一种用于离子浓度监测和供给的培养装置及根盒制造方法及图纸

一种用于离子浓度监测和供给的培养装置及根盒。本实用新型专利技术将根盒可拆卸地设置在多层的主体框架上，通过在根盒侧壁连接相应的连接管道，实现对作物根系营养物质的供应。本实用新型专利技术在根盒的内部设置分别检测不同种类离子浓度的离子电极，能够准确的获知根盒内部不同离子的浓度，从而相应的调节营养液供给和配比，实现对作物吸收营养成分的追踪。本实用新型专利技术具有结构简单、易于制作、测量精度高、准确性好、使用范围广的优点。本实用新型专利技术能广泛用于多种植物，实现营养液精确供给的栽培培养。

【技术实现步骤摘要】
一种用于离子浓度监测和供给的培养装置及根盒
本技术涉及作物培养设备领域，具体而言涉及一种用于离子浓度监测和供给的培养装置及根盒。
技术介绍
营养液是将含有植物生长发育所必须的各种营养元素的化合物和少量为使某些营养元素的有效性更加长久的辅助材料，按一定数量和比例溶解于水中所配置而成的溶液。在作物栽培过程中，需要能对营养液的浓度进行实时检测，以满足不同阶段的植物生长发育需求。目前一般通过EC(电导率)值测量仪测量溶液中的EC值，以反映可溶性盐的浓度。其主要原理是用于配制营养液的某些盐类化合物溶解于水后电离为带正负电荷的离子，而使溶液有导电作用，导电能力大小能够用电导率表示，即EC值。营养液的导电性随着营养液度的变化而变化，在一定的浓度范围之内，营养液的EC值随着浓度的提高而增加，当营养液浓度较低时，其电导率也降低。电导率反映的是整个溶液的盐类浓度，并不能详细检测出各营养成分的含量。在现实生产中，营养液中全部离子的浓度高低都统一由电导率反映。而多余的非营养成分的盐类，也必然反映到电导率上。这样就会出现电导率高，营养成分低的状况。现有技术中，如果单一的测量某种元素的含量，则存在操作复杂、麻烦、成本高的问题。目前，在植物栽培生长过程中，缺少一种能够对作物根盒内营养液营养成分离子浓度进行实时监测的栽培架装置。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种用于离子浓度监测和供给的培养装置及根盒，本技术利用离子电极准确测量根盒内部营养成分的离子浓度，能够更为精确且实时地掌握作物生长状况和对养分的吸收情况。本技术具体采用如下技术方案。首先，为实现上述目的，提出一种用于离子浓度监测和供给的培养装置，其包括：主体框架，其设置为多层，每一层上均分别设置有可拆卸的栽培架；根盒，其设置在主体框架上，各根盒分别与可拆卸的栽培架插接固定，每一个所述根盒内均分别设置有离子电极；连接管道，其包括分别连通至各根盒的支管，以及串联各支管的主管路，主管路沿主体框架的各层排列，所述连接管道连通设置在主体框架各层的各个根盒；营养液发生器，其设置在所述主体框架底部的一侧，连接所述连接管道的输入端，向主管路以及各支管输送营养液；营养液回收箱，其设置在所述主体框架底部的另一侧，连接所述连接管道的输出端，接收主管路通过各支管所接收的由各根盒所排出的废液；消毒过滤装置，其连接在营养液回收箱的输出端和营养液发生器的输入端之间，用于对营养液回收箱所输出的废液进行消毒和过滤，输出清洁的营养液至营养液发生器，对废液中的营养成分进行回收利用。可选的，上述任一的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其中，所述根盒，其包括有根盒盖、根盒筒、内筒及根盒底座，其中，所述内筒设置在根盒筒内部，根盒筒与内筒的底部由根盒底座固定连接并封闭，根盒筒与内筒之间形成有用于容纳营养液的根系生长空间，根盒盖可拆卸的设置在根盒筒的上端，根盒盖下方设置离子电极，离子电极从根盒盖向下伸入根盒筒与内筒之间的根系生长空间中；所述根盒底座的下表面还设置有向下凸出的圆柱形凸起，所述圆柱形凸起与栽培架插接固定；所述根盒底座的两侧还分别相对设置有向上延伸的凸台，所述凸台的内侧紧密贴合所述根盒筒的外壁表面，各所述凸台上分别设置有连通孔，各所述连通孔分别与连接管道的不同支管连通，所述根盒通过其中一个连通孔接收连接管道的一个支管所输送的营养液，所述根盒通过其中另一个连通孔向连接管道的另一个支管排出作物吸收养分后营养液的废液。可选的，上述任一的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其中，还包括流量控制阀，其分别独立的设置在各连接管道的支管上，分别独立调节各支管供营养液流通的孔径，分别独立调节各根盒中营养液的流量和/或流速。可选的，上述任一的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其中，所述栽培架包括：培育架主体，其沿水平方向设置在主体框架的各层上，与所述主体框架可拆卸地连接；手柄，其垂直设置在培育架主体的两端，与培育架主体固定连接；圆柱凹槽，其沿所述培育架主体的长度方向排列在所述培育架主体上，所述圆柱凹槽的内径与根盒底座下表面所设置的向下凸出的圆柱形凸起的直径相同，所述圆柱形凸起插接进入所述圆柱凹槽内部，所述圆柱凹槽的深度至少达到所述圆柱形凸起的长度，所述根盒底座的下表面贴合所述培育架主体的上表面。可选的，上述任一的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其中，所述根盒，其根盒筒为圆柱形，所述根盒的内筒为直径小于根盒筒直径的圆柱形，所述内筒的顶部还向上收缩为锥形；所述根盒盖的中部对应内筒顶部锥形尖角的位置还设置有作物生长孔，作物的根系由内筒顶部锥形尖角的位置沿内筒的外壁向下生长，作物的枝叶由根盒盖中部的作物生长孔向上生长至根盒外。可选的，上述任一的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其中，所述离子电极包括沿根盒盖周向向下设置在内筒和根盒筒之间根系生长空间的多个，各离子电极分别连接有对应的参比电极，离子电极和参比电极共同形成测量回路，分别用于测量根系生长空间内所容纳的营养液的硝酸根离子浓度、钾离子浓度、硫酸根离子浓度；所述根盒盖的下方还设置有ph值传感器LE438-2MIP67、溶氧量传感器LE621、温度传感器SE-T-TS中的一种或其组合，其分别沿根盒盖周向向下设置在内筒和根盒筒之间，分别用于检测根系生长空间内所容纳的营养液的ph值、溶氧量和温度。可选的，上述任一的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其中，还包括控制单元，其连接各根盒所设置的所述离子电极、ph值传感器、溶氧量传感器、温度传感器，其还连接所述营养液发生器和营养液回收箱；所述控制单元用于：获取各离子电极所检测到的硝酸根离子浓度、磷酸根离子浓度、钾离子浓度、硫酸根离子浓度，获取ph值传感器、溶氧量传感器、温度传感器所检测到的营养液的ph值、溶氧量和温度；根据各类离子浓度、各根盒营养液的ph值、溶氧量和温度，判断根盒内营养液的成分及浓度，分别控制设置在营养液发生器中的第一蠕动泵调节营养液发生器向主管路以及各支管所输送的营养液的流量，控制设置在所述营养液回收箱中的第二蠕动泵调节营养液回收箱接收废液的流量。同时，为实现上述目的，本技术还提供一种用于离子浓度监测的根盒，其包括：根盒筒，其为圆柱形，其两侧分别连接有连接管道的不同支管，各支管分别用于向根盒筒内部输送营养液或接收根盒所排出的作物吸收养分后营养液的废液；内筒，其为直径小于所述根盒筒的圆柱形，所述内筒设置在根盒筒内部；根盒底座，其与根盒筒以及内筒的底部固定连接，封闭根盒筒与内筒之间所形成的用于容纳营养液的根系生长空间；根盒盖，其可拆卸的设置在根盒筒的上端；离子电极，其设置在根盒盖下方，从根盒盖向下伸入根盒筒与内筒之间的根系生长空间中，测量根系生长空间内所容纳的营养液中各类离子浓度；ph值传感器，其设置在根盒盖下方，从根盒盖向下伸入根盒筒与内筒之间的根系生长空间中，测量根盒中根系生长空间内所容纳的营养液的ph值；温度传感器，其设置在根盒盖下方，从根盒盖向下伸入根盒筒与内筒之间的根系生长空间中，测量根盒中根系生长空间内所容纳的营养液的温度；溶氧量传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于离子浓度监测和供给的培养装置，其特征在于，包括：/n主体框架，其设置为多层，每一层上均分别设置有可拆卸的栽培架(7)；/n根盒(1)，其设置在主体框架上，各根盒分别与可拆卸的栽培架(7)插接固定，每一个所述根盒(1)内均分别设置有离子电极(8)；/n连接管道(3)，其包括分别连通至各根盒(1)的支管，以及串联各支管的主管路，主管路沿主体框架的各层排列，所述连接管道(3)连通设置在主体框架各层的各个根盒；/n营养液发生器(4)，其设置在所述主体框架底部的一侧，连接所述连接管道(3)的输入端，向主管路以及各支管输送营养液；/n营养液回收箱(5)，其设置在所述主体框架底部的另一侧，连接所述连接管道(3)的输出端，接收主管路通过各支管所接收的由各根盒(1)所排出的废液；/n消毒过滤装置(6)，其连接在营养液回收箱(5)的输出端和营养液发生器(4)的输入端之间，用于对营养液回收箱(5)所输出的废液进行消毒和过滤，输出清洁的营养液至营养液发生器(4)，对废液中的营养成分进行回收利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于离子浓度监测和供给的培养装置，其特征在于，包括：
主体框架，其设置为多层，每一层上均分别设置有可拆卸的栽培架(7)；
根盒(1)，其设置在主体框架上，各根盒分别与可拆卸的栽培架(7)插接固定，每一个所述根盒(1)内均分别设置有离子电极(8)；
连接管道(3)，其包括分别连通至各根盒(1)的支管，以及串联各支管的主管路，主管路沿主体框架的各层排列，所述连接管道(3)连通设置在主体框架各层的各个根盒；
营养液发生器(4)，其设置在所述主体框架底部的一侧，连接所述连接管道(3)的输入端，向主管路以及各支管输送营养液；
营养液回收箱(5)，其设置在所述主体框架底部的另一侧，连接所述连接管道(3)的输出端，接收主管路通过各支管所接收的由各根盒(1)所排出的废液；
消毒过滤装置(6)，其连接在营养液回收箱(5)的输出端和营养液发生器(4)的输入端之间，用于对营养液回收箱(5)所输出的废液进行消毒和过滤，输出清洁的营养液至营养液发生器(4)，对废液中的营养成分进行回收利用。


2.如权利要求1所述的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其特征在于，所述根盒(1)，其包括有根盒盖(11)、根盒筒、内筒(12)及根盒底座(13)，其中，所述内筒(12)设置在根盒筒内部，根盒筒与内筒(12)的底部由根盒底座(13)固定连接并封闭，根盒筒与内筒(12)之间形成有用于容纳营养液的根系生长空间，根盒盖(11)可拆卸的设置在根盒筒的上端，根盒盖(11)下方设置离子电极(8)，离子电极(8)从根盒盖向下伸入根盒筒与内筒(12)之间的根系生长空间中；
所述根盒底座(13)的下表面还设置有向下凸出的圆柱形凸起，所述圆柱形凸起与栽培架(7)插接固定；
所述根盒底座(13)的两侧还分别相对设置有向上延伸的凸台(14)，所述凸台(14)的内侧紧密贴合所述根盒筒的外壁表面，各所述凸台(14)上分别设置有连通孔，各所述连通孔分别与连接管道(3)的不同支管连通，所述根盒(1)通过其中一个连通孔接收连接管道(3)的一个支管所输送的营养液，所述根盒(1)通过其中另一个连通孔向连接管道(3)的另一个支管排出作物吸收养分后营养液的废液。


3.如权利要求1所述的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其特征在于，还包括流量控制阀，其分别独立的设置在各连接管道(3)的支管上，分别独立调节各支管供营养液流通的孔径，分别独立调节各根盒中营养液的流量和/或流速。


4.如权利要求2所述的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其特征在于，所述栽培架(7)包括：
培育架主体，其沿水平方向设置在主体框架的各层上，与所述主体框架可拆卸地连接；
手柄(71)，其垂直设置在培育架主体的两端，与培育架主体固定连接；
圆柱凹槽(72)，其沿所述培育架主体的长度方向排列在所述培育架主体上，所述圆柱凹槽(72)的内径与根盒底座(13)下表面所设置的向下凸出的圆柱形凸起的直径相同，所述圆柱形凸起插接进入所述圆柱凹槽(72)内部，所述圆柱凹槽(72)的深度至少达到所述圆柱形凸起的长度，所述根盒底座(13)的下表面贴合所述培育架主体的上表面。


5.如权利要求2所述的用于离子浓度监测和供给的培养装置，其特征在于，所述根盒(1)，其根盒筒为圆柱形，所述根盒的内筒(12)为直径小于根盒筒直径的圆柱形，所述内筒(12)的顶部还向上收...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜东，傅秀清，吴劼，周国栋，丁艳锋，毛江美，
申请(专利权)人：南京慧瞳作物表型组学研究院有限公司，南京农业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32