一种可动态调节的人工气候箱的制作方法

1.本发明属于人工环境模拟领域，具体是一种可动态调节的人工气候箱。


背景技术：

2.人工气候箱是具有光照、加湿功能的高精度冷热恒温设备，为用户提供一个理想的人工气候实验环境。它可用作植物的发芽、育苗、组织、微生物的培养；昆虫及小动物的饲养；水体分析的bod的测定以及其它用途的人工气候试验。是生物遗传工程、医学、农业、林业、环境科学、畜牧、水产等生产和科研部门理想的试验设备；
3.人工气候箱可以不依赖外界的环境变化，对其内部的光照，温度，湿度，风速，co2浓度进行调节，以模拟不同的自然环境，广泛应用于工业和农业领域；
4.但是，经研究发现现有的人工气候箱在使用时存在一定的弊端；
5.1、现有市面上人工气候箱多采用雾化加湿的方式，难以在高湿度环境下 (》90％)精确连续地调节人工气候箱内部的温度和湿度。
6.2、现有的人工气候箱在内外系统进行换气时，容易引起温度和湿度的波动。在一些场景下，比如食用菌的培养，不引起温度湿度波动的情况下完成换气非常重要。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术的不足，本技术提供的一种可动态调节的人工气候箱，其高精度连续可调温度和湿度，可以在不受进风温度和湿度的影响的情况下精确调节气候箱内部温度湿度，同时无需独立的压缩机设备，在批量使用时，具有装配方便和成本较低的优点。
8.本技术实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
9.一种可动态调节的人工气候箱，包括箱体、环境调节系统、控制模块和外部辅助装置；
10.箱体由保温性能较好的材料制成，尽可能减少气候箱内部和外部的热量交换；
11.环境调节系统设置在箱体的内部，用于调节人工气候箱内部的环境参数；
12.控制模块设置在箱体上，用于监测箱体内部环境参数并控制环境调节系统的运行；
13.外部辅助装置与环境调节系统连接；
14.其中，所述环境调节系统包括光照控制系统和co2浓度控制系统和温度湿度控制系统；
15.光照控制系统设置在箱体的内部顶端位置，用于调节箱体内部的光照强度；
16.co2浓度控制系统设置在箱体的内部，用于调节箱体内部co2的浓度，其与外部辅助装置连接；
17.温度湿度控制系统设置在箱体的内部，温度湿度控制系统与外部辅助装置连接。
18.使用时，温度湿度控制系统与外部辅助装置配合实现温度湿度的调节，co2浓度控制系统与外部辅助装置配合实现co2浓度的调节。
19.优选的，所述光照控制系统包括全光谱光源和光强调节模块；
20.全光谱光源设置在箱体的内顶面；
21.光强调节模块设置在箱体的内顶面，光强调节模块与全光谱光源连接。
22.使用时通过全光谱光源发出不同种类的光，例如紫外光、可见光和红外光，光强调节模块能够调节光线的强度。
23.优选的，所述外部辅助装置包括换热器和气源；
24.换热器与温度湿度控制系统连接，换热器与供热设备连接，实现水的加热。
25.气源与co2浓度控制系统连接，气源用于为co2浓度控制系统供气，增加co2气体的浓度。
26.优选的，所述co2浓度控制系统包括过滤器和导流组件；
27.过滤器安装在箱体的侧壁上，过滤器的进气口通过管道与气源的供气口连接，过滤器用于过滤co2气体中的杂质；
28.导流组件安装在过滤器的出气端。
29.优选的，所述气源与过滤器连接的管道上设置有减压阀，所述导流组件包括空心球，所述空心球的外表面开设有方向不同的开口。
30.导流组件能够改变气体的流动方向，从而使得co2气体快速的扩散到箱体内部各个地方。
31.优选的，所述温度湿度控制系统包括新风系统和水循环装置；
32.新风系统设置在箱体的内部，新风系统用于向箱体内部供气：
33.水循环装置设置在箱体的内部，水循环装置用于改变新风系统送入气体的湿度。
34.新风系统带动空气运动，使得空气穿过水循环装置，从而改变空气的湿度。
35.优选的，所述水循环装置包括下部水箱和上部水帘室：
36.下部水箱固定安装在箱体的内底面；
37.上部水帘室固定安装在下部水箱的上端面；
38.循环管道包括外部供水管和内部回水管，所述外部供水管和内部回水管均与下部水箱和上部水帘室连通；
39.其中，所述换热器与下部水箱之间通过输水管和回水管道连接，所述换热器上设置有进水管；
40.所述外部供水管和回水管道上均设置有水泵。
41.冷水通过换热器换热进入到下部水箱中，下部水箱中的水进入到换热器中换热，进行热交换，达到精确调节水箱水温的目的，水温调节完成后，水泵通过外部供水管将水抽提到上部水帘室中，水经由水帘流下后通过内部回水管回流至下部水箱。
42.优选的，所述新风系统包括新风管道和出风管；
43.新风管道的一端与上部水帘室的进风口连接；
44.出风管的一端与上部水帘室的出风口连接；
45.其中，所述新风管道的内部设置有风扇，所述出风管上设置有加热器，所述新风管道和出风管上均设置有止逆阀，以防止新风气体未经水帘泄露至箱体内，也防止箱体内部的气体泄漏至外部。
46.使用时风扇抽风，将空气引导到上部水帘室中，空气穿过水帘，温度调节至水的温
度，湿度为饱和状态，然后通过出风管排出，排出时经过加热器加热，加热器通过程序调节加热器的功率，对经由水帘的湿度饱和的气体加热至指定温度，当co2的浓度下降至设定值时，将新风管道关闭。
47.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
48.一是，本发明记载了一种可动态调节的人工气候箱，其高精度连续可调温度和湿度，可以在不受进风温度和湿度的影响的情况下精确调节气候箱内部温度湿度，同时无需独立的压缩机设备，在批量使用时，具有装配方便和成本较低的优点。
49.二是，本发明记载了一种可动态调节的人工气候箱，可以在给定范围内精确调控气候箱内部的温度湿度(温度10-40摄氏度，湿度30％-100％)，在高湿度环境下同样可以精确控制，并且可以按照预先设定好的温湿度组合曲线平稳动态调节，以模拟不同情况下气候环境的变化，同时，在不影响内部温度湿度的情况下实现换气，具有良好的使用前景；
50.三是，本发明记载了一种可动态调节的人工气候箱，其技术成熟，集成度高，多组气候箱可以共用一套外部热源，不需要独立的压缩机来降低湿度，降低了设备的成本和装配难度。
附图说明
51.图1是本发明的整体结构示意图；
52.图2是本发明中温度湿度控制系统的局部结构结构图。
53.附图标记：1、箱体；2、全光谱光源；3、光强调节模块；4、换热器；5、气源；6、过滤器；7、减压阀；8、空心球；9、开口；10、下部水箱；11、上部水帘室；12、外部供水管；13、内部回水管；14、回水管道；15、水泵；16、新风管道；17、出风管；18、加热器。
具体实施方式
54.本技术实施例通过提供一种可动态调节的人工气候箱，解决现有技术中现有市面上人工气候箱多采用雾化加湿的方式，难以在高湿度环境下(》90％)精确连续地调节内部的温度和湿度。现有的人工气候箱在内外系统进行换气时，容易引起温度和湿度的波动。在一些场景下，比如食用菌的培养，不引起温度湿度波动的情况下完成换气的问题，本可动态调节的人工气候箱其高精度连续可调温度和湿度，可以在不受进风温度和湿度的影响的情况下精确调节气候箱内部温度湿度，同时无需独立的压缩机设备，在批量使用时，具有装配方便和成本较低的优点。
55.实施例：
56.一种可动态调节的人工气候箱，如图1-图2所示，包括箱体1、环境调节系统、控制模块和外部辅助装置；
57.箱体1由保温性能较好的材料制成，尽可能减少气候箱内部和外部的热量交换；
58.环境调节系统设置在箱体1的内部，用于调节人工气候箱内部的环境参数；
59.控制模块设置在箱体1上，用于监测箱体1内部环境参数并控制环境调节系统的运行；
60.外部辅助装置与环境调节系统连接；
61.其中，环境调节系统包括光照控制系统和co2浓度控制系统和温度湿度控制系统；
62.光照控制系统设置在箱体1的内部顶端位置，用于调节箱体1内部的光照强度；
63.co2浓度控制系统设置在箱体1的内部，用于调节箱体1内部co2的浓度，其与外部辅助装置连接；
64.温度湿度控制系统设置在箱体1的内部，温度湿度控制系统与外部辅助装置连接。
65.控制模块包括控制器和若干组传感器，采用传感器监测箱体1内部各个位置的温度或湿度、以及co2浓度和光照强度，采用控制器对传感器采集的数据进行处理和计算，并对环境调节系统进行控制。
66.使用时，温度湿度控制系统与外部辅助装置配合实现温度湿度的调节，co2浓度控制系统与外部辅助装置配合实现co2浓度的调节。
67.光照控制系统包括全光谱光源2和光强调节模块3；
68.全光谱光源2设置在箱体1的内顶面；
69.光强调节模块3设置在箱体1的内顶面，光强调节模块3与全光谱光源2 连接。
70.使用时通过全光谱光源2发出不同种类的光，例如紫外光、可见光和红外光，光强调节模块3能够调节光线的强度。
71.外部辅助装置包括换热器4和气源5；
72.换热器4与温度湿度控制系统连接，换热器4与供热设备连接，实现水的加热。
73.气源5与co2浓度控制系统连接，气源5用于为co2浓度控制系统供气，增加co2气体的浓度。
74.co2浓度控制系统包括过滤器6和导流组件；
75.过滤器6安装在箱体1的侧壁上，过滤器6的进气口通过管道与气源5的供气口连接，过滤器6用于过滤co2气体中的杂质；
76.导流组件安装在过滤器6的出气端。
77.气源5与过滤器6连接的管道上设置有减压阀7，导流组件包括空心球8，空心球8的外表面开设有方向不同的开口9。
78.导流组件能够改变气体的流动方向，从而使得co2气体快速的扩散到箱体1 内部各个地方。
79.温度湿度控制系统包括新风系统和水循环装置；
80.新风系统设置在箱体1的内部，新风系统用于向箱体1内部供气：
81.水循环装置设置在箱体1的内部，水循环装置用于改变新风系统送入气体的湿度。
82.新风系统带动空气运动，使得空气穿过水循环装置，从而改变空气的湿度。
83.水循环装置包括下部水箱10和上部水帘室11：
84.下部水箱10固定安装在箱体1的内底面；
85.上部水帘室11固定安装在下部水箱10的上端面；
86.循环管道包括外部供水管12和内部回水管13，外部供水管12和内部回水管13均与下部水箱10和上部水帘室11连通；
87.其中，换热器4与下部水箱10之间通过输水管和回水管道14连接，换热器4上设置有进水管；
88.外部供水管12和回水管道14上均设置有水泵15。
89.冷水通过换热器4换热进入到下部水箱10中，下部水箱10中的水进入到换热器4中
换热，进行热交换，达到精确调节水箱水温的目的，水温调节完成后，水泵15通过外部供水管12将水抽提到上部水帘室11中，水经由水帘流下后通过内部回水管13回流至下部水箱10。
90.新风系统包括新风管道16和出风管17；
91.新风管道16的一端与上部水帘室11的进风口连接；
92.出风管17的一端与上部水帘室11的出风口连接；
93.其中，新风管道16的内部设置有风扇，出风管17上设置有加热器18，新风管道16和出风管17上均设置有止逆阀，以防止新风气体未经水帘泄露至箱体1内，也防止箱体1内部的气体泄漏至外部。
94.使用时风扇抽风，将空气引导到上部水帘室11中，空气穿过水帘，温度调节至水的温度，湿度为饱和状态，然后通过出风管17排出，排出时经过加热器 18加热，通过程序调节加热器18的功率，对经由水帘的湿度饱和的气体加热至指定温度，当co2的浓度下降至设定值时，将新风管道16关闭。
95.最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。