一种波长和强度可变的LED组合微藻培养装置的制作方法

本发明涉及微藻培养领域，尤其是涉及一种波长和强度可变的LED组合微藻培养装置。

背景技术：

近年来，随着能源需求的不断增长，石油价格的不断上涨，大量化石能源使用所造成的温室效应对环境影响日益严重，微藻转化为洁净能源--生物柴油得到了越来越广泛的关注。微藻作为一种可再生的生物能源有着广阔的应用前景。

藻油的产量依赖于微藻的生产速度和生物量中的油含量，外部培养环境对藻类生长影响很大，其中光照是影响微藻生长的最重要的环境因子之一。研究发现，光照对微藻的生长速度、细胞形态、胞内脂肪积累及胞外多糖积聚都有重要影响。在微藻培养中，不同波长的光对快速优质的微藻培养极为重要，是提高微藻大面积生产产量和质量的重要途径。

微藻培养现在主要采用的方式有开放式培养和光生物反应器培养。由于开放式培养容易使藻体培养受到污染，因此，对于产油量高的藻种培养大都需要利用封闭式光生物反应器进行培养，为了高效快速培养，光生物反应器往往需要添加光源，添加的LED光源根据需要必须经常调整不同配比的波长和光照强度，并要求能均匀照射微藻培养试管。

技术实现要素：

为满足现有微藻培养均匀照射的需求，本发明提供了一种波长和强度可变的LED组合微藻培养装置，通过电机驱动旋转支架转动，可以使圆周排列的微藻培养器皿各方位都能匀质接收不同波长LED光的照射，创造高效、优质的培养条件。

为实现上述的发明目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种波长和强度可变的LED组合微藻培养装置，包括遮光罩和置于遮光罩内的旋转支架；

所述的旋转支架包括底盘、旋转主轴和支架臂，所述旋转主轴的底部伸入底盘内由安装在底盘内调速电机驱动，旋转主轴的顶部设有固定座，所述的支架臂为安装在固定座上且呈径向分布的多个；

各支架臂上安装有不同波长的LED灯。

本申请的旋转主轴在电机的驱动下，带动支架臂和安装在支架臂上的LED灯匀速转动，对摆放在旋转主轴周围的培养皿进行照明，使得各培养皿可均匀接收不同波长灯光的均匀照射。

本申请中的LED灯可采用弧形灯，灯珠安装在同一弧形发光面上。

作为优选的，所述的底盘上安装有转盘，转盘由所述的调速电机驱动，转盘的中部设有螺纹孔，旋转主轴的底部插入所述的螺纹孔。

转盘由调速电机通过齿轮组传动，带动固定在其上的旋转主轴；该旋转主轴可通过螺栓固定在转盘上，也可以直接将旋转主轴的底部插入转盘上的螺纹孔内；即旋转主轴与转盘通过可拆卸式连接，便于整个支架的搬运。

作为优选的，所述支架臂的两对侧面设有滑轨，LED灯的顶部连接有伸入所述滑轨内的挂耳。

本申请中各LED灯在支架臂上的位置可以移动，具体可通过移动挂耳在滑轨内的位置，来调节LED灯的径向位置，改变对微藻的光强。

进一步的，可在侧边刻有5-20cm的刻度，可根据刻度精确调节LED灯的位置。

作为优选的，所述滑轨内间隔设置有若干个用于LED灯位置调节的定位槽。在挂耳落入滑槽内的定位槽后，旋转支架转动，各LED灯的位置也不会偏移，在需要调节LED灯的位置时，将挂耳从当前的定位槽内取出并沿滑轨移动，在移动到指定位置后，落入该位置处定位槽内，从而实现LED灯的位置调节。

作为优选的，所述支架臂的端部与固定座通过转轴连接。支架臂采用活动连接的方式，在进行照明工作时，支架臂展开；闲置时，可将支架臂收拢贴靠旋转主轴，以节约占用空间。

作为优选的，所述旋转主轴外套设有活动的支撑座，支撑座上活动连接有多个支撑杆，各支撑杆的端部转接在对应一根支架臂的中部。

本申请中，旋转支架采用类似于雨伞的结构，推拉旋转主轴外的支撑座，通过各支撑杆的作用，带动各支架臂展开或收拢，操作极为方便。

作为优选的，所述旋转主轴上安装有外螺纹套，并设有配合所述外螺纹套以固定所述支撑座的紧固螺母。通过拧紧紧固螺母于外螺纹套上，支撑座的抵住紧固螺母的顶面，保持旋转支架的展开状态；另外，反向转动紧固螺母，使其从外螺纹套上脱离，可向下拉动支撑座，带动各支架臂，完成旋转支架的收放。

本发明与背景技术相比，具有以下特点：

(1)本发明可实现用调速电机带动LED灯带支架根据需要以不同转速转动，整个装置结构简单，便于收放。

(2)利用电机驱动LED灯带支架的同时，可以使圆周排列的微藻培养器皿各方位都能匀质接收不同波长LED光的照射，多个不同波长的LED弧形灯可根据微藻培养需要任意组合，满足不同种类微藻及不同生长阶段的生长需要。

(3)每个支架臂上刻有5-20cm的刻度，每个LED灯带组可在支架臂上径向移动5-20cm以改变对微藻的光强。

(4)现有的微藻培养，波长和光照强度是固定的，很难实现不同种类的微藻在不同生长阶段对不同波长及光照强度的要求，该装置实现了不同波长光照及强度的任意组合，不同波长及不同强度的组合都可非常方便地调节，为微藻的高效、优质培养创造了条件，具有较好的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为波长和强度可变的LED组合微藻培养装置的结构图；

图2为支架臂的剖面图；

图3为支架臂另一位置的剖面图。

具体实施方式

如图1～3所示的LED组合微藻培养装置，包括黑色的遮光罩1和置于遮光罩内的旋转支架。旋转支架包括底盘3、旋转主轴2和支架臂4，旋转主轴2的底部伸入底盘3内由安装在底盘内调速电机6驱动，旋转主轴2的顶部设有固定座7，支架臂4为安装在固定座7上且呈径向分布的多个，且各支架臂4上安装有不同波长的LED灯9。

旋转主轴2在电机的驱动下，带动支架臂4和安装在支架臂4上的LED灯9匀速转动，对摆放在旋转主轴2周围的培养皿进行照明，使得各培养皿可均匀接收不同波长灯光的均匀照射。

本实施例中，支架臂4为同一平面上呈辐射状分布的10个，相邻两支架臂4间的角度相同。每个支架臂上挂有LED灯9，具体可采用不同波长的弧形照明灯，LED波长范围325nm-700nm可选；10个弧形LED块用挂钩方便安装在支架臂4上，可用锁扣锁紧，松开锁扣时，LED块可沿有刻度支架臂径向移动。或通过更换10个不同波长LED弧形灯，可实现微藻培养的对不同波长光照组合的需要。如3个红色LED灯、7个蓝色LED灯，构成了3:7红光/蓝光的微藻培养光照环境；每个LED灯可沿有刻度的支架臂自由移动，使微藻根据需要得到不同的光照强度。

在另一个实施例中，底盘3上安装有转盘5，转盘5由调速电机6驱动，转盘5的中部设有螺纹孔，旋转主轴2的底部插入螺纹孔内。转盘5由调速电机6通过齿轮组传动，带动固定在其上的旋转主轴2；旋转主轴2的底部插入转盘5上的螺纹孔内，为可拆卸式连接，便于整个支架的装配。

为另一个实施例中，为便于各LED灯的径向位置调节，各支架臂4的两对侧面设有滑轨11，LED灯9的顶部连接有伸入滑轨11内的挂耳15，且滑轨11内间隔设置有若干个用于LED灯位置调节的定位槽10。挂耳15落入定位槽10内后，旋转支架转动，各LED灯的位置也不会偏移，在需要调节LED灯的位置时，将挂耳15从当前的定位槽10内取出并沿滑轨11移动，在移动到指定位置后，落入该位置处定位槽10内，从而实现LED灯的位置调节。进一步的，可在滑轨11侧边刻有5-20cm的刻度，可根据刻度精确调节LED灯的位置。

在另一个实施例中，支架臂4的端部与固定座7通过转轴连接，并在旋转主轴2外套设活动的支撑座8，该支撑座8上活动连接有10个支撑杆14，各支撑杆14的端部分别转接在10个支架臂4的中部，同时在旋转主轴2上安装外螺纹套12，并设有配合外螺纹套12以固定支撑座8的紧固螺母13。旋转支架采用类似于雨伞的结构，推拉旋转主轴2外的支撑座8，通过各支撑杆14的作用，带动各支架臂4展开或收拢。具体操作时，支架打开后，拧紧紧固螺母13于外螺纹套12上，支撑座8的抵住紧固螺母13的顶面，保持旋转支架的展开状态；收放支架时，反向转动紧固螺母13，使其从外螺纹套12上脱离，向下拉动支撑座8，带动各支架臂4向旋转主轴2靠拢，完成旋转支架的收放。

以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。