CN2859512Y

CN2859512Y - 气体环境控制装置

Info

Publication number: CN2859512Y
Application number: CN 200520110047
Authority: CN
Inventors: 杨其长; 刘文科; 巫国栋; 魏强; 魏灵玲
Original assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Current assignee: Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculturem of CAAS
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2015-06-14

Abstract

一种气体环境控制装置，其包括：密封的培养容器，从该培养容器中引出的进气管和回气管，在回气管的引出口连接气泵，其特征在于，在气泵和进气管的引出口间并联连接有干燥器通路和加湿器通路；上述干燥器通路和加湿器通路上分别设置有干燥器和加湿器及控制各自通路的电磁阀，当培养容器内的湿度大于高限设定值时，上述加湿器通路的电磁阀关闭，上述干燥器通路的电磁阀打开；当培养容器内的湿度小于低限设定值时，上述加湿器通路的电磁阀打开，上述干燥器通路的电磁阀关闭，该气体环境控制装置还可以通过微处理装置自动控制各电磁阀的开闭。

Description

气体环境控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种密封容器内气体环境的控制装置。

背景技术

目前，植物无糖培养技术成为组培生物技术工厂化发展的趋势。此方法是以大型培养容器替代传统的小型培养器皿，以释放二氧化碳气体代替培养基的糖作为植物光合作用的碳来源，通过人工控制植株生长所需的光照、温度、湿度、二氧化碳和气流速度等环境条件，来保证植物体正常的发育和增殖，使其在较短时间内以较低的生产成本快速繁殖大量优质种苗的一种新型植物微繁殖方法。由于该技术尽可能多地依靠组培植物自身的光合能力，大大提高了种苗的成活率和壮苗率。该技术是环境控制技术与生物技术的有机结合，应用前景非常广阔。

但是，由于容器中的植物组培苗的生长是靠吸收培养基内营养物质来进行的，通常培养基内必需保持水分含量较高。另外，出于强化植物生长的考虑，光照周期长，强度大的人工光使培养容器内温度高于外界温度，容易导致培养基水分大量挥发，使培养容器内湿度常达到100％甚至结露水平，严重影响微繁苗的生理代谢和品质。相反，培养植物过程中尤其是当培养木本植物时，由于培养周期较长、培养基失水过多还会造成空间湿度过低。湿度的过高或过低都会影响到组培苗的生长发育和质量。针对这一问题，解决培养容器内湿度环境的调节问题是改进方向。目前用于植物无糖培养的气体环境控制装置较少，制约了该项技术的应用质量。

植物无糖培养技术是通过人工添加的植物光合使用的碳源，可实现自动化的补给和定量控制。但是，由于大型培养容器内空间较大，释放的二氧化碳很容易局部性不均匀，影响植物生长的整齐度和容器内的气体质量。

实用新型内容

为了解决上述无糖培养技术中的问题，本实用新型提供了一种气体环境控制装置，其包括：密封的培养容器，从该培养容器中引出的进气管和回气管，在回气管的引出口连接气泵，在气泵和进气管的引出口间并联连接有干燥器通路和加湿器通路；上述干燥器通路和加湿器通路上分别设置有干燥器和加湿器及控制各自通路的电磁阀，当培养容器内的湿度大于高限设定值时，上述加湿器通路的电磁阀关闭，上述干燥器通路的电磁阀打开；当培养容器内的湿度小于低限设定值时，上述加湿器通路的电磁阀打开，上述干燥器通路的电磁阀关闭。

在上述在气泵和进气管的引出口间还连接有二氧化碳补充通路，该二氧化碳补充通路包括：用于混合二氧化碳气体的缓冲罐；用于调节所述二氧化碳补充通路压力的三通电磁阀和检测二氧化碳补充通路释放压力的压力计，所述缓冲罐还通过流量计和二氧化碳电磁阀与二氧化碳气瓶连接。

在上述进气管引出口处还设置有过滤器和流量计。

所述干燥器为内装吸水材料的有机玻璃套筒，两端通过可拆卸的端盖连接在干燥器通路中。

所述加湿器为密封的箱体，箱体下部存有无菌蒸馏水，加湿器的入气管的气孔浸没在无菌蒸馏水中，排气管设置在无菌蒸馏水水面之上，加湿器通过所述入气管和排气管连接在所述加湿器通路中。

所述气体环境控制装置还包括自动控制设备，该自动控制设备包括：设置在培养容器内的环境参数传感器、微处理器和控制输出端口，微处理器通过控制环境参数传感器进行环境参数数据采集，将环境参数数据与各参数的高限设定值和低限设定值进行比较，自动控制打开或关闭各通路中的电磁阀。

通过本实用新型上述提供的气体环境控制装置可以有效地将培养容器中的气体环境因素值控制在合适范围内，提高培养容器中植物的成活率和成长质量。

附图说明

图1为本实用新型气体环境控制装置的连接示意图；

图2为本实用新型气体环境控制装置中自动控制装置的结构框图；

图3为本实用新型气体环境控制装置中干燥器局部剖面示意图；

图4为本实用新型气体环境控制装置中加湿器剖面示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种气体环境控制装置，其包括：密封的培养容器1，一般为长方体形状的培养箱，从该培养容器中引出的进气管101和回气管102；在回气管102的引出口连接气泵2，用于在培养容器通过进气管101、回气管102和培养容器外的其它通路形成的封闭环路中产生循环流动的气体；在气泵2和进气管101的引出口间并联连接有干燥器通路和加湿器通路；上述干燥器通路和加湿器通路上分别设置有干燥器4和加湿器3及控制各自通路的电磁阀6，5；当培养容器1内的湿度大于高限设定值时，例如，相对湿度大于90％，上述加湿器通路的电磁阀5关闭，上述干燥器通路的电磁阀6打开；当培养容器1内的湿度小于低限设定值时，例如，相对湿度小于50％，上述加湿器通路的电磁阀5打开，上述干燥器通路的电磁阀6关闭。通过上述电磁阀6，5的配合，可以控制培养容器内的湿度在合适的范围之内。

为了调节培养容器内的二氧化碳浓度，在上述在气泵2和进气管101的引出口间还连接有二氧化碳补充通路，该二氧化碳补充通路包括：用于混合二氧化碳气体的缓冲罐12；用于调节所述二氧化碳补充通路压力的三通电磁阀8和检测二氧化碳补充通路释放压力的压力计11，所述缓冲罐还通过流量计13和二氧化碳电磁阀14与二氧化碳气瓶16连接，二氧化碳气瓶16出口还可以设置手动阀门15。当容器内二氧化碳浓度低于设定的浓度时，二氧化碳供给系统开启。电磁阀6，5关闭，同时电磁阀7和三通电磁阀缓冲罐12与培养容器1方向开启，从而形成闭合的气体通路，在气泵2产生的气体流动作用下，使缓冲罐中的二氧化碳能够更有效地分布到培养箱内。缓冲罐中的二氧化碳可以从二氧化碳气瓶16通过流量计13和二氧化碳电磁阀14得以补充。当回路内的压力超过某一设定值时，可以通过三通电磁阀将气体通路对外导通，以释放压力。

在上述进气管101引出口处还设置有用于过滤气体的过滤器10和测量通路中气体流量的流量计9。

在培养容器中还设置有温度传感器103、湿度传感器104和二氧化碳浓度传感器105，用于检测封闭的培养容器中的各种环境因素的变化，为控制操作提供依据。在缓冲罐12中设置另一二氧化碳浓度传感器121，为是否向缓冲罐中补充二氧化碳气体提供依据。

如图2所示，为本实用新型气体环境控制装置中自动控制装置的结构框图。本实用新型可以通过自动控制装置进行控制。该自动控制装置由传感器103，104，105，121、控制箱20控制模块209组成。其中，控制箱20内设置微处理器(CPU)201，用于存储、执行自动监控程序，CUP201作为自动控制装置的核心部件还与下述部件连接：显示器202，用于显示控制装置的工作状态、传感器输出、控制输出等数据；模拟/数字转换器(A/D)204，用于将各传感器采集的模拟信号转换成CPU201识别的数字信号；面膜按键205，用于设定、调节CPU201的执行参数等操作；数据通信输出端口206，用于将CPU201采集输入、控制输出等数据通过该端口输出到外部设备，以供统计、研究等目的使用；定时器207，用于产生定时，为自动控制装置提供时间依据；电源208，为自动控制装置提供电力供给；控制输出203，根据CPU201的指令输出控制信号。上述控制模块209与控制箱20中的控制输出203相连接，将控制输出203的指令，转换成控制操作，用以控制各个电磁阀5，6，7，8，14、气泵2以及用于为培养容器提供照明的光源17和条件培养容器内温度因素的空调机组18。通过上述自动控制装置，本实用新型提供的气体环境控制装置，可以在CPU201内存储的程序控制下进行自动操作，根据各传感器所采集的数据进行判断，做出控制输出的决定，操作电磁阀等部件，进行温度、湿度、光照及二氧化碳等环境因素的控制，并可以将数据通过数据通信输出端口206输出，或通过显示器202显示。自动控制装置可以减轻控制操作的强度、提高控制精度、实现控制的自动化。

图3示出了干燥器的局部剖面结构。该是干燥器4是由有机玻璃制成的套筒401，两端通过铝合金端盖402封闭，内装吸水材料406，高湿的气体从气嘴403进入，通过过滤网405进入筒内后，经过吸水材料的吸附后，湿度降低，再从排气口排出。两端的端盖402是密封可拆卸的，以便必要时对内部的吸水材料406进行替换。

图4示出了加湿器的剖面结构。加湿器具有箱体501、箱盖502和密封圈506，形成密封的空间，空间内部注入无菌水，无菌水液面50的高度一般在箱体高度的1/3到1/2之间。干燥气体从入口503进入加湿器3，在排气管505上设置均匀的排气孔(图未示)，排气管505设置在无菌水液面50的下方。干燥气体通过排气孔产生气泡进入无菌水，经无菌水加湿后从出口504排出进入加湿器通路。排气管505上均匀分布的排气孔直径一般为1mm左右的小孔。当加湿器内无菌水降低后，可以打开箱盖502进行补充。

本实用新型的气体环境控制装置可以用于无糖培养的环境控制培养容器，也可做成的独立的装置，对各种需要调节湿度、内部气体浓度的容器进行环境控制。

Claims

1.一种气体环境控制装置，其包括：密封的培养容器，从该培养容器中引出的进气管和回气管，在回气管的引出口连接气泵，其特征在于，在气泵和进气管的引出口间并联连接有干燥器通路和加湿器通路；上述干燥器通路和加湿器通路上分别设置有干燥器和加湿器及控制各自通路的电磁阀，当培养容器内的湿度大于高限设定值时，上述加湿器通路的电磁阀关闭，上述干燥器通路的电磁阀打开；当培养容器内的湿度小于低限设定值时，上述加湿器通路的电磁阀打开，上述干燥器通路的电磁阀关闭。

2.如权利要求1所述的气体环境控制装置，其特征在于，在上述在气泵和进气管的引出口间还连接有二氧化碳补充通路，该二氧化碳补充通路包括：用于混合二氧化碳气体的缓冲罐；用于调节所述二氧化碳补充通路压力的三通电磁阀和检测二氧化碳补充通路释放压力的压力计，所述缓冲罐还通过流量计和二氧化碳电磁阀与二氧化碳气瓶连接。

3.如权利要求1所述的气体环境控制装置，其特征在于，在上述进气管引出口处还设置有过滤器和流量计。

4.如权利要求1所述的气体环境控制装置，其特征在于，所述干燥器为内装吸水材料的有机玻璃套筒，两端通过可拆卸的端盖连接在干燥器通路中。

5.如权利要求1所述的气体环境控制装置，其特征在于，所述加湿器为密封的箱体，箱体下部存有无菌蒸馏水，加湿器的入气管的气孔浸没在无菌蒸馏水中，排气管设置在无菌蒸馏水水面之上，加湿器通过所述入气管和排气管连接在所述加湿器通路中。

6.如权利要求1所述的气体环境控制装置，其特征在于，所述气体环境控制装置还包括自动控制设备，该自动控制设备包括：设置在培养容器内的环境参数传感器、微处理器和控制输出端口，微处理器通过控制环境参数传感器进行环境参数数据采集，将环境参数数据与各参数的高限设定值和低限设定值进行比较，自动控制打开或关闭各通路中的电磁阀。