專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生態(tài)模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生態(tài)模擬裝置，屬于人工環(huán)境氣候控制領(lǐng)域，專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)A01G 9/14；B01L 1/00。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、檢驗(yàn)檢疫等領(lǐng)域的人工氣候模擬系統(tǒng)，大都屬于簡(jiǎn)單的氣候模擬，主要是控制溫度、濕度，還有些系統(tǒng)增加了降水和光照等參數(shù)。這些參數(shù)的控制，只能模擬一般的氣候條件，而且只是當(dāng)?shù)氐臍夂顥l件。由于地球各個(gè)地方的各種生態(tài)環(huán)境，不僅與當(dāng)?shù)氐臏囟?、濕度、光照、降水有關(guān)，而且還與當(dāng)?shù)氐臍鈮?、風(fēng)力、氣體物質(zhì)、液體物質(zhì)、微波、生物種群、生物數(shù)量有關(guān)。因此，要想真正地模擬世界不同地區(qū)別的生態(tài)環(huán)境和制造多種理想的生態(tài)環(huán)境，進(jìn)行工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天、軍事等各方面科學(xué)研究，僅控制上述四種因素是不行的，還需要對(duì)影響生態(tài)環(huán)境的其他因素進(jìn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生態(tài)模擬裝置，通過(guò)對(duì)室內(nèi)生態(tài)環(huán)境的各種因素包括溫度、濕度、光照、氣壓、降水、風(fēng)、氣體物質(zhì)、液體物質(zhì)、微波、生物種群、種群數(shù)量等狀態(tài)的探測(cè)；采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和管理；通過(guò)相關(guān)設(shè)備對(duì)室內(nèi)生態(tài)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)和控制，達(dá)到可以模擬不同地區(qū)的多種生態(tài)環(huán)境；也可以模擬一些特殊、理想的實(shí)驗(yàn)生態(tài)環(huán)境，供科研和生產(chǎn)使用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種生態(tài)模擬裝置，由一間封閉的模擬室、若干個(gè)探測(cè)模擬室內(nèi)受控因素的傳感器、若干種實(shí)施受控因素量的設(shè)備、計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)程序軟件、電器元件和其他通用設(shè)備、零件組裝而成；所述若干傳感器，通過(guò)信息輸出端口與計(jì)算機(jī)輸入端口相接；所述實(shí)施因素量的設(shè)備通過(guò)控制端口與計(jì)算機(jī)輸出端口連接；計(jì)算機(jī)按規(guī)定程序?qū)?lái)自傳感器的各種受控因素信息與系統(tǒng)給定的模擬因素量作比較、并作處理、發(fā)出指令給相關(guān)因素的實(shí)施設(shè)備；實(shí)施設(shè)備按指令向模擬室提供相應(yīng)量的因素輸出量；其特征在于，所述探測(cè)受控因素的傳感器有溫度、濕度、光照度、氣壓、降水、通風(fēng)量、導(dǎo)入氣體量、導(dǎo)入液體量、微波強(qiáng)度、紅外傳感器和普通攝像頭。
所述實(shí)施設(shè)備有加熱器、制冷機(jī)、加濕器、光照燈、壓力真空泵、噴水器、通風(fēng)機(jī)、氣體排放閥、液體排放閥、微波發(fā)生器、生物種類(lèi)和生物數(shù)量釋放器(手動(dòng)釋放)。
所述的受控因素是溫度、濕度、光照度、氣壓、降水、通風(fēng)量、氣體量、液體量、微波強(qiáng)度、生物種類(lèi)和生物數(shù)量。
所述探測(cè)用傳感器布置在模擬室內(nèi)部；所述實(shí)施設(shè)備和通用零件、電器、線路布置在模擬室地下或周?chē)?；在模擬室前面有一個(gè)透明材料制成的門(mén)；門(mén)上面有顯示室內(nèi)狀態(tài)的儀表；在模擬室地面上設(shè)置有液體箱、土壤箱、生物箱，其中土壤箱放置在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)面上；在模擬室一側(cè)墻上開(kāi)有氣體導(dǎo)入孔、液體導(dǎo)入孔、生物導(dǎo)入孔、以及電源、電器插孔；在模擬室的后墻上開(kāi)有通風(fēng)孔、在通風(fēng)孔上裝有通風(fēng)機(jī)；模擬室的墻采用隔熱保溫材料。
由于本發(fā)明的生態(tài)模擬裝置采用了計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬室的上述十種生態(tài)因素有效地監(jiān)測(cè)和控制，至此，模擬室中完成了可以對(duì)世界各地、多種復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，包括對(duì)一些特定的、理想的多種環(huán)境的模擬。因此，生態(tài)模擬裝置提供了一種在本地就可以完成世界各地、多種生態(tài)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、檢驗(yàn)檢疫、航天、軍事等領(lǐng)域的科學(xué)試驗(yàn)，可以有效地提供環(huán)境保障。


圖1是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的控制流程圖。
圖3是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的系統(tǒng)軟件流程圖。
圖4是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的控制組成原理圖。
圖5是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的模擬室結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的模擬室去掉前面后的主視圖。
圖7是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的模擬室結(jié)構(gòu)的左視8是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的電氣運(yùn)行原理圖。
圖9是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的控制電氣連接圖。
圖10是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的電氣連線圖。
圖11是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置傳感器和監(jiān)測(cè)器電氣連接圖。
圖12是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置制冷機(jī)與通風(fēng)機(jī)電氣連接圖。
圖13是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的氣體、液體、生物導(dǎo)入器結(jié)構(gòu)圖。
圖14是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的所用設(shè)備、零件明細(xì)清單。
圖15是圖14的設(shè)備、零件明細(xì)清單繼續(xù)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述，圖1是本發(fā)明一種生態(tài)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是模擬室結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是模擬室去掉前面后的主視圖。圖7是模擬室結(jié)構(gòu)的左視圖。
從圖中可以看出，本發(fā)明由一個(gè)封閉的模擬室，室高2500mm，寬2000mm，厚1500mm；十一種因素的傳感器，包括溫度傳感器20，本實(shí)施例采用的型號(hào)是WHT-5型；濕度傳感器21，型號(hào)是HM1500型；光照傳感器22，型號(hào)是WHL-3型；壓力傳感器27，型號(hào)是AK-4型；降水傳感器23，型號(hào)是JY2-L3型；通風(fēng)傳感器28，型號(hào)是GILL型；氣體成分傳感器24，可進(jìn)行插拔式選擇，包括多種型號(hào)，如氣體成分傳感器CO2傳感器、甲醛氣體傳感器、氫氣傳感器、氧氣傳感器，型號(hào)分別是MD62、MR516、MQ-8、KE-25型；液體成分傳感器25，型號(hào)是SPW型；微波傳感器60，型號(hào)是FGM-3D2型；生物種類(lèi)和數(shù)量監(jiān)測(cè)器，包括紅外傳感器56和普通攝像頭55，采用的型號(hào)分別是Honeywell和TVP8100。以上所用傳感器配置在室內(nèi)部，都是從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的現(xiàn)成產(chǎn)品。
十二種實(shí)施受控因素的設(shè)備，配置在模擬室的下部或周?chē)?，有用于溫度控制的加熱?0和制冷機(jī)54，本實(shí)施例采用的熱電阻型號(hào)是DYK15-120型，制冷機(jī)型號(hào)是HKT型；用于濕度控制的加濕器58，采用的型號(hào)是ZS型；用于氣壓控制的壓力真空泵71，采用的型號(hào)是PM型；用于光照控制的光照燈57，采用的型號(hào)是PAR64.230-1000K；用于降水控制的降水器46，采用的型號(hào)是HIT800-15VAN型；用于控制風(fēng)的通風(fēng)機(jī)51，采用的型號(hào)是YY東陽(yáng)新特型；用于控制氣體的氣體排放閥門(mén)52，采用的電磁閥型號(hào)是閥ZCT型；用于控制液體的液體排放閥門(mén)53，采用的電磁閥型號(hào)是ZCT型；用于電磁波控制的微波發(fā)生器59，采用的型號(hào)是ZLY-017或WB-20HD型；用于監(jiān)測(cè)生物種類(lèi)和數(shù)量的紅外傳感器56或普通攝像頭55，型號(hào)分別是Honeywell和TVP8100。
還有工業(yè)控制計(jì)算機(jī)2采用的型號(hào)宏基型，配置在室外；控制系統(tǒng)程序軟件安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)，信號(hào)輸出接口卡WHX-12型輸出12路開(kāi)關(guān)；信號(hào)采集卡WHM-12，采樣11路信號(hào)；多路輸出電源，輸出電壓+24V、+15V、+5V；以及必備的電器元件，通用設(shè)備及零件，組裝而成。參見(jiàn)圖2、圖3、圖4、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、表1、表2。
上述的十一種類(lèi)型傳感器通過(guò)輸出端口與計(jì)算機(jī)2輸入端口相接，并將檢測(cè)的模擬室的十種因素的信息提供給計(jì)算機(jī)2；由計(jì)算機(jī)2按規(guī)定程序，對(duì)接收傳感器的各種受控因素與模擬環(huán)境給定的模擬因素的量進(jìn)行比較；并作出處理，發(fā)出指令給有關(guān)的控制設(shè)備；有關(guān)設(shè)備接到指令后，按指令向模擬室提供相應(yīng)量的因素輸出量，來(lái)滿足模擬給定的條件，使模擬室內(nèi)環(huán)境保持這一條件并在不斷調(diào)整中保持相對(duì)平衡和穩(wěn)定。如圖1、圖2、圖3、圖4所示。
在模擬室內(nèi)，將各種傳感器設(shè)置在模擬室的內(nèi)部；各種設(shè)備零件，如制冷機(jī)54、加熱器50、壓力真空泵71、微波發(fā)生器54布置在模擬室地面以下或周?chē)蝽敳俊?br> 在模擬室前面有一個(gè)透明材料制成的門(mén)11；門(mén)上面有顯示室內(nèi)狀態(tài)的儀表12；在模擬室地面上設(shè)置有生物箱31、土壤箱32、液體箱33；其中，土壤箱32放置在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)面70上；在模擬室1后墻上設(shè)有通風(fēng)孔41、在通風(fēng)孔41上裝有通風(fēng)機(jī)51、側(cè)墻上還開(kāi)有氣體導(dǎo)入孔45、液體導(dǎo)入孔42，生物導(dǎo)入孔44以及電源插孔61、電器插孔62等；特殊的氣體，如空氣污染物，CO2，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)氣體，通過(guò)氣體導(dǎo)入口45進(jìn)行調(diào)控；有些特殊液體，如重金屬液，農(nóng)藥，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)液通過(guò)液體導(dǎo)入口42進(jìn)行調(diào)控；有些物質(zhì)或生物如細(xì)菌，真菌孢子、病毒、昆蟲(chóng)、雜草等通過(guò)生物導(dǎo)入口44調(diào)控。所述氣體、液體、生物導(dǎo)入是用手動(dòng)導(dǎo)入器通過(guò)各導(dǎo)入口進(jìn)行的，手動(dòng)導(dǎo)入器的結(jié)構(gòu)如圖13所示。
本發(fā)明的生態(tài)模擬裝置，比起現(xiàn)有技術(shù)來(lái)增加了對(duì)生態(tài)環(huán)境中的降水、氣壓、通風(fēng)、氣體物質(zhì)、液體物質(zhì)、微波以及生物種類(lèi)和生物數(shù)量的模擬，這樣就將影響自然界生態(tài)環(huán)境的更多的因素考慮進(jìn)去了。因此，就實(shí)現(xiàn)了可以在本模擬室中進(jìn)行世界各地區(qū)多種氣候、多種生態(tài)環(huán)境的模擬，這對(duì)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、食品、軍事、航天、檢驗(yàn)檢疫等各領(lǐng)域的科學(xué)研究，都具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。
本發(fā)明的一種生態(tài)模擬裝置，達(dá)到了發(fā)明目的，凡與本發(fā)明構(gòu)思相同的各種方案，都屬于本權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生態(tài)模擬裝置，由一間封閉的模擬室、若干個(gè)探測(cè)模擬室內(nèi)受控因素的傳感器、若干種實(shí)施受控因素量的設(shè)備、計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)程序軟件、電器元件和其他通用設(shè)備、零件組裝而成；所述若干傳感器，通過(guò)信息輸出端口與計(jì)算機(jī)輸入端口相接；所述實(shí)施因素量的設(shè)備通過(guò)控制端口與計(jì)算機(jī)輸出端口連接；計(jì)算機(jī)按規(guī)定程序?qū)?lái)自傳感器的各種受控因素信息與系統(tǒng)給定的模擬因素量作比較、并作處理、發(fā)出指令給相關(guān)因素的實(shí)施設(shè)備；實(shí)施設(shè)備按指令向模擬室提供相應(yīng)量的因素輸出量；其特征在于，所述探測(cè)受控因素的傳感器有溫度、濕度、光照度、氣壓、降水、通風(fēng)量、氣體量、液體量、微波強(qiáng)度、用于監(jiān)測(cè)生物種類(lèi)和生物數(shù)量的紅外傳感器和普通攝像頭；所述實(shí)施設(shè)備有加熱器、制冷機(jī)、加濕器、光照燈、壓力真空泵、噴水器、通風(fēng)機(jī)、氣體排放閥、液體排放閥、微波發(fā)生器、生物種類(lèi)和生物數(shù)量釋放器(手動(dòng)釋放)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)模擬裝置，其特征在于，所述探測(cè)用傳感器包括溫度、濕度、光照度、氣壓、降水、通風(fēng)量、氣體量、液體量、微波強(qiáng)度、紅外傳感器和普通攝像頭等布置在模擬室內(nèi)部；所述實(shí)施設(shè)備包括加熱器、制冷機(jī)、加濕器、光照燈、壓力真空泵、噴水器、通風(fēng)機(jī)、氣體排放閥、液體排放閥、微波發(fā)生器、生物種類(lèi)和生物數(shù)量釋放器及有關(guān)通用零件、電器、線路布置在模擬室地下或周?chē)蝽敳浚辉谀M室前面有一個(gè)透明材料制成的門(mén)；門(mén)上面有顯示室內(nèi)狀態(tài)的儀表；在模擬室地面上設(shè)置有液體箱、土壤箱、生物箱，其中土壤箱放置在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)面上；在模擬室一側(cè)墻上開(kāi)有氣體導(dǎo)入孔、液體導(dǎo)入孔、生物導(dǎo)入孔、以及電源、電器插孔；在模擬室的后墻上開(kāi)有通風(fēng)孔、在通風(fēng)孔上裝有通風(fēng)機(jī)；模擬室的墻采用隔熱保溫材料。
全文摘要
一種生態(tài)模擬裝置，屬于人工氣候自動(dòng)控制領(lǐng)域，專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)A01G9/14；B01L 1/00。包括一個(gè)封閉模擬室，若干個(gè)控制器；若干個(gè)探測(cè)器，計(jì)算機(jī)或程序軟件，其它通用零件組裝而成，其特征在于，由探測(cè)器探測(cè)模擬室內(nèi)影響生態(tài)環(huán)境的因素?cái)?shù)據(jù)，反饋數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)；經(jīng)計(jì)算機(jī)與生態(tài)環(huán)境需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比并處理后，命令各種相關(guān)因素的控制器，實(shí)施調(diào)節(jié)或控制；對(duì)影響生態(tài)環(huán)境的因素溫度、濕度、光照、氣壓、降水、風(fēng)控、氣體、液體、微波、生物種群、生物數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，從而解決了在本地就可對(duì)世界各地、多種生態(tài)環(huán)境的模擬，包括一些特殊理想環(huán)境的模擬，對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等行業(yè)的科學(xué)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號(hào)A01G9/14GK1644018SQ20051000732
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
發(fā)明者馬曉光, 張全柱, 陳洪俊 申請(qǐng)人:馬曉光, 中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院