一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，该装置包括：保温外壳、内胆、高吸水性树脂、半导体制冷器、隔热垫、导热底板和湿度传感器组成。半导体制冷器工作时，内胆温度变冷，其内部利用高吸水性树脂开始收集水汽，从而达到控制培养箱内的环境湿度，使环境湿度满足植物生长的培养要求。本装置利用半导体制冷器进行制冷，高吸水性树脂进行吸水，体积小，能耗低，工艺简单，装配方便等优点。
【专利说明】
一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于水汽冷凝的湿度控制装置，具体涉及一种应用于空间植物培养箱中的环境控制。
【背景技术】
[0002]空间植物培养箱的培养样品是拟南芥和水稻。在密闭环境下，培养箱内的环境湿度值直接影响植物的光和强度与病害情况。随着植物培养的进行，密闭培养箱中因植物蒸腾作用而产生的水汽使环境湿度不断增大。当环境湿度过高时，培养箱内具备各种细菌和霉菌的滋生条件，它们的芽孢和孢子侵入植物培养盒，造成培养植物的污染，不利于植物的生长。因此，对处于空间密闭环境中的植物，如何控制环境湿度以保证植物能在合适的环境中生长就显得尤为重要。
[0003]常用的湿度控制方法中主要有:主动式和被动式湿度控制。主动式湿度控制包括吸湿剂控制和冷却剂-冷凝器控制(降温降湿)两种方法。被动式湿度控制是用某些盐类的饱和水溶液或其它物质自动控制空气中的湿度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决空间植物培养箱中环境湿度过高而影响植物生长问题，改善植物生长条件，提供一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置。
[0005]本发明冷凝降湿装置，它包括保温外壳，半导体制冷器，隔热垫，导热底板，湿度传感器，高吸水性树脂和内胆。
[0006]所述的保温外壳用于包覆内胆，材料为聚酰亚胺；
[0007]所述的内胆为一圆柱形壳体结构，材料为T2，用于降温收集水滴；
[0008]所述的高吸水性树脂为SAP(Super Absorbent Polymer)合成树脂，装载于内胆内侧底面上；
[0009]所述的半导体制冷器规格型号为TES1-12701(12V/0.85A/10W)，制冷效率可达70% ；
[0010]所述的隔热垫为玻璃纤维材料，使内胆与导热底板之间保持隔热状态；
[0011]所述导热底板为一圆柱体结构，2A12铝合金材料，用于散去半导体制冷器上的热量；
[0012]所述的湿度传感器型号为HIH-4602-A/C，标称电压5V，检测精度为±3.5%RH。
[0013]各零件相互之间的连接关系为:导热底板上装有湿度传感器、半导体制冷器和隔热垫，高吸水性树脂吸附在内胆的内侧底面上，保温外壳包覆内胆与导热底板连接。
[0014]本发明冷凝降湿装置的原理是:湿度传感器实时监测培养箱中的环境湿度，当培养箱内的环境湿度大于60%时，半导体制冷器开始制冷工作，利用内胆中的高吸水性树脂吸收其收集的水滴以避免水汽再次扩散；当培养箱内的环境湿度小于40%时，半导体制冷器停止工作，从而保证培养的环境湿度能够保证的合适的区间范围(30?70 % )内，使植物能更好地生长。
[0015]本发明的优点如下:因空间植物培养箱在轨飞行时间较短(12天13小时)，其内部空间和资源有限，不适合较复杂的降湿装置使用。本装置利用半导体制冷器进行制冷，高吸水性树脂进行吸水，体积小，能耗低，工艺简单，装配方便。
【附图说明】
[0016]图1.冷凝降湿装置剖视图。
[0017]图2.冷凝降湿装置三维爆炸示意图。
[0018]图中:(I)保温外壳；(2)半导体制冷器；(3)隔热垫；(4)导热底座；(5)螺钉M2.5X6; (6)湿度传感器；(7)垫片Φ 3; (8)螺钉M3X8; (9)高吸水性树脂；(10)内胆。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0020]如图1所示，从冷凝装置的剖视图可以看出，本装置主要包括保温外壳1、半导体制冷器2、隔热垫3、导热底板4、湿度传感器5、高吸水性树脂9和内胆10。
[0021]下面结合图1和图2进一步阐述本发明冷凝降湿装置:导热底座4外径为80_，厚度为5mm，材料为2A12铝合金，边缘处有2个M2.5的螺纹通孔和4个均布的M3螺纹通孔，分别用于与湿度传感器5和保温外壳I连接。湿度传感器6通过2个M2 X 6螺钉5与导热底座4连接。
[0022]半导体制冷器2安装在隔热垫3的槽内，半导体制冷器2上(冷)、下(热)表面分别涂约0.2mm厚导热硅脂与导内胆10下表面和导热底座4上表面接触。
[0023]内胆10内装载有0.5g的高吸水性树脂9，保温外壳I外边缘处有均布的4个Φ3.3通孔，通过4个M3 X 8螺钉穿过隔热垫3的4个Φ 3.3通孔与导热底座4连接。
[0024]本冷凝装置的工作原理是:植物培养过程中因蒸腾作用产生的水汽被风扇驱入冷凝器周围，当湿度传感器4检测到培养箱内的环境湿度高于60%时，控制单元对功率为5W的半导体制冷器2施加5V电压后，半导体制冷器2开始工作。内胆10的温度开始降低，使其周围的水汽变成液态水滴，水滴被高吸水性树脂9不断吸附并形成类似果冻状的聚合物。当湿度传感器6检测环境湿度低于40%时，半导体制冷器2停止工作。该冷凝降湿装置可有效保证培养箱内的环境湿度在要求的范围内，改善空间密闭环境下植物的培养条件。
【主权项】
1.一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，包括保温外壳(I)，半导体制冷器(2)，隔热垫(3)，导热底板(4)，湿度传感器(6)，高吸水性树脂(9)和内胆(10)，其特征在于: 所述的导热底板(4)上装有湿度传感器(6)、半导体制冷器(2)和隔热垫(3)，高吸水性树脂(9)吸附在内胆(10)内侧底面上，保温外壳(I)包覆内胆(10)后与导热底板⑷连接。2.根据权利要求1所述的一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，其特征在于:所述的保温外壳(I)材料为聚酰亚胺。3.根据权利要求1所述的一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，其特征在于:所述的内胆(10)为一圆柱形壳体结构，材料为T2。4.根据权利要求1所述的一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，其特征在于:所述的高吸水性树脂(9)为SAP合成树脂。5.根据权利要求1所述的一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，其特征在于:所述的半导体制冷器规格型号为TES1-12701 (12V/0.85A/10W)，制冷效率达70%。6.根据权利要求1所述的一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，其特征在于:所述的隔热垫(3)为玻璃纤维材料，使内胆(10)与导热底板(4)之间保持隔热状态。7.根据权利要求1所述的一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，其特征在于:所述导热底板(4)材料为2A12铝合金。8.根据权利要求1所述的一种用于空间植物培养箱的冷凝降湿装置，其特征在于:所述的湿度传感器(6)的型号为HIH-4602-A/C，标称电压5V，检测精度为± 3.5 % RH。
【文档编号】F24F11/00GK106069379SQ201610405792
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】徐增闯, 张涛, 许大钊, 郑伟波, 童广辉
【申请人】中国科学院上海技术物理研究所