【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间微生物实验箱，尤其是涉及一种空间环境下微生物实验装置。
技术介绍
1、微生物具有结构简单、生命周期短、繁殖快、便于搭载等优点，被作为生物模型用于空间环境下的生命现象研究。随着空间环境技术的不断发展，微生物空间实验技术开发以及相应的实验装置研制需要加快部署，实现微生物培养是空间条件下开展微生物研究的重要前提。由于空间微重力环境的特殊性，微生物空间培养除了需要提供适宜的营养物质、温度、氧气等环境条件，还需对培养过程提供多样化的观察、检测、控制手段。同时空间生物装置的开发必需兼顾低功耗、微小型化、抗干扰及系统稳定等因，实现仪器的高度集成化与自动化，最大限度降低航天员的参与。经过数十年的发展，国际上微生物空间培养技术实现了从简单生长环境到精密可控的生长环境，从单一容器培养到微型化和自动化的微流控芯片培养，从静态图像采集到在线自动观测、显微观测等的技术升级。但目前相关技术起步较晚，目前尽管在小卫星、空间站以及其他空间实验平台上配备了实验模块载荷，但多以保证微生物维持自身生存为首要目标，产生的生物学数据极为有限，无法利用太空环境开展微生物培养实验，亦无法为实验样品提供全程密封、温度、光照等环境控制及状态监测。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种空间环境下微生物实验装置，以实现空间环境条件下微生物的培养。微生物实验装置可应用于在轨真空非密封环境下，内部有不同规格冻存管分类固定在微生物实验装置内的实验单元中，进而实现大批量、多种类微生物培养实验。
2、
3、一种空间环境下微生物实验装置，包括温控箱和电控箱，所述温控箱为圆筒形密封箱体，所述电控箱为矩形非密封箱体，所述温控箱和电控箱通过电缆连接；
4、所述温控箱包括箱盖、箱底、实验单元组件、隔热垫、传热板、热电制冷器、照明灯、气压检测板、密封电连接器和密封圈，所述箱底为圆筒形结构，所述箱底顶部安装箱盖，所述箱底与箱盖之间还安装密封圈，所述箱底底部周向通过若干隔热垫安装至星体冷板上方，所述箱底底部中间还安装有若干热电制冷器，所述热电制冷器底部通过传热板安装至星体冷板上方，所述箱底内部安装实验单元组件，所述箱底内壁还安装照明灯、气压检测板，所述箱底一侧还安装密封电连接器，所述密封电连接器通过电缆与电控箱连接。
5、进一步的，所述箱底顶部圆周通过连接法兰与箱盖连接，所述箱底底部设有安装孔与星体冷板相连，安装孔上装配隔热垫，箱底侧面有减轻槽和密封电连接器。
6、进一步的，所述热电制冷器分为冷面和热面，所述热电制冷器冷面、热面表面之间均匀涂膜导热硅脂；
7、所述温控箱还包括加热片，所述箱底柱段外侧和底板内侧周向均布安装加热片；
8、所述温控箱内表面喷涂白漆，所述实验单元组件外表面喷黑漆。
9、进一步的，所述温控箱外表面为夹层结构，所述温控箱的外层为多层隔热组件，所述温控箱的中间层为聚氨酯泡沫，所述温控箱的内层为实验箱铝板。
10、进一步的，所述实验单元组件包括单元盖板、1u单元、2u单元一、2u单元二和单元间连接法兰，所述1u单元顶部安装单元盖板，所述1u单元底部通过通过单元间连接法兰与2u单元一连接，所述2u单元一底部通过通过单元间连接法兰与2u单元二连接。
11、进一步的，所述电控箱包括电连接器、继电器绝缘垫、a板、电源模块、b板、电路板增高垫和电路板支撑柱，所述电控箱底座通过法兰与星体冷板连接，所述电控箱顶部安装电连接器，所述电连接器通过电缆与密封电连接器连接，所述电控箱内部下方安装有两个电源模块，所述电控箱内部从左至右分别安装a板、b板，所述a板上方安装多个平行设置的继电器绝缘垫，所述b板通过电路板增高垫和电路板支撑柱安装至电控箱内部。
12、进一步的，所述a板为电源接口电路板，电源接口电路板包括滤波器、继电器和熔断器。
13、进一步的，所述b板包括电源转换电路、mcu最小系统、通信电路、气压采集电路、温度控制电路、照明驱动电路、温度采集电路和故障诊断电路。
14、相对于现有技术，本专利技术所述的一种空间环境下微生物实验装置具有以下优势：
15、(1)本专利技术所述的一种空间环境下微生物实验装置，为全新的可适用于太空环境的实验装置，可以开展微生物培养实验，为实验样品提供全程密封、温度、光照等环境控制及状态监测；本专利技术所述的实验单元组件设有1u和2u两种结构，两种实验单元安装尺寸完全一致，保证了良好的互换性，可以实现多种组合形式，增加了装置的灵活性。
16、(2)本专利技术所述的一种空间环境下微生物实验装置，本专利技术所述的温控箱的密封结构采用两种形式：一种是箱底与箱盖间采用典型的密封圈式密封，通过紧固螺栓压紧上下两个法兰件的密封圈实现；另一种为箱底侧面接插件选用密封电连接器，以保证该处不会发生内部气体泄漏，可以满足在真空环境下开展微生物实验的环境需求。
17、(3)本专利技术所述的一种空间环境下微生物实验装置，微生物实验装置为双机冷备份工作机制，所有执行单元均有备份，当微生物实验装置主机发生故障时，可以通过指令切换为备机工作，继续完成相关实验操作，提高了装置的容错机制。
18、(4)本专利技术所述的一种空间环境下微生物实验装置，微生物实验装置具备自主控温功能，基于自身传感器的数据进行自主切换升温模式、降温模式或保温模式，可实现对整个温控箱内温度的稳定控制，提高微生物培养对温度环境的稳定性需求。
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1.一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：包括温控箱(10)和电控箱(20)，所述温控箱(10)为圆筒形密封箱体，所述电控箱(20)为矩形非密封箱体，所述温控箱(10)和电控箱(20)通过电缆连接；
2.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述箱底(102)顶部圆周通过连接法兰与箱盖(101)连接，所述箱底(102)底部设有安装孔与星体冷板相连，安装孔上装配隔热垫(104)，箱底(102)侧面有减轻槽和密封电连接器(109)。
3.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述热电制冷器(106)分为冷面和热面，所述热电制冷器(106)冷面、热面表面之间均匀涂膜导热硅脂；
4.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述温控箱(10)外表面为夹层结构，所述温控箱(10)的外层为多层隔热组件，所述温控箱(10)的中间层为聚氨酯泡沫，所述温控箱(10)的内层为实验箱铝板。
5.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述实验单元组件(103)包
6.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述电控箱(20)包括电连接器(201)、继电器绝缘垫(202)、A板(203)、电源模块(204)、B板(205)、电路板增高垫(206)和电路板支撑柱(207)，所述电控箱(20)底(102)座通过法兰与星体冷板连接，所述电控箱(20)顶部安装电连接器(201)，所述电连接器(201)通过电缆与密封电连接器(109)连接，所述电控箱(20)内部下方安装有两个电源模块(204)，所述电控箱(20)内部从左至右分别安装A板(203)、B板(205)，所述A板(203)上方安装多个平行设置的继电器绝缘垫(202)，所述B板(205)通过电路板增高垫(206)和电路板支撑柱(207)安装至电控箱(20)内部。
7.根据权利要求6所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述A板(203)为电源接口电路板，电源接口电路板包括滤波器、继电器和熔断器。
8.根据权利要求6所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述B板(205)包括电源转换电路、MCU最小系统、通信电路、气压采集电路、温度控制电路、照明驱动电路、温度采集电路和故障诊断电路。
...【技术特征摘要】
1.一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：包括温控箱(10)和电控箱(20)，所述温控箱(10)为圆筒形密封箱体，所述电控箱(20)为矩形非密封箱体，所述温控箱(10)和电控箱(20)通过电缆连接；
2.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述箱底(102)顶部圆周通过连接法兰与箱盖(101)连接，所述箱底(102)底部设有安装孔与星体冷板相连，安装孔上装配隔热垫(104)，箱底(102)侧面有减轻槽和密封电连接器(109)。
3.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述热电制冷器(106)分为冷面和热面，所述热电制冷器(106)冷面、热面表面之间均匀涂膜导热硅脂；
4.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述温控箱(10)外表面为夹层结构，所述温控箱(10)的外层为多层隔热组件，所述温控箱(10)的中间层为聚氨酯泡沫，所述温控箱(10)的内层为实验箱铝板。
5.根据权利要求1所述的一种空间环境下微生物实验装置，其特征在于：所述实验单元组件(103)包括单元盖板(1031)、1u单元(1032)、2u单元一(1033)、2u单元二(1034)和单元间连接法兰(1035)，所述1u单元(1032)顶部安装单元盖板(1031)，所述1u单元(1032)底部通过通过单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：付佳蕾，王琨，胡维纲，何龙，陈立强，高奔，
申请(专利权)人：天津航天机电设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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