本實用新型涉及實驗器材領域，尤其涉及一種智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室。

背景技術：

干旱地區(qū)擁有豐富的太陽能卻水資源匱乏，所以農(nóng)業(yè)方面多使用溫室解決缺水問題，可以最大程度的緩解缺水壓力，但是當前的溫室都是半封閉式的，是因為太陽輻射會導致溫室內溫度過高，需要敞開通風，從而達到降溫的目的，敞開通風就會將植物蒸騰的水汽一并帶走，而植物吸收的水份95%都用于蒸騰，如果能形成一個能高效降溫的密閉溫室空間，同時將蒸騰的水份回收利用，那么針對干旱地區(qū)缺水的問題就能得到很大的緩解。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室，小規(guī)模的試驗全封閉溫室的可行性，引入了半導體制冷技術，更好的控制密閉試驗空間內的溫度，同時可以回收蒸騰作用產(chǎn)生的水蒸汽，進而控制密閉試驗空間內的濕度，光源、溫度、濕度、土壤等等均智能控制，智能化管理，使得采集的數(shù)據(jù)真實可靠，對于未來全封閉溫室有著重要的意義。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室，種植有植物的盆栽擺放在該實驗溫室中，包括殼體、半導體制冷裝置；殼體圍成一個密封的立體試驗空間，試驗空間的側壁設置有半導體制冷裝置，半導體制冷裝置包括半導體元件和電源，半導體元件的一端是A面，且另一端是B面，半導體元件與電源接通，電源接通后A面與B面就產(chǎn)生了溫度差，半導體制冷裝置密封橫穿殼體，半導體制冷裝置A面位于試驗空間內，且B面位于試驗空間外。

最優(yōu)的，還包括光源板，光源板設置在試驗空間的上部，所述半導體制冷裝置還包括鋁板、散熱板，半導體制冷裝置A面與鋁板緊密接觸固定，半導體制冷裝置B面與散熱板緊密接觸固定。

最優(yōu)的，還包括傳感器模塊、智能控制模塊、回收灌溉裝置，回收灌溉裝置包括導液斗、收集槽、電控閥門、澆灌管道、澆灌頭，導液斗的一端安裝在鋁板下部，用于盛接鋁板表面流下來的蒸汽回收液體，導液斗的另一端與收集槽連通，澆灌管道通過電控閥門與收集槽連通，澆灌管道將收集槽中的水運輸?shù)脚柙蕴帲c澆灌管道連通的澆灌頭與盆栽相匹配，且澆灌頭伸入到盆栽內；光源板、半導體制冷裝置、傳感器模塊、回收灌溉裝置均與智能控制模塊電連接；傳感器模塊包括回收水重量傳感器，回收水重量傳感器設置收集槽下部，且用于稱量收集槽內回收水的量，回收水重量傳感器將感應到的收集槽的重量數(shù)據(jù)發(fā)送到智能控制模塊。

最優(yōu)的，所述傳感器模塊包括傳感器支架、回收水重量傳感器、光照輻射傳感器、土壤水分傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器，傳感器支架的一端固定在下槽底上，且位于盆栽一旁，傳感器支架另一端為自由端，且由上至下固定安裝有光照輻射傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器、溫度傳感器、氧氣傳感器、土壤水分傳感器，其中土壤水分傳感器是通過鏈子與傳感器支架固定連接，土壤水分傳感器插入到盆栽的土中,光照輻射傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器、溫度傳感器、氧氣傳感器、土壤水分傳感器分別將感應到的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能控制模塊。

最優(yōu)的，還包括盆栽水回收裝置，盆栽水回收裝置包括孔洞擺放框、支撐柱、導流罩、防水臺、溢水槽、溢水回收管和單向閥，外圍固定有一圈擋水沿的溢水槽固定安裝在試驗空間下部，且溢水槽通過溢水回收管與澆灌管道連通，溢水回收管上設置有單向閥，使水只能由溢水回收管流向澆灌管道，溢水槽的內部固定安裝有高度高于擋水沿的防水臺，防水臺是由樹脂材料制成，中間高四周低的導流罩扣在防水臺的外側，且導流罩的下邊沿高于溢水槽擋水沿的上邊沿，導流罩的上表面固定安裝有至少一個支撐柱，且支撐柱的另一端固定安裝在孔洞擺放框的下部，表面均是空洞結構的孔洞擺放框是一個開口向上的立體結構，孔洞擺放框的上開口內用于容納盆栽，且上開口的形狀與盆栽相匹配，盆栽中溢出的水穿過孔洞后經(jīng)過導流罩流入溢水槽后經(jīng)過溢水回收管進入澆灌管道被回收利用。

由上述技術方案可知，本實用新型提供的智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室，采用冷光燈LED燈為試驗的作物提供不同輻射的光源，利用半導體制冷裝置控制溫室內溫度的同時凝結試驗空間內蒸散的水汽從而控制濕度，回收的冷凝水用于循環(huán)灌溉，光伏電池為整個系統(tǒng)供電，智能控制，植物每天呼吸作用產(chǎn)生的氧氣量還有二氧化碳量、植物需要的灌溉水、植物蒸散水的量等等影響作物生理生長的參數(shù)均被實時監(jiān)控，采用zigbee無線通訊方式進行數(shù)據(jù)采集傳輸，實時觀測采集并保存這些參數(shù)并后期進行統(tǒng)計學分析，可以得到溫室作物栽培的重要實驗結果，因為是全封閉智能調控，所以可以提供不同的植物生長環(huán)境，是一個很好的全封閉溫室的小型實驗設備。

附圖說明

附圖1是智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室的外觀結構示意圖。

附圖2是智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室的半導體制冷裝置結構示意圖。

附圖3是智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室的底面布置圖。

附圖4是智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室內部局部結構示意圖。

圖中：殼體10、半導體制冷裝置20、A面21、B面22、鋁板23、散熱板24、外置風扇25、半導體元件26、回收灌溉裝置30、導液斗31、收集槽32、澆灌管道33、澆灌頭34、光源板40、傳感器模塊50、傳感器支架51、光照輻射傳感器52、濕度傳感器53、二氧化碳傳感器54、溫度傳感器55、氧氣傳感器56、土壤水分傳感器57、盆栽水回收裝置60、孔洞擺放框61、支撐柱62、導流罩63、防水臺64、溢水槽65。

具體實施方式

結合本實用新型的附圖，對實用新型實施例的技術方案做進一步的詳細闡述。

參照附圖1所示，智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室，種植有植物的盆栽擺放在該實驗溫室中，該實驗溫室包括殼體10、半導體制冷裝置20、光源板40、傳感器模塊50、智能控制模塊、回收灌溉裝置30、盆栽水回收裝置60、輸水裝置、輸氣體裝置、抽氣裝置、輸濕氣裝置、無菌操作口、操作手套。

殼體10圍成一個密封的立體試驗空間，光源板40設置在試驗空間的上部，光源板40上固定的是LED燈，LED燈的強度和顏色受智能控制模塊控制，試驗空間的側壁設置有半導體制冷裝置20，殼體10下部設置有兩個無菌操作口，無菌操作口上與操作手套的一端固定密封連接，殼體10由透明材料制成。

參照附圖2所示，半導體制冷裝置20包括半導體元件26、電源、鋁板23、散熱板24、外置風扇25、密封墊，半導體元件26的一端是A面21，且另一端是B面22，半導體元件26與電源接通，電源接通后A面21與B面22就產(chǎn)生了溫度差，半導體制冷裝置20密封橫穿殼體10，半導體制冷裝置20A面21位于試驗空間內，且B面22位于試驗空間外，半導體制冷裝置20A面21與鋁板23緊密接觸固定，半導體制冷裝置20B面22與散熱板24緊密接觸固定，散熱板24上固定安裝有外置風扇25，鋁板23與半導體制冷裝置20A面21接觸的一面為光滑平面，且相對的另一面是突出鋸齒狀；所述散熱板24與半導體制冷裝置20B面22接觸的一面為光滑平面，且相對的另一面是突出鋸齒狀；所述外置風扇25安裝在散熱板24上部，且風向與鋸齒之間的縫隙垂直；密封墊設置在半導體制冷裝置20與殼體10接觸處，密封墊包括上膠環(huán)、下膠環(huán)和連接膠筒，中空的連接膠筒上端與上膠環(huán)的內圓固定連接，連接膠筒下端與下膠環(huán)的內圓固定連接，上膠環(huán)設置在殼體10內側，下膠環(huán)設置在殼體10外側，連接膠筒穿過殼體10，且與殼體10密封接觸，上膠環(huán)和下膠環(huán)將殼體10夾在中間，半導體元件26設置在連接膠筒中空腔中。

參照附圖3所示，回收灌溉裝置30包括導液斗31、收集槽32、電控閥門、澆灌管道33、澆灌頭34，導液斗31的一端安裝在鋁板23下部，用于盛接鋁板23表面流下來的蒸汽回收液體，導液斗31的另一端與收集槽32連通，澆灌管道33通過電控閥門與收集槽32連通，澆灌管道33將收集槽32中的水運輸?shù)脚柙蕴?，與澆灌管道33連通的澆灌頭34與盆栽相匹配，且澆灌頭34伸入到盆栽內；光源板40、半導體制冷裝置20、傳感器模塊50、回收灌溉裝置30均與智能控制模塊電連接。

傳感器模塊50包括回收水重量傳感器、傳感器支架51、回收水重量傳感器、光照輻射傳感器52、土壤水分傳感器57、溫度傳感器55、濕度傳感器53、二氧化碳傳感器54、氧氣傳感器56，回收水重量傳感器設置收集槽32下部，且用于稱量收集槽32內回收水的量，回收水重量傳感器將感應到的收集槽32的重量數(shù)據(jù)發(fā)送到智能控制模塊；傳感器支架51的一端固定在下槽底上，且位于盆栽一旁，傳感器支架51另一端為自由端，且由上至下固定安裝有光照輻射傳感器52、濕度傳感器53、二氧化碳傳感器54、溫度傳感器55、氧氣傳感器56、土壤水分傳感器57，其中土壤水分傳感器57是通過鏈子與傳感器支架51固定連接，土壤水分傳感器57插入到盆栽的土中,光照輻射傳感器52、濕度傳感器53、二氧化碳傳感器54、溫度傳感器55、氧氣傳感器56、土壤水分傳感器57分別將感應到的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能控制模塊。

參照附圖4所示，盆栽水回收裝置60包括孔洞擺放框61、支撐柱62、導流罩63、防水臺64、溢水槽65、溢水回收管和單向閥，外圍固定有一圈擋水沿的溢水槽65固定安裝在試驗空間下部，且溢水槽65通過溢水回收管與澆灌管道33連通，溢水回收管上設置有單向閥，使水只能由溢水回收管流向澆灌管道33，溢水槽65的內部固定安裝有高度高于擋水沿的防水臺64，防水臺64是由樹脂材料制成，中間高四周低的導流罩63扣在防水臺64的外側，且導流罩63的下邊沿高于溢水槽65擋水沿的上邊沿，導流罩63的上表面固定安裝有至少一個支撐柱62，且支撐柱62的另一端固定安裝在孔洞擺放框61的下部，表面均是空洞結構的孔洞擺放框61是一個開口向上的立體結構，孔洞擺放框61的上開口內用于容納盆栽，且上開口的形狀與盆栽相匹配，盆栽中溢出的水穿過孔洞后經(jīng)過導流罩63流入溢水槽65后經(jīng)過溢水回收管進入澆灌管道33被回收利用。

輸水裝置包括水箱、輸水管和輸水電控閥和輸水流量傳感器，輸水管一端與水箱連通，輸水管另一端上安裝輸水電控閥后穿過殼體10并與澆灌管道33連通，輸水管中安裝有輸水流量傳感器，輸水電控閥、輸水流量傳感器均與智能控制模塊電連接，且受智能控制模塊控制。

輸氣體裝置包括輸氣管、電控輸氣閥、氣體流量傳感器和氣罐，輸氣管的一端通過電控輸氣閥與氣罐連通，且另一端與密閉試驗空間連通，輸氣管內安裝有氣體流量傳感器，電控輸氣閥、氣體流量傳感器均與智能控制模塊電連接，且受智能控制模塊控制；氣罐包括二氧化碳氣罐和氧氣氣罐。

輸濕氣裝置的出濕氣口與密閉試驗空間連通，且出濕氣口安裝有出濕氣流量傳感器，輸濕氣裝置、出濕氣流量傳感器均與智能控制模塊電連接，且受智能控制模塊控制。

抽氣裝置的抽氣口與密閉實驗室空間連通，且抽氣口安裝有抽氣流量傳感器，抽氣裝置、抽氣流量傳感器均與智能控制模塊電連接，且受智能控制模塊控制；輸氣體裝置的輸氣管和輸濕氣裝置的出濕氣口設置在與抽氣裝置的抽氣口相對的一面。

回收灌溉裝置30的澆灌頭34上安裝有與智能控制模塊電連接的抽水電控龍頭，且電控龍頭受智能控制模塊控制，所述兩個收集槽32分別設置在試驗空間底部的兩側，至少兩個澆灌管道33平行布置在中間，且澆灌管道33的兩端分別于兩個收集槽32連通，每一個澆灌管道33的兩端均設置有電控閥門，兩個澆灌管道33之間的空間用于容納盆栽，盆栽與澆灌頭34一一對應；每一個盆栽都被編號，盆栽編號與相鄰的傳感器支架51上的光照輻射傳感器52編號、濕度傳感器53編號、二氧化碳傳感器54編號、溫度傳感器55編號、氧氣傳感器56編號、土壤水分傳感器57編號一致，且盆栽編號與其唯一對應的澆灌頭34上的電控龍頭編號一致。

智能控制模塊判斷所有光照輻射傳感器52感應數(shù)據(jù)的平均值與預設的光照輻射值是否相對應，在判斷出得到的平均光照輻射感應值與預設光照輻射值不相對應時，智能控制模塊輸出對應的控制信號給光源板40，光源板40相應對應的控制信號后關閉或者開啟對應的LED燈；智能控制模塊判斷所有溫度傳感器55感應數(shù)據(jù)的平均值與預設的溫度值是否相對應，在判斷出得到的平均溫度感應值與預設溫度值不相對應時，智能控制模塊輸出對應的控制信號給半導體制冷裝置20，半導體制冷裝置20相應對應的控制信號后對A面21進行制冷或者加熱；智能控制模塊判斷不同編號的土壤水分傳感器57感應數(shù)據(jù)與預設的土壤水分值是否相對應，在判斷出某一編號土壤水分感應值與預設土壤水分值不相對應時，智能控制模塊輸出對應的控制信號給電控閥門、輸水電控閥、電控龍頭，電控閥門、輸水電控閥、電控龍頭相應對應的控制信號后關閉或者開啟以使水流到某一編號的盆栽中；智能控制模塊判斷所有二氧化碳傳感器54感應數(shù)據(jù)的平均值與預設的二氧化碳值是否相對應，在判斷出得到的平均二氧化碳感應值與預設二氧化碳值不相對應時，智能控制模塊輸出對應的控制信號給電控輸氣閥和抽氣裝置，電控輸氣閥相應對應的控制信號后輸入預設量的二氧化碳進入密閉試驗空間，同時抽氣裝置相應對應的控制信號后從密閉試驗空間抽出等量的氣體；智能控制模塊判斷所有氧氣傳感器56感應數(shù)據(jù)的平均值與預設的氧氣值是否相對應，在判斷出得到的平均氧氣感應值與預設氧氣值不相對應時，智能控制模塊輸出對應的控制信號給電控輸氣閥和抽氣裝置，電控輸氣閥相應對應的控制信號后輸入預設量的氧氣進入密閉試驗空間，同時抽氣裝置相應對應的控制信號后從密閉試驗空間抽出等量的氣體；智能控制模塊判斷所有濕度感器感應數(shù)據(jù)的平均值與預設的濕度值是否相對應，在判斷出得到的平均濕度感應值與預設濕度值不相對應時，智能控制模塊輸出對應的控制信號給輸濕氣裝置和抽氣裝置，輸濕氣裝置相應對應的控制信號后輸入預設量的濕氣進入密閉試驗空間，同時抽氣裝置相應對應的控制信號后從密閉試驗空間抽出等量的氣體。

本實用新型所述的智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室既可以根據(jù)不同植物或者根據(jù)不同的生長周期等不同情況設定不同的溫室環(huán)境，例如作物培育、作物發(fā)育生長、作物開花座果三個周期就需要的環(huán)境不同，實驗期間，根據(jù)作物培育期間的需水量、蒸散量、喜光程度的生理特點，選擇合適強度的光照，開啟半導體制冷裝置20，進行蒸散水的凝結回收，降低空氣濕度，根據(jù)盆栽中的土壤水分傳感確定是否需要啟動澆灌頭34與智能控制模塊電連接的抽水電控龍頭進行澆灌并確定澆灌多少，盆栽溢出的水經(jīng)過溢水回收管進入澆灌管道33被回收利用，所有灌溉的水量均被統(tǒng)計，可以累計知道植物一個時期需要的灌溉量，同時實時采集不同實驗周期的光照強度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、溫濕度、土壤水分含量、蒸散水量等參數(shù)，將所有數(shù)據(jù)儲存、分析、并實時監(jiān)測，統(tǒng)計學分析得到的數(shù)據(jù)，并且可以通過定期分期數(shù)據(jù)和觀察植物生長的情況來不斷調整溫室的控制柜的光源輻射強度、制冷量、灌溉量等。

本實用新型所述的智能調控全封閉半導制冷凝結蒸散水回收灌溉實驗溫室，全封閉的結構，并使用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為整個實驗溫室供電，同利用半導體制冷裝置20控制溫度的同時回收蒸騰水，并將蒸騰水循環(huán)利用，節(jié)能節(jié)水效果顯著，為以后大規(guī)模建造干旱地區(qū)的封閉式溫室打下來基礎。