控温、控光和控流速藻类试验模拟装置制造方法及图纸

控温、控光和控流速藻类试验模拟装置，该装置包括箱盖１、箱体３和箱体３内的水槽１１、温度控制系统、光控制系统和电路控制系统组成，箱盖与箱体之间有密封橡圈２，温度控制系统由设在箱体侧面的温控检测传感器２０、温控仪１７和置于箱体内的两台风机１８、１９组成，该装置还包括流速控制系统。本实用新型专利技术对影响藻类生长的水文、气象等要素控制，实现对天然水体藻类生长过程模拟，是理想的控光照、温度及流速单一控制或者共同控制实验装置。？（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种藻类生长的室内实验装置，尤其涉及一种通过对光照、温度及流速等影响藻类生长要素控制的模拟装置。
技术介绍
近二三十年来随着经济的快速发展、强烈的人类活动与不合理的开发，我国水环 境质量的逐渐恶化，湖泊营养水平迅速发展，形势严峻，目前湖泊富营养化已成为我国最重 要的水环境问题之一，湖库水污染和藻类水华暴发事件频繁发生，严重影响了湖库区人民 的生产生活与饮用水安全，然而目前国内外对水华爆发的机理、形成机制均不清楚。近年 来，国内外大量的野外和实验室研究证明，在冬季，水华蓝藻的休眠主要受低温及黑暗环境 所影响；春节的复苏过程主要受湖泊沉积表面的温度和溶解氧控制，而光合作用和细胞分 裂所需要的物质与能量则决定了水华蓝藻在春季和夏季的生长状况，一旦有合适的气象与 水文条件，已经在水体中积累的大量水华蓝藻群体将上浮到水体表面积聚，形成可见的水 华。为了寻求更加具有针对性的控制措施，必须寻找导致水华形成的各主要生理阶段的触 发因子或特异性因子，针对不同阶段蓝藻的生理特性，进行深入研究。 目前，湖库富营养化机理研究主要是通过野外原位观测和实验室模拟两种手段进 行，但原位观测受野外环境条件气象、水文、监测手段等限制，几乎无法控制野外试验条件， 试验精度很难满足要求。因此，更多有关机理的研究集中在实验室研究，建立了一批实验室 模拟设备，如微宇宙生态水箱、生态恒温旋转箱、生态振动浴床等。从现行水体藻类生长的 室内实验装置来看，一般为单一控制光照控制系统或者温度控制系统，或者联合控制，以实 现对藻类过程的模拟。现有的实验室模拟装置并不能真正实现动态模拟，模拟装置不能真 正实现水文控制的缺陷。然而实际水体中藻类的生长受到多种水文、气象因子的协同作用， 水文因素往往对藻类的生长产生显著的影响，而现有的控制系统多采用摇床或机械扰动以 实现对藻类的动态生长模拟，与实际水体中的藻类的生长情况差别较大。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题 针对现有的模拟藻类生长实验装置不能真正实现动态模拟，本技术的目是提供一种通过对光照、温度及流速等影响的一体化藻类生长要素控制的模拟装置。 2.本技术的目的是通过以下技术方案实现的 控温、控光和控流速藻类试验模拟装置，包括箱盖、箱体和箱体内的水槽、温度控 制系统、光控制系统和电路控制系统组成，箱盖与箱体之间有密封橡圈，温度控制系统由设 在箱体侧面的温控检测传感器、温控仪和置于箱体内的两台风机组成，其特征在于还包括 流速控制系统。 所述的控温、控光和控流速藻类试验模拟系统，其特征在于所述的流速控制系统 包括交流变频潜水泵、水位箱、挡板、集水箱和蓄水箱，集水箱内设有变频潜水泵，变频潜水泵与水管相连，水管通向水位箱，挡板上开有调节孔和控制槽，触摸屏及光强、温度显示屏 均固定在箱盖面板上，触摸屏与PLC联机。 上述的控温、控光和控流速藻类试验模拟装置，其特征在于光控制系统由设在箱体侧面的光控检测传感器和固定在箱盖内侧的可调节的植物生物灯组成。 3.有益效果 本技术提供了控温、控光、控流速藻类试验模拟系统，相比于已有的水生生物 试验模拟系统具有以下明显的效果 (1) —体化，本技术具有可调节的温度、光照度及流速控制调节系统，可实现 对影响藻类生长的水文、气象等要素控制，实现对天然水体藻类生长过程模拟，是理想的控 光照、温度及流速单一控制或者共同控制实验装置。 (2)智能化，操作面板上可实显示环境温度及光照度，能自动调节温度功能、定时 开关功能，可以减少由于人为操作对试验的影响。附图说明图1为本技术模拟系统结构示意图。 图2是本技术模拟系统的流速控制系统的结构示意图。 图3是本技术模拟系统的流速控制系统的俯视图。 图4是本技术模拟系统的挡板结构示意图。 图5是本技术模拟系统的电路控制系统的原理框图。具体实施方式以下通过实施例进一步说明本技术。 实施例1 如图1、图2、图3、图4、图5所示，控温、控光和控流速藻类试验模拟装置包括箱盖 1、箱体3、温度控制系统、光控制系统、流速控制系统和电路控制系统，为保证箱体3有很好 的密封性能，在箱盖1与箱体之间设置密封橡圈2。温度控制系统由设在箱体3侧面的温控 检测传感器20、温控仪17和置于箱体内的两台风机18、19组成，光控制系统由设在箱体3 侧面的光控检测传感器21和固定在箱盖1内侧的可调节的植物生物灯7组成，温度检测传 感器20实时检测箱体3内部温度，在操作面板上实时显示环境温度。当环境温度过高时或 过低时，系统自动启动风机18、19降温或升温，当温度降低(或升高)后，系统自动关闭风 机18、19，从而维持箱体3内部的温度在一个稳定的范围(0°〇<温度< 45°C m/s， ±rC )， 光强检测传感器21实时检测箱体3内部光照强度，在操作面板上实时显示箱体3内光照强 度。光照强度过高或者过低时，通过控制电路调节植物生物灯管亮度，维持箱体3内部的光 照强度在一个稳定的范围(OLUX〈光强〈60000LUX， 士100LUX)。流速控制系统由交流变 频潜水泵15、有机玻璃水槽11、水位箱9、挡板13、16、集水箱10和蓄水箱8组成，集水箱10 内设变频潜水泵15，变频潜水泵15与水管14相连，水管14通向蓄水箱8。挡板13、16由 两块同孔的有机玻璃组成，使用时同时调节孔6的开度来控制出水流量，实现水位控制，减 少水利扰动，并用控制槽12固定两块挡板13、 16的相对位置。变频潜水泵15流量，通过调 节挡板13、16开度控制水槽12的水深及水位箱9水位高度，来共同控制水槽12中流速，有机玻璃可以减小水头沿程损失，使得水流在水槽中基本保持恒速。触摸屏4及光强、温度显 示屏5均固定在箱盖1面板上，触摸屏4与PLC联机，PLC输出端口发出的脉冲分别给驱动 器提供速度信号，驱动器直接和电机相连，提供电机所需功率，调节潜水泵流量，实现流速 的可调(0. 0m/s <流速< 5. Om/s， ±0. lm/s)。触摸屏通过RS-232串行总线与PLC联机通 讯。人机交互电路由触摸屏(型号中达电通D0P57BSD)和可编程控制器PLC(型号中达 电通DVP-14SS11T2)组成，触摸屏通过RS-232串行总线与PLC联机通讯，以实现对各项功 能的设定和操作， 藻种试验前扩大培养1周，实验培养液的配方参照M培养基的配方，然后饥饿培养 2d。水槽试验用水从太湖抽取湖水，经GF/F滤膜过滤去除水体中藻类及其他杂质，然后经 12rC高压蒸汽灭菌20min，并根据实验需要设计添加NaN03和NaH2P04，最终制备成不同营 养盐水平的实验所需培养液。将经过高温灭菌处理后的湖水注入水槽，直至达到要求的水 深，将实验室培植好的蓝藻倒入水槽中，接通电源，关上箱盖，点击触摸屏进入操作画面，设 置好蓝藻适易温度和光照度，做进一步蓝藻放大培养。约3-5天后，等水体中蓝藻级数达到 实验要求后，缓慢启动变频潜水泵，以免对水体产生较大冲击扰动，慢慢调节到预订转速附 近时，点击触摸屏进入操作画面，设置好温度、流量及温度和光照时间间隔。根据需要，配制 不同浓度N/P比，并跟换水槽试验用水，即可以做不同营养盐对藻类生长影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
控温、控光和控流速藻类试验模拟装置，包括箱盖（１）、箱体（３）和箱体（３）内的水槽（１１）、温度控制系统、光控制系统和电路控制系统组成，箱盖与箱体之间有密封橡圈（２），温度控制系统由设在箱体侧面的温控检测传感器（２０）、温控仪（１７）和置于箱体内的两台风机（１８、１９）组成，其特征在于还包括流速控制系统。

【技术特征摘要】
控温、控光和控流速藻类试验模拟装置，包括箱盖(1)、箱体(3)和箱体(3)内的水槽(11)、温度控制系统、光控制系统和电路控制系统组成，箱盖与箱体之间有密封橡圈(2)，温度控制系统由设在箱体侧面的温控检测传感器(20)、温控仪(17)和置于箱体内的两台风机(18、19)组成，其特征在于还包括流速控制系统。2. 根据权利要求1所述的控温、控光和控流速藻类试验模拟系统，其特征在于所述的 流速控制系统包括交流变频潜水泵(15)、水位箱(9)、挡板(13、16)、集...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙江，鞠宇明，张永春，高月香，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]