專利名稱：自動化植物水培系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種植物培養(yǎng)裝置，具體涉及一種自動化植物水培系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
植物栽培一般分為常規(guī)栽培和無土栽培。無土栽培是指不用天然土壤，而用基質(zhì)或只在育苗時用基質(zhì)，在定植以后不用基質(zhì)，用營養(yǎng)液灌溉作物的栽培方法。目前用于實驗室的植物栽培方式主要是營養(yǎng)土栽培。營養(yǎng)土栽培植物材料的缺點很多:1)不同批次營養(yǎng)土成分，PH值等是不同的，這些指標可能對植物表型造成一定影響；2)營養(yǎng)土中可能有攜帶植物致病菌、寄生蟲、及致病病毒；3)使用營養(yǎng)土耗費較大，營養(yǎng)土本身價格高，還需要配以價格更高的蛭石，珍珠巖等；4)營養(yǎng)土栽培植物需要不斷檢測土壤含水量，含水量不足時需要及時補充；5)如果需要研究植物根系，營養(yǎng)土栽培非常不方便，很難觀察到植物根系的生長狀態(tài)，也很難得到完整的植物根系；6)營養(yǎng)土栽培不適宜對植物進行一些處理，原因在于營養(yǎng)土成分復雜，水分在營養(yǎng)土中流失快，導致處理液達不到理想濃度。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種自動化植物水培系統(tǒng)，對所培養(yǎng)的植物自動補充營養(yǎng)液，并對營養(yǎng)液進行增氧作業(yè)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的無人化管理，降低了人工管理成本。本實用新型公開了一種自動化植物水培系統(tǒng)，包括增氧系統(tǒng)、補液系統(tǒng)和培養(yǎng)系統(tǒng)，所述培養(yǎng)系統(tǒng)包括水培架和設置在水培架上的多個水培盒；所述增氧系統(tǒng)包括空氣壓縮機，所述空氣壓縮機出口并聯(lián)設置有輸氣管，每根輸氣管設有電磁閥，所述水培盒設有增氧管與輸氣管相通；所述補液系統(tǒng)包括營養(yǎng)液輸送箱，所述營養(yǎng)液輸送箱出口并聯(lián)設置有營養(yǎng)液輸送管，所述水培盒設有營養(yǎng)液補給管與營養(yǎng)液輸送管相通，所述水培盒頂面設有多個定植孔，水培盒內(nèi)部設有增氧曝氣石和液位控制閥，所述增氧曝氣石與增氧管連通，所述液位控制閥與營養(yǎng)液補給管相通。進一步，所述空氣壓縮機出口設有調(diào)壓閥。進一步，所述營養(yǎng)液輸送箱出口設有開關閥。進一步，所述液位控制閥為浮球閥。進一步，所述定植孔內(nèi)設有定植裝置，所述定植裝置包括定植杯和內(nèi)嵌于定植杯中的定植籃，所述定植籃底部中心設有貫穿底部的防倒伏空心柱，所述定植杯杯身中部均布有兩個以上的營養(yǎng)液交換孔。進一步，所述防倒伏空心柱呈上口大、下口小的漏斗狀。進一步，所述補液系統(tǒng)還包括營養(yǎng)液儲存箱、水泵、水位控制器、水位探頭A、水位探頭B、水位探頭C、水位探頭D和水位探頭E，所述水泵入口與營養(yǎng)液儲存箱底部相通，水泵出口與營養(yǎng)液輸送箱相通，所述水泵與水位控制器電連接，所述水位探頭A位于營養(yǎng)液輸送箱壁靠近箱頂處且與水位控制器電連接，所述水位探頭B位于營養(yǎng)液輸送箱壁靠近箱底處且與水位控制器電連接，所述水位探頭C位于營養(yǎng)液儲存箱和營養(yǎng)液輸送箱底部且與水位控制器電連接，所述水位探頭D位于營養(yǎng)液儲存箱壁靠近箱底處且與水位控制器電連接，所述水位探頭E位于營養(yǎng)液儲存箱壁靠近箱頂處且與水位控制器電連接。進一步，還包括營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)，所述營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)包括開關定時器、臭氧發(fā)生器和消毒曝氣石，所述消毒曝氣石位于營養(yǎng)液儲存箱和營養(yǎng)液輸送箱底部，所述臭氧發(fā)生器設有臭氧輸送管與消毒曝氣石連通，所述開關定時器與臭氧發(fā)生器電連接。進一步，所述營養(yǎng)液儲存箱為遮光營養(yǎng)液儲存箱。進一步，所述水培盒為遮光水培盒，所述營養(yǎng)液輸送箱為遮光營養(yǎng)液輸送箱，所述營養(yǎng)液輸送管為遮光營養(yǎng)液輸送管，所述營養(yǎng)液補給管為遮光營養(yǎng)液補給管。本實用新型的有益效果在于:本實用新型自動化植物水培系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:I)通過電磁閥來設置不同增氧管的增氧作業(yè)時間段，提高了設備的利用率，降低了成本，減少了能源消耗，同時水培盒內(nèi)的曝氣石，大大提高了增氧效率。2)營養(yǎng)液儲存箱內(nèi)的營養(yǎng)液通過水位探頭的信號傳輸,可以實現(xiàn)營養(yǎng)液自動從營養(yǎng)液儲存箱輸入營養(yǎng)液輸送箱，保持了營養(yǎng)液成分的一致性，同時水培盒中的浮球閥實現(xiàn)了營養(yǎng)液的自動補給。3)植株莖部插入到定植籃中防倒伏空心柱內(nèi)，防止植株成熟后由于地上部分重量增加導致重心上移使植株倒伏的現(xiàn)象，同時獨立設置的定植裝置使植株根系生長在定植杯中，而不與其他植株的根系發(fā)生纏繞，方便研究者對不同植株根系的觀察、取材和研究。4)營養(yǎng)液儲存箱、水培盒、營養(yǎng)液輸送箱、營養(yǎng)液輸送管和營養(yǎng)液補給管均米用不透光設計，可以有效防止藻類生長，抑制了營養(yǎng)液富營養(yǎng)化。5)營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)可有效抑制營養(yǎng)液中有害微生物的滋生，保護植株的健康生長。

為了使實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的水培盒結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的定植裝置結(jié)構(gòu)之意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。如圖所示，本實用新型一種自動化植物水培系統(tǒng)，包括增氧系統(tǒng)、補液系統(tǒng)和培養(yǎng)系統(tǒng)，所述培養(yǎng)系統(tǒng)包括水培架I和設置在水培架I上的多個水培盒2 ;所述增氧系統(tǒng)包括空氣壓縮機3，可以根據(jù)培養(yǎng)規(guī)模大小選擇合適的空氣壓縮機，本實施例中選擇的是無油空氣壓縮機，所述空氣壓縮機3出口并聯(lián)設置有輸氣管4,每根輸氣管4設有電磁閥9,可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)節(jié)電磁閥9的開合情況，本實施例中在同一時間段內(nèi)只允許一個電磁閥9處于打開狀態(tài)對水培盒2進行間隔增氧，合理安排增氧時間，提高增氧效率。所述水培盒2設有增氧管5與輸氣管4相通，為植株根系發(fā)育需要有足夠的氧氣供給，營養(yǎng)液中的溶解氧含量越高，作物根系的生長越好。所述補液系統(tǒng)包括營養(yǎng)液輸送箱6，所述營養(yǎng)液輸送箱6出口并聯(lián)設置有營養(yǎng)液輸送管7，所述水培盒2設有營養(yǎng)液補給管8與營養(yǎng)液輸送管7相通，為植株生長提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)。所述水培盒2頂面設有多個定植孔10，水培盒2內(nèi)部設有增氧曝氣石30和液位控制閥31，所述增氧曝氣石30與增氧管5連通，氣體由增氧管5經(jīng)過增氧曝氣石30，被其密布的細孔切碎，并在表面與水接觸的過程中產(chǎn)生大量的微氣泡，氣體傳質(zhì)效率增加，從而達到增大氧的溶解度的目的；所述液位控制閥31與營養(yǎng)液補給管8相通，營養(yǎng)液輸送箱6內(nèi)的營養(yǎng)液依靠重力，從水培架I頂層往下輸送，通過液位控制閥31來控制水培盒2內(nèi)營養(yǎng)液的液位，實現(xiàn)了補液的自動化，減少了人工作業(yè)強度，提高了種植效率，不消耗任何能源，減少了資金投入。本實施例中，所述空氣壓縮機3出口設有調(diào)壓閥28，可以針對不同數(shù)量的水培盒2調(diào)節(jié)不同的氣壓大小進行增氧。本實施例中，所述營養(yǎng)液輸送箱6出口設有開關閥30，當水培盒2種植不同植株的時候，需要不同的營養(yǎng)液進行補充，可以關閉開關閥30，方便對水培盒2更換不同的的補液系統(tǒng)。本實施例中，所述液位控制閥31為浮球閥，液位低于設定值時浮球閥自動打開對水培盒2內(nèi)進行營養(yǎng)液的補充，當液位高于設定值時浮球閥自動停止營養(yǎng)液的補充，防止營養(yǎng)液補充過多溢流出水培盒2造成浪費。本實施例中，所述定植孔10內(nèi)設有定植裝置11，所述定植裝置11包括定植杯12和內(nèi)嵌于定植杯12中的定植籃13，所述定植籃13底部中心設有貫穿底部的防倒伏空心柱14，栽培時，將植株莖部插入到定植籃13中防倒伏空心柱14內(nèi)，定植籃13內(nèi)放置石子輔助定植，植株長大成熟后，地上部分重量增加導致重心上移會出現(xiàn)植株倒伏的現(xiàn)象，防倒伏空心柱14可以為植株莖部四周提供一個支撐力，對植株莖部進行固定，防止植株倒伏；所述定植杯12杯身中部均布有兩個以上的營養(yǎng)液交換孔15，使水培盒2內(nèi)的新鮮營養(yǎng)液進入到定植杯12,為植株提供足夠的養(yǎng)分；同時每一個定植裝置11內(nèi)的植株根系生長在定植杯中，而不與其他植株的根系發(fā)生纏繞，方便研究者對不同植株根系的觀察、取材和研究。本實施例中，所述防倒伏空心柱14呈上口大、下口小的漏斗狀，更能適應植株莖部大小。本實施例中，所述補液系統(tǒng)還包括營養(yǎng)液儲存箱16、水泵17、水位控制器18、水位探頭A19、水位探頭B20、水位探頭C21、水位探頭D22和水位探頭E23，所述水泵17入口與營養(yǎng)液儲存箱16底部相通，水泵17出口與營養(yǎng)液輸送箱6相通，所述水泵17與水位控制器18電連接，所述水位探頭A19位于營養(yǎng)液輸送箱6壁靠近箱頂處且與水位控制器18電連接，所述水位探頭B20位于營養(yǎng)液輸送箱6壁靠近箱底處且與水位控制器18電連接，所述水位探頭C21位于營養(yǎng)液儲存箱16和營養(yǎng)液輸送箱6底部且與水位控制器18電連接，所述水位探頭D22位于營養(yǎng)液儲存箱16壁靠近箱底處且與水位控制器18電連接，所述水位探頭E23位于營養(yǎng)液儲存箱16壁靠近箱頂處且與水位控制器18電連接。當營養(yǎng)液儲存箱16內(nèi)營養(yǎng)液液位同時淹過水位探頭D22和水位探頭E23時，水位控制器18開始工作，控制水泵17的運行；當營養(yǎng)液輸送箱6內(nèi)的營養(yǎng)液液位低于水位探頭B20時，水位控制器18啟動水泵17從營養(yǎng)液儲存箱16內(nèi)抽取營養(yǎng)液補充到營養(yǎng)液輸送箱6內(nèi)，當營養(yǎng)液輸送箱6內(nèi)的營養(yǎng)液液位高于水位探頭A19時，水位控制器18關閉水泵17停止向營養(yǎng)液輸送箱6內(nèi)補充液體；當營養(yǎng)液儲存箱16內(nèi)營養(yǎng)液液位低于水位探頭D22時，水位控制器18停止工作，水位探頭C21為水位控制器18的信號回路。本實施例中,還包括營養(yǎng)液消毒系統(tǒng),所述營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)包括開關定時器24、臭氧發(fā)生器25和消毒曝氣石26,所述消毒曝氣石26位于營養(yǎng)液儲存箱16和營養(yǎng)液輸送箱6底部，所述臭氧發(fā)生器25設有臭氧輸送管27與消毒曝氣石26連通，所述開關定時器24與臭氧發(fā)生器25電連接。開關定時器24設定一定時間量控制臭氧發(fā)生器25的開啟和關閉，從而對營養(yǎng)液儲存箱16和營養(yǎng)液輸送箱6內(nèi)的營養(yǎng)液進行消毒滅菌,防止植株發(fā)生病變。本實施例中，所述營養(yǎng)液儲存箱16為遮光營養(yǎng)液儲存箱。本實施例中,所述水培盒2為遮光水培盒,所述營養(yǎng)液輸送箱6為遮光營養(yǎng)液輸送箱，所述營養(yǎng)液輸送管7為遮光營養(yǎng)液輸送管，所述營養(yǎng)液補給管8為遮光營養(yǎng)液補給管。營養(yǎng)液儲存箱16、水培盒2、營養(yǎng)液輸送箱6、營養(yǎng)液輸送管7和營養(yǎng)液補給管8均采用遮光設計，可以有效防止營養(yǎng)液中藻類的成長。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本實用新型的優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進行了描述，但本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:包括增氧系統(tǒng)、補液系統(tǒng)和培養(yǎng)系統(tǒng)，所述培養(yǎng)系統(tǒng)包括水培架和設置在水培架上的多個水培盒；所述增氧系統(tǒng)包括空氣壓縮機，所述空氣壓縮機出口并聯(lián)設置有輸氣管，每根輸氣管設有電磁閥，所述水培盒設有增氧管與輸氣管相通；所述補液系統(tǒng)包括營養(yǎng)液輸送箱，所述營養(yǎng)液輸送箱出口并聯(lián)設置有營養(yǎng)液輸送管，所述水培盒設有營養(yǎng)液補給管與營養(yǎng)液輸送管相通，所述水培盒頂面設有多個定植孔，水培盒內(nèi)部設有增氧曝氣石和液位控制閥，所述增氧曝氣石與增氧管連通，所述液位控制閥與營養(yǎng)液補給管相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣壓縮機出口設有調(diào)壓閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述營養(yǎng)液輸送箱出口設有開關閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述液位控制閥為浮球閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述定植孔內(nèi)設有定植裝置，所述定植裝置包括定植杯和內(nèi)嵌于定植杯中的定植籃，所述定植籃底部中心設有貫穿底部的防倒伏空心柱，所述定植杯杯身中部均布有兩個以上的營養(yǎng)液交換孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述防倒伏空心柱呈上口大、下口小的漏斗狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述補液系統(tǒng)還包括營養(yǎng)液儲存箱、水泵、水位控制器、水位探頭A、水位探頭B、水位探頭C、水位探頭D和水位探頭E，所述水泵入口與營養(yǎng)液儲存箱底部相通，水泵出口與營養(yǎng)液輸送箱相通，所述水泵與水位控制器電連接，所述水位探頭A位于營養(yǎng)液輸送箱壁靠近箱頂處且與水位控制器電連接，所述水位探頭B位于營養(yǎng)液輸送箱壁靠近箱底處且與水位控制器電連接，所述水位探頭C位于營養(yǎng)液儲存箱和營養(yǎng)液輸送箱底部且與水位控制器電連接,所述水位探頭D位于營養(yǎng)液儲存箱壁靠近箱底處且與水位控制器電連接，所述水位探頭E位于營養(yǎng)液儲存箱壁靠近箱頂處且與水位控制器電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:還包括營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)，所述營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)包括開關定時器、臭氧發(fā)生器和消毒曝氣石，所述消毒曝氣石位于營養(yǎng)液儲存箱和營養(yǎng)液輸送箱底部，所述臭氧發(fā)生器設有臭氧輸送管與消毒曝氣石連通，所述開關定時器與臭氧發(fā)生器電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述營養(yǎng)液儲存箱為遮光營養(yǎng)液儲存箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項所述的自動化植物水培系統(tǒng)，其特征在于:所述水培盒為遮光水培盒，所述營養(yǎng)液輸送箱為遮光營養(yǎng)液輸送箱，所述營養(yǎng)液輸送管為遮光營養(yǎng)液輸送管，所述營養(yǎng)液補給管為遮光營養(yǎng)液補給管。
專利摘要本實用新型涉及一種自動化植物水培系統(tǒng)，包括增氧系統(tǒng)、補液系統(tǒng)和培養(yǎng)系統(tǒng)，所述培養(yǎng)系統(tǒng)包括水培架和設置在水培架上的多個水培盒；所述增氧系統(tǒng)包括空氣壓縮機，所述空氣壓縮機出口設有輸氣管與水培盒相通；所述補液系統(tǒng)包括營養(yǎng)液輸送箱，所述營養(yǎng)液輸送箱設有營養(yǎng)液輸送管與水培盒相通。本實用新型通過電磁閥來設置不同增氧管的增氧作業(yè)時間段，提高了設備的利用率，通過水位探頭的信號傳輸，可以實現(xiàn)營養(yǎng)液自動從營養(yǎng)液儲存箱輸入營養(yǎng)液輸送箱，植株莖部插入到定植籃中防倒伏空心柱內(nèi)，防止植株成熟后因重心上移出現(xiàn)植株倒伏的現(xiàn)象，實現(xiàn)了系統(tǒng)的無人化管理，降低了人工管理成本。
文檔編號A01G31/06GK203027859SQ201320038070

公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者李正國, 胡楠, 楊迎伍 申請人:重慶大學