一种具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置

1.本实用新型涉及二氧化碳浓度控制技术领域，特别是涉及一种具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置。


背景技术：

2.二氧化碳是植物光合作用的底物，在研究二氧化碳浓度升高下的作物生长发育特性时往往需要对二氧化碳的浓度进行控制，常用的二氧化碳浓度控制措施主要有3种：可控环境密闭气候室、自由大气二氧化碳施肥装置和半封闭的开顶式气室，常用于野外、田间等大型试验场地，进行长期或短期监测各种类型作物生长变化。在进行室内小型常规实验时，使用这些大型复杂的控制措施会造成不必要的浪费，而且现有的常规二氧化碳浓度控制设备往往不具有温湿度控制功能，也不具备二氧化碳回收功能，导致了不必要的浪费。因此，设计一种具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置是十分有必要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置，能够使用在小型室内实验中，能够根据需求调整二氧化碳的浓度及温湿度，便于实验的进行，能够回收多余的二氧化碳，提高利用率。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.一种具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置，该装置包括：二氧化碳气源、控制器、二氧化碳浓度控制单元、二氧化碳回收单元、密封罩及设置在所述密封罩内的湿度控制装置及温度控制装置，所述二氧化碳气源及二氧化碳回收单元分别通过进气管及出气管连接所述密封罩，所述二氧化碳浓度控制单元设置在所述进气管上，所述二氧化碳浓度控制单元、二氧化碳回收单元、湿度控制装置及温度控制装置均电性连接所述控制器；
6.所述密封罩包括第一玻璃罩及第二玻璃罩，所述第一玻璃罩设置在所述第二玻璃罩的内部，所述温度控制装置及湿度控制装置设置在所述第一玻璃罩内部，所述第一玻璃罩上设置有进气孔、透气孔及通气孔，所述进气孔连接所述进气管，所述通气孔用于将多余的二氧化碳排至所述第二玻璃罩内，所述透气孔用于获取空气，所述第二玻璃罩上设置有出气孔，所述出气孔连接所述出气管；
7.所述二氧化碳浓度控制单元包括第一电磁阀及第一二氧化碳浓度传感器，所述第一电磁阀设置在所述进气管上，所述第一二氧化碳浓度传感器设置在所述第一玻璃罩的内壁上，所述第一电磁阀及第一二氧化碳浓度传感器电性连接所述控制器；
8.所述二氧化碳回收单元包括集气瓶、第二二氧化碳浓度传感器、第二电磁阀、第三电磁阀、空气泵及水箱，所述水箱设置在所述密封罩的一侧，所述集气瓶倒置在所述水箱内，所述出气管伸入所述集气瓶内，用于通过排气法进行二氧化碳的回收，所述集气瓶顶部的内壁上设置所述第二二氧化碳浓度传感器，所述出气管上设置第二电磁阀及空气泵，所述集气瓶上设置有连通口，所述连通口通过连通管连接所述二氧化碳气源，用于将回收获
得的二氧化碳输送至二氧化碳气源中，所述连通管上设置所述第三电磁阀，所述第二二氧化碳浓度传感器、第二电磁阀、第三电磁阀及空气泵电性连接所述控制器。
9.可选的，所述密封罩还包括底座，所述第一玻璃罩及第二玻璃罩通过橡胶圈密封连接所述底座。
10.可选的，所述湿度控制装置包括水泵、喷头及湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述第一玻璃罩的内部，所述第一玻璃罩上设置有进水口，所述水箱通过出水管连接所述进水口，所述水泵设置所述出水管上，所述出水管的末端连接所述喷头，所述湿度传感器及水泵电性连接所述控制器。
11.可选的，所述温度控制装置包括温度传感器、冷风机及加热器，所述温度传感器、冷风机及加热器设置在所述第一玻璃罩的内部，所述温度传感器、冷风机及加热器电性连接所述控制器。
12.可选的，所述第一玻璃罩的内壁上还设置有多个低速风扇，用于扰动空气，将空气与二氧化碳混合。
13.可选的，所述二氧化碳浓度控制装置还包括无线通信模块，所述控制器通过所述无线通信模块通信连接上位机，用于将获取的信息传输至上位机，供上位机实时记录。
14.可选的，所述无线通信模块为wifi模块或蓝牙通信模块，所述控制器为单片机。
15.可选的，所述透气孔连接有透气管，所述透气管上设置有第四电磁阀，所述第四电磁阀电性连接所述控制器。
16.可选的，所述二氧化碳气源为二氧化碳钢瓶。
17.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置，能够使用在小型室内实验中，能够根据需求调整二氧化碳的浓度及温湿度，便于实验的进行，能够回收多余的二氧化碳，提高利用率；该装置包括二氧化碳气源、控制器、二氧化碳浓度控制单元、二氧化碳回收单元、密封罩及设置在所述密封罩内的湿度控制装置及温度控制装置，其中二氧化碳浓度控制单元包括第一电磁阀及第一二氧化碳浓度传感器，第一二氧化碳浓度传感器实时监测第一玻璃罩内的二氧化碳浓度信息，并将信息发送至控制器，控制器根据信息控制第一电磁阀的启闭；二氧化碳回收单元包括集气瓶、第二二氧化碳浓度传感器、第二电磁阀、第三电磁阀、空气泵及水箱，当第一玻璃罩内的二氧化碳浓度过多时，通过通气孔将多余的二氧化碳排放至第二玻璃罩中，控制器控制第二电磁阀及空气泵开启，通过集气瓶及水箱利用排水法进行二氧化碳的回收，当集气瓶内的二氧化碳浓度达到一定程度，控制器控制第三电磁阀打开，将回收的二氧化碳输送至二氧化碳钢瓶中，能够实现二氧化碳的回收利用；湿度控制装置包括水泵、喷头及湿度传感器，当湿度传感器监测到第一玻璃罩中的湿度过低时，控制器控制水泵开启，通过喷头进行洒水，能够保证第一玻璃罩内的湿度；温度控制装置包括温度传感器、冷风机及加热器，温度传感器实时监测第一玻璃罩内的温度信息，控制器根据温度信息判断是否打开冷风机及加热器使得温度在一定范围内；第一玻璃罩的内壁上还设置有多个低速风扇，能够扰动空气，将空气与二氧化碳混合，防止二氧化碳浓度不均匀；所述装置还包括无线通信模块及上位机，能够实时记录控制器采集到的信息，便于后续实验结果的分析。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置电气连接示意图。
21.附图标记：1、第二玻璃罩；2、第一玻璃罩；3、二氧化碳钢瓶；4、集气瓶；5、水箱；6、进气管；7、连通管；8、出气管；9、出水管；10、第一电磁阀；11、第三电磁阀；12、第二电磁阀；13、空气泵；14、水泵；15、第二二氧化碳浓度传感器；16、第一二氧化碳浓度传感器；17、低速风扇；18、通气孔；19、控制器；20、温度传感器；21、湿度传感器；22、冷风机；23、加热器；24、透气管；25、第四电磁阀。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.本实用新型的目的是提供一种具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置，能够使用在小型室内实验中，能够根据需求调整二氧化碳的浓度及温湿度，便于实验的进行，能够回收多余的二氧化碳，提高利用率。
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
25.如图1
‑
2所示，本实用新型实施例提供的具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置，包括：二氧化碳气源、控制器19、二氧化碳浓度控制单元、二氧化碳回收单元、密封罩及设置在所述密封罩内的湿度控制装置及温度控制装置，所述二氧化碳气源及二氧化碳回收单元分别通过进气管6及出气管8连接所述密封罩，所述二氧化碳浓度控制单元设置在所述进气管6上，所述二氧化碳浓度控制单元、二氧化碳回收单元、湿度控制装置及温度控制装置均电性连接所述控制器19；
26.所述密封罩包括第一玻璃罩2及第二玻璃罩1，所述第一玻璃罩2设置在所述第二玻璃罩1的内部，所述温度控制装置及湿度控制装置设置在所述第一玻璃罩2的内部，所述第一玻璃罩2上设置有进气孔、透气孔及通气孔，所述进气孔连接所述进气管6，所述通气孔18用于将多余的二氧化碳排至所述第二玻璃罩1内，所述透气孔用于获取外界空气，所述第二玻璃罩1上设置有出气孔，所述出气孔连接所述出气管8；
27.所述透气孔连接有透气管24，所述透气管24上设置有第四电磁阀25，所述第四电磁阀25电性连接所述控制器19，所述透气孔及透气管24用于给第一玻璃罩1内提供空气，保证实验用植株的存活；
28.所述二氧化碳浓度控制单元包括第一电磁阀10及第一二氧化碳浓度传感器16，所述第一电磁阀10设置在所述进气管6上，所述第一二氧化碳浓度传感器16设置在所述第一玻璃罩2的内壁上，所述第一电磁阀10及第一二氧化碳浓度传感器16电性连接所述控制器19；
29.所述二氧化碳回收单元包括集气瓶4、第二二氧化碳浓度传感器15、第二电磁阀12、第三电磁阀11、空气泵13及水箱5，所述水箱5设置在所述密封罩的一侧，所述集气瓶4倒置在所述水箱5内，所述出气管8伸入所述集气瓶4内，用于通过排气法进行二氧化碳的回收，所述集气瓶4顶部的内壁上设置所述第二二氧化碳浓度传感器15，所述出气管8上设置第二电磁阀12及空气泵13，所述集气瓶4上设置有连通口，所述连通口通过连通管7连接所述二氧化碳气源，用于将回收获得的二氧化碳输送至二氧化碳气源中，所述连通管7上设置所述第三电磁阀11，所述第二二氧化碳浓度传感器15、第二电磁阀12、第三电磁阀11及空气泵13电性连接所述控制器19。
30.所述密封罩还包括底座，所述第一玻璃罩2及第二玻璃罩1通过橡胶圈密封连接所述底座；
31.所述底座可以为一个大底座，将第一玻璃罩2通过橡胶圈密封连接在大底座内部的限位圈内，将第二玻璃罩1通过橡胶圈密封在大底座边缘的限位圈内；
32.所述底座也可以为一个大底座及一个小底座，将第一玻璃罩2通过橡胶圈密封连接在小底座上，将第一玻璃罩2及小底座设置在第二玻璃罩1内部，并通过橡胶圈密封连接大底座及第二玻璃罩1。
33.实验用植株放置在所述第一玻璃罩2内部。
34.所述湿度控制装置包括水泵14、喷头及湿度传感器21，所述湿度传感器21设置在所述第一玻璃罩2的内部，所述第一玻璃罩2上设置有进水口，所述水箱5通过出水管9连接所述进水口，所述水泵14设置在所述出水管9上，所述出水管9的末端连接所述喷头，所述湿度传感器21及水泵14电性连接所述控制器19。
35.所述温度控制装置包括温度传感器20、冷风机22及加热器23，所述温度传感器20、冷风机22及加热器23设置在所述第一玻璃罩2的内部，所述温度传感器20、冷风机22及加热器23电性连接所述控制器19，所述冷风机22及加热器23均采用防水式设计。
36.所述第一玻璃罩2的内壁上还设置有多个低速风扇17，用于扰动空气，将空气与二氧化碳混合，保证植物与二氧化碳接触均匀，防止二氧化碳浓度不均匀。
37.所述二氧化碳浓度控制装置还包括无线通信模块，所述控制器19通过所述无线通信模块通信连接上位机，用于将获取的信息传输至上位机，供上位机实时记录。
38.所述无线通信模块为wifi模块、蓝牙通信模块或者gprs无线通信模块，所述控制器为单片机。
39.所述二氧化碳气源为二氧化碳钢瓶3。
40.本实用新型的使用过程具体为：第一二氧化碳浓度传感器实时监测第一玻璃罩内的二氧化碳浓度，当二氧化碳浓度过低时，控制器控制第一电磁阀打开，为第一玻璃罩内供气，当二氧化碳浓度过高时，多余的二氧化碳通过通气孔流通至第二玻璃罩，控制器控制第二电磁阀及空气泵开启，通过集气瓶及水箱利用排气法进行二氧化碳的回收，第二二氧化碳浓度传感器实时监测集气瓶内的二氧化碳浓度，当浓度达到一定程度时，控制器控制第
三电磁阀开启，将回收获得的二氧化碳存入二氧化碳钢瓶，温度传感器实时监测第一玻璃罩内的温度，控制器根据温度判断是否开启冷风机或加热器，保持第一玻璃罩内的温度在一定的范围内，湿度传感器实时获取第一玻璃罩内的湿度，当湿度过低时，控制器控制水泵开启，将水箱内的水通过喷头喷洒到第一玻璃罩内，保持控制器内的湿度。
41.本实用新型提供的具有温湿度控制功能的二氧化碳浓度控制装置，能够使用在小型室内实验中，能够根据需求调整二氧化碳的浓度及温湿度，便于实验的进行，能够回收多余的二氧化碳，提高利用率；该装置包括二氧化碳气源、控制器、二氧化碳浓度控制单元、二氧化碳回收单元、密封罩及设置在所述密封罩内的湿度控制装置及温度控制装置，其中二氧化碳浓度控制单元包括第一电磁阀及第一二氧化碳浓度传感器，第一二氧化碳浓度传感器实时监测第一玻璃罩内的二氧化碳浓度信息，并将信息发送至控制器，控制器根据信息控制第一电磁阀的启闭；二氧化碳回收单元包括集气瓶、第二二氧化碳浓度传感器、第二电磁阀、第三电磁阀、空气泵及水箱，当第一玻璃罩内的二氧化碳浓度过多时，通过通气孔将多余的二氧化碳排放至第二玻璃罩中，控制器控制第二电磁阀及空气泵开启，通过集气瓶及水箱利用排水法进行二氧化碳的回收，当集气瓶内的二氧化碳浓度达到一定程度，控制器控制第三电磁阀打开，将回收的二氧化碳输送至二氧化碳钢瓶中，能够实现二氧化碳的回收利用；湿度控制装置包括水泵、喷头及湿度传感器，当湿度传感器监测到第一玻璃罩中的湿度过低时，控制器控制水泵开启，通过喷头进行洒水，能够保证第一玻璃罩内的湿度；温度控制装置包括温度传感器、冷风机及加热器，温度传感器实时监测第一玻璃罩内的温度信息，控制器根据温度信息判断是否打开冷风机及加热器使得温度在一定范围内；第一玻璃罩的内壁上还设置有多个低速风扇，能够扰动空气，将空气与二氧化碳混合，防止二氧化碳浓度不均匀；所述装置还包括无线通信模块及上位机，能够实时记录控制器采集到的信息，便于后续实验结果的分析。
42.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。