一种自调节型光生物反应器的制作方法

本发明涉及光生物反应装置技术领域，尤其涉及一种自调节型光生物反应器。

背景技术：

光生物反应器是指能用于光合微生物及具有光合能力的组织或细胞的培养的一类装置。除了培养液的设置，在光生物培养过程中，最重要的就是光照，提高光微生物接收的光能可以极大地影响光微生物的光合效率，提高培养成果。一般通过提高光微生物的受光强度和受光面积来提高光能接收效率，在开放式光生物反应器中，受到太阳一天中变化的影响，其光照角度分布也在发生变化，因此，需要实时调整光生物反应器的受光角度，以达到最佳光照接收效果，但人工调整较为繁琐且不易调整准确。

技术实现要素：

本发明提出的一种自调节型光生物反应器，目的是为了提供一种能自主调节光生物反应器的受光角度的装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自调节型光生物反应器，包括基座、光生物反应器、基柱和顶柱，所述基座上表面中心固定连接有基柱，所述基柱转动连接有顶柱，所述顶柱远离基柱一端固定连接在光生物反应器重心底部，所述光生物反应器包括两块反光镜和一块光生物反应板，两块所述反光镜相互垂直且角平分线上固定连接有光生物反应板，所述光生物反应板两面均有光合微生物培养槽，所述基柱底部内安装有电源、外周侧对称固定连接有多块光敏电阻且顶部内对称固定连接有多块电磁铁，所述电源电性连接多块光敏电阻，多块所述光敏电阻一一对应电性连接有电磁铁，所述基柱远离基座一端端面周侧对称固定连接有多个支撑复位弹簧且端面中心固定连接有连杆，多个所述支撑复位弹簧远离基柱一端对称固定连接在顶柱底端端面周侧上，所述顶柱底端中心开设有连接槽，所述连杆远离基柱一端转动连接在连接槽内，所述顶柱底端周侧内固定连接有铁磁件。

优选地，所述光敏电阻随光照强度增大自身电阻减小；所述支撑复位弹簧采用弹簧刚度渐增型的弹簧，且初始状态为压缩状态弹簧弹力与顶柱和光生物反应器的重力平衡。

优选地，所述连杆远离基柱一端固定连接有圆球，所述圆球直径大于连杆杆部直径；所述连接槽由球形槽和圆台槽组成，所述球形槽转动连接有圆球，所述圆台槽间隙配连杆杆部，所述圆台槽两侧母线与轴线均呈30°夹角。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明通过电源、光敏电阻、电磁铁、支撑复位弹簧、铁磁件，使光生物反应器与光线始终保持基本平行，再在反射镜的光反射作用下，使光生物反应板两侧均受到垂直的光照照射；

相比于无反光镜，使光生物反应器背光侧也受到了光照，提高了一倍受光面积，增大了光合微生物的繁殖环境的面积；

相比于固定的反光镜，使光生物反应器两侧的光照强度基本一致，便于保持光生物反应器两侧的光合微生物繁殖密度增长保持基本一致，避免由于繁殖密度差异造成需要对光生物反应器进行两次光合微生物的采集，减少工作次数，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种自调节型光生物反应器的结构示意图；

图2为本发明提出的一种自调节型光生物反应器的基柱和顶柱结构示意图；

图3为本发明提出的一种自调节型光生物反应器的基柱内部俯视透视图；

图4为本发明提出的一种自调节型光生物反应器的连杆及连接槽结构示意图；

图5为本发明提出的一种自调节型光生物反应器的实施例二的光生物反应器结构示意图。

图中：1基座、2光生物反应器、21反光镜、22光生物反应板、3基柱、4顶柱、5电源、6光敏电阻、7电磁铁、8支撑复位弹簧、9铁磁件、10连杆、101圆球、11连接槽、111球形槽、112圆台槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1-4，一种自调节型光生物反应器，包括基座1、光生物反应器2、基柱3和顶柱4，基座1上表面中心固定连接有基柱3。

光生物反应器2包括两块反光镜21和光生物反应板22，两块反光镜21相互垂直且角平分线上固定连接有光生物反应板22，光生物反应板22两面均有光合微生物培养槽，与光生物反应板22平行的光线受到反射镜21的光反射，会垂直照射到光生物反应板22两侧上。

基柱3底部内安装有电源5、外周侧对称固定连接有六块光敏电阻6且顶部内对称固定连接有六块电磁铁7，光敏电阻6随光照强度增大自身电阻减小，这是由于光敏电阻6光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

电源5采用稳压电源，六块光敏电阻6都与电源5并联，六块光敏电阻6一一对应通过光控电路串联有电磁铁7，光控电路用以调节输出电流以适应电磁铁7。

当光照向基柱3一侧时，基柱3周侧的六个光敏电阻6受不均匀的光照分布影响，靠近光照一侧光敏电阻6阻值下降大，对应的支路电流变大，使与光敏电阻6串联的电磁铁7磁性增强大。

基柱3远离基座1一端端面周侧对称固定连接有六个支撑复位弹簧8且端面中心固定连接有连杆10，六个支撑复位弹簧8远离基柱3一端对称固定连接在顶柱4底端端面周侧上，支撑复位弹簧8采用弹簧刚度渐增型的弹簧，且初始状态为压缩状态弹簧弹力与顶柱4和光生物反应器2的重力平衡。

顶柱4底端周侧内固定连接有铁磁件9，顶柱4远离基柱3一端固定连接在光生物反应器2重心底部，随着光照一侧电磁铁7磁性增强，对铁磁件9的磁吸力增大，顶柱4和光生物反应器2向光照方向倾斜，压缩支撑复位弹簧8，直至光生物反应板22与光线基本平行，磁吸力及顶柱4和光生物反应器2的重力与支撑复位弹簧8的弹力平衡，之后随光照角度的变化，以同样方式自主调节适应，以保证始终处于最佳光照条件下。

连杆10远离基柱3一端固定连接有圆球101，圆球101直径大于连杆10杆部直径；顶柱4底端中心开设有连接槽11，连接槽11由球形槽111和圆台槽112组成，球形槽111转动连接有圆球101，圆台槽112间隙配连杆10杆部，圆台槽112两侧母线与轴线均呈30°夹角。

连杆10配合连接槽11，使顶柱4和光生物反应器2在自主调整角度时，能在以连杆10轴线为中心线球心角30°内的任意角度进行调节，以适应一天中不同时间的光线角度及不同季节时太阳光与不同纬度地区形成的光线夹角变化。

实施例二

参照2-5，实施例二相比于实施例一仅光生物反应器2不同，光生物反应器2由倒圆锥型的反射镜21和位于反射镜21轴线上的圆柱形光生物反应板22组成，当光照平行于光生物反应板22照射时，在反射镜21的光反射作用下，光线呈垂直照射在光生物反应板22外表面，相比于实施例一，多利用了两块反射镜21侧面的光照，提高了光照利用面积。

现对本发明的实施例一工作原理做如下描述：

首先，给光生物反应板22添加培养液和光微生物，接通电源5，装置开始工作。

当光照向基柱3一侧时，基柱3周侧对称分布的六个光敏电阻6受不均匀的光照分布影响，相比于背光或侧光位置的光敏电阻6，靠近光照一侧光敏电阻6接收光照强度大从而自身阻值下降大，在稳压电源5工作下，对应的支路电流变大，与光敏电阻6串联的电磁铁7磁性强度增大。

随着光照一侧电磁铁7磁性增强，对顶柱4内的铁磁件9的磁吸力增大，打破顶柱4和光生物反应器2的重力与支撑复位弹簧8的弹力平衡，顶柱4和光生物反应器2向光照方向倾斜，压缩支撑复位弹簧8，弹簧弹力开始增加，直至光生物反应板22与光线基本平行，此时，磁吸力及顶柱4和光生物反应器2的重力与支撑复位弹簧8的弹力平衡，之后随光照角度的变化，以同样方式自主调节适应。

而连杆10配合连接槽11，使顶柱4和光生物反应器2在自主调整角度时，能在以连杆10轴线为中心线球心角30°内的任意角度进行调节，以适应一天中不同时间的光线角度变化。

从而达到随光线角度变化，自动调节光生物反应板22的角度，通过反光镜，保证其在一定范围内始终处于最佳光照条件下，提高其受光面积和受光强度。

相比于实施例一，实施例二采用的由倒圆锥型的反射镜21和位于反射镜21轴线上的圆柱形光生物反应板22组成的光生物反应器2，多利用了两块平面反射镜21侧面的光照，提高了光照利用面积。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。