营造良好的密封环境以及植物实验、培养环境，智能化和自动化程度高，无需人工过多参与，植物实验和培养效果好。同时本实用新型还具有结构简洁、装配方便，制造成本低的特点。

本实用新型不限于上述实施方式，例如培养液箱的数量可以根据需要设置，相应的水流管和喷嘴的数量也随之变化。上述实施方式中有一些部件未在图1中示出，其安装位置根据需要设置。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种植物实验材料培养装置，其特征在于，包括透明壳体，所述壳体具有上下两部分，上壳体的底面开口并与下壳体连通，上壳体的顶面上设置有二氧化碳存储箱、氧气存储箱、水箱以及若干培养液箱，所述上壳体的顶面上还具有开孔，所述二氧化碳存储箱以及氧气存储箱分别连通有进气管，两个进气管分别通过所述开孔伸入所述壳体内，所述进气管与其所穿过的开孔之间设置有第一密封装置，所述进气管进入所述壳体内的部分上设置有电磁阀；所述下壳体内水平设置有培养托盘，所述培养托盘内装有植物培养基质，所述培养托盘上方设置有若干喷头以及若干植物灯，每个喷头设置有数量等于水箱与培养液箱数量之和的若干组喷嘴，每个喷头的若干组喷嘴分别与水箱和所述若干培养液箱通过水流管连通，每条所述水流管上设置有微型泵；

所述壳体的某一侧面可打开，且该侧面的边缘设置有第二密封装置，当该侧面关闭后，所述第二密封装置密封所述壳体；所述壳体侧面开设有若干通气孔，每个通气孔均设置有电动挡板；

所述下壳体内还设置有光线检测器、温度检测器、湿度检测器、二氧化碳检测器、氧气检测器、温度调节装置以及摄像装置；

所述下壳体侧面上镶嵌有控制器，所述控制器与其所镶嵌的下壳体侧面之间设置有第三密封装置；所述控制器位于所述下壳体外的部分上设置有触摸显示屏和按键，所述控制器内置有存储模块和无线通讯模块；所述电磁阀、电动挡板、植物灯、微型泵均与所述控制器有线或无线连接，所述光线检测器、温度检测器、湿度检测器、二氧化碳检测器、氧气检测器、温度调节装置以及摄像装置也均与所述控制器有线或无线连接。

2.如权利要求1所述的植物实验材料培养装置，其特征在于，所述壳体的可打开侧面通过铰链连接到所述壳体的对应边上。

3.如权利要求1所述的植物实验材料培养装置，其特征在于，所述控制器连接有报警器。

4.如权利要求1所述的植物实验材料培养装置，其特征在于，所述喷头以及植物灯均设置与所述下壳体内顶面上，所述下壳体内顶面上设置有若干条卡槽，所述喷头以及植物灯均卡接在所述卡槽上并能够沿所述卡槽移动。