一种具远程实验功能的教学用光照培养装置制造方法及图纸

发明专利技术公开了一种具远程实验功能的教学用光照培养装置。本发明专利技术采用光照培养室内的培养瓶培养生物；照明模块提供指定强度及频率的光照，调温换气模块调节温度、换气，加样‑取样模块添加培养液（及药品、气体等）或抽取样品；传感器模块检测培养室及培养瓶内的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度、电导率等数据；传感器模块、照明模块、调温换气模块、加样‑取样模块通过电缆连接控制模块；控制模块依靠其可编程逻辑控制器实现本地控制或逻辑控制；通过信号接收发射器接收、发送无线网络信号依次连接智控云平台、用户手机；用户手机可读取光照强度、温度等数据，完成改变光照、调节温度、加样、取样等操作，以实现远程实验功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及中学生物教学仪器，具体涉及一种具远程实验功能的教学用光照培养装置。

技术介绍

1、中学生物的教学中多次涉及需要培养植物、微生物、动物的实验。目前主要的相关产品是生化培养箱、光照培养箱、人工气候箱。三者均可以在指定温度下培养实验材料，其中后两者还可为生物提供指定光照。然而，三者均无法对培养箱内的培养环境（温度、光照强度等）进行远程监测及控制，也无法实现对培养室内光照频率、氧气浓度、二氧化碳浓度等的精确控制。另一方面，三者均采用交流电、体型大、造价高，不易于根据教学需要自行移动位置、增减传感器或其他拓展性装置。结合物联网技术的直流电、小型化设计可以有效的解决这些问题。

2、同时，由于中学生的课上操作时间有限，在实验中很难完成多次在特定时间或条件下加样、取样等操作。这个问题可利用远程实验教学技术解决。远程实验教学是指在internet 上采用远程数据及图像和声音采集、远程控制技术、计算机仿真技术、虚拟现实等技术，使实验者从异地计算机设备上可以进行实验操作和观察， 所得到的结果与本地得到的数据结果完全等价，如同真实操作实验设备一样。后疫情本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.本专利技术具远程实验功能的教学用光照培养装置包括光照培养箱、云平台、用户手机；其中光照培养箱包括外壳、控制面板、光照培养室、照明模块、控制模块、培养瓶、调温换气模块、加样-取样模块、传感器模块；外壳外部安装控制面板，内部形成光照培养室；培养瓶位于光照培养室内，用于培养生物；照明模块包括照明装置和照度调节装置；控制模块包括信息输入接口、可编程逻辑控制器（PLC）、指令输出接口、控制开关、信号接收发射器；照明模块的照度调节装置和控制模块的控制开关安装在控制面板上；调温换气模块包括增温装置和降温换气装置，可位于光照培养室底面、侧面或顶部；加样-取样模块包括第一储罐、第二储罐、第一进料管、第...

【技术特征摘要】

1.本发明具远程实验功能的教学用光照培养装置包括光照培养箱、云平台、用户手机；其中光照培养箱包括外壳、控制面板、光照培养室、照明模块、控制模块、培养瓶、调温换气模块、加样-取样模块、传感器模块；外壳外部安装控制面板，内部形成光照培养室；培养瓶位于光照培养室内，用于培养生物；照明模块包括照明装置和照度调节装置；控制模块包括信息输入接口、可编程逻辑控制器（plc）、指令输出接口、控制开关、信号接收发射器；照明模块的照度调节装置和控制模块的控制开关安装在控制面板上；调温换气模块包括增温装置和降温换气装置，可位于光照培养室底面、侧面或顶部；加样-取样模块包括第一储罐、第二储罐、第一进料管、第二进料管、第一出料管、第二出料管、取样管、出样管、样品室、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵；第一储罐、第二储罐位于光照培养室内部或外部，分别依次通过第一、第二进料管、第一、第二蠕动泵、第一、第二出料管与培养瓶相连；样品室位于光照培养室内部或外部，依次通过出样管、第三蠕动泵、取样管与培养瓶相连；传感器模块位于光照培养室内部，包括气相传感器组和液相传感器组；控制模块依次通过无线网络、云平台与用户手机相连；通过电缆与传感器组相连以读取培养数据；通过电缆与照明模块、调温换气模块、加样-取样模块相连，以控制光照培养室内的光照频率、光照强度、温度、通风，执行加样、采样操作。

2.如权利要求1所述的具远程实验功能的教学用光照培养装置，其特征在于，所述照明模块采用多组高亮度led灯作为照明装置；每组led灯的发光频率不同，其发出的光色包括但不限于红光、蓝光、紫光、白光；各组led灯通过电缆由控制模块供电且彼此并联；每组led灯的电路内连接一个照度调节装置；亮度调节装置采用pwm技术调节光照强度。

3.如权利要求1所述的具远程实验功能的教学用光照培养装置，其特征在于，所述调温换气模块包括增温装置和降温换气装置；增温装置通过电流的热效应为光照培养室增温；降温换气装置通过排气扇为光照培养室换气、降温；进一步，可为降温换气装置增加制冷系统以增强降温效果。

4.如权利要求1所述的具远程实验功能的教学用光照培养装置，其特征在于，所述加样-取样模块的第一储罐、第二储罐可储存清水、营养液、药品溶液等液体或储存氧气、二氧化碳、氮气等气体；第一、第二蠕动泵可分别通过第一、第二进料管从第一、第二储罐里抽取液体或气体，经第一、第二出料管添加到培养瓶中；根据实验需要，第一、第二储罐可同样储存液体或气体，也可以一个储存液体、另一个气体；第三蠕动泵通过取样管与培养瓶相连，通过出样管与样品室相连，可将培养瓶中的液体或气体样品抽取到样品室；第一、第二蠕动泵、第三蠕动泵通过电缆与控制模块相连，控制模块通过云平台与用户手机相连；通过用户手机设置控制模块的控制逻辑以触发指定时长的指定操作，以实现定时且定量或在指定条件下定量为培养瓶补气、补液、取样；进一步，若第一、第二储罐内储存的流体压强大于大气压，可将第一、第二蠕动泵更换为第一、第二电磁阀。

5.如权利要求1所述的具远程实验功能的教学用光照培养装置，其特征在于，所述传感器模块包括气相传感器组和液相传感器组；其中气相传感器组由检测光照和空气数据的传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨旭，
申请(专利权)人：王晨旭，
类型：发明
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