一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，包括方形箱體，液氮制冷系統(tǒng)、水循環(huán)升溫系統(tǒng)、溫度檢測裝置，所述方形箱體，為透明有機(jī)玻璃制成，其前端為可翻轉(zhuǎn)的活動(dòng)箱蓋，活動(dòng)箱蓋上設(shè)置有試材按放卡口，方形箱體內(nèi)部放置有支撐架；所述液氮制冷系統(tǒng)，包括真空發(fā)生器、與真空發(fā)生器進(jìn)氣口連接的氮?dú)鈨?chǔ)罐、與真空發(fā)生器真空吸氣口連接的液氮蒸發(fā)室、與真空發(fā)生器噴氣口連接的制冷蛇形管，所述制冷蛇形管設(shè)置在方形箱體內(nèi)部的左右兩側(cè)；所述水循環(huán)升溫系統(tǒng)，通過水循環(huán)作用于方形箱體內(nèi)部底側(cè)；所述溫度檢測裝置，為數(shù)顯溫度傳感器，其檢測探頭位于方形箱體內(nèi)部后側(cè)。
【專利說明】
一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種模擬試驗(yàn)裝置，具體涉及一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了進(jìn)行對(duì)桃花期和坐果期低溫強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間造成凍害程度的試驗(yàn)研究，需要 將盛花期桃花(非離體)置于模擬霜凍實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)，分別以o°c、-rc、-2°c三個(gè)不同低溫溫 度處理不同時(shí)間，模擬自然霜凍過程，然后對(duì)桃花進(jìn)行自然升溫處理并進(jìn)行觀察分析； 現(xiàn)有的能進(jìn)行霜凍模擬試驗(yàn)的裝置，基本置于室內(nèi)、適合矮小植物或者植物離體組織 試驗(yàn);儀器沉重不易搬運(yùn)，同時(shí)一般制冷設(shè)備需要有220V以上交流電供電裝置，無法進(jìn)行野 外試驗(yàn)應(yīng)用。
[0003] 目前，并沒有可應(yīng)用于野外無電源供電情況下使用的進(jìn)行模擬霜凍實(shí)驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種無需電源供電能長時(shí)間維持預(yù)設(shè)低溫環(huán)境溫度、且成本 低廉、可節(jié)能減排、利于搬運(yùn)的野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱;可及時(shí)準(zhǔn)確的獲取霜凍模擬試驗(yàn) 結(jié)果。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，包括方形箱體，液氮制冷系統(tǒng)、水循環(huán)升溫系統(tǒng)、溫度 檢測裝置，所述方形箱體，為透明有機(jī)玻璃制成，其前端為可翻轉(zhuǎn)的活動(dòng)箱蓋，活動(dòng)箱蓋上 設(shè)置有試材按放卡口，方形箱體內(nèi)部放置有支撐架； 所述液氮制冷系統(tǒng)，包括真空發(fā)生器、與真空發(fā)生器進(jìn)氣口連接的氮?dú)鈨?chǔ)罐、與真空發(fā) 生器真空吸氣口連接的液氮蒸發(fā)室、與真空發(fā)生器噴氣口連接的制冷蛇形管，所述制冷蛇 形管設(shè)置在方形箱體內(nèi)部的左右兩側(cè)； 所述水循環(huán)升溫系統(tǒng)，通過水循環(huán)作用于方形箱體內(nèi)部底側(cè)； 所述溫度檢測裝置，為數(shù)顯溫度傳感器，其檢測探頭位于方形箱體內(nèi)部后側(cè)； 進(jìn)一步，所述水循環(huán)升溫系統(tǒng)，包括設(shè)置在方形箱體外側(cè)的蓄水池、設(shè)置在蓄水池一側(cè) 的蓄電池、設(shè)置在蓄水池內(nèi)部的微型直流水栗、設(shè)置在方形箱體內(nèi)部底側(cè)的溫升蛇形管、連 接在溫升蛇形管與微型直流水栗出水口之間的第一流量控制閥，所述溫升蛇形管的出水口 端回流至蓄水池上方； 進(jìn)一步，所述液氮蒸發(fā)室包括蒸發(fā)室本體、設(shè)置在蒸發(fā)室本體頂端的弧頂集氣罩、設(shè)置 在蒸發(fā)室本體頂端且位于弧頂集氣罩一側(cè)的氣體交換絲網(wǎng)口和液氨進(jìn)液口；所述弧頂集氣 罩的頂部設(shè)置有出氣口； 進(jìn)一步，所述真空發(fā)生器的真空吸氣口與弧頂集氣罩頂部的出氣口之間設(shè)置有第二流 量控制閥； 進(jìn)一步，所述方形箱體所采用的有機(jī)玻璃的厚度為8mm; 進(jìn)一步，所述制冷蛇形管采用紫銅管，該紫銅管壁厚為1.2mm、管口直徑為12.7mm;所述 溫升蛇形管采用紫銅管，該紫銅管壁厚為1.2_、管口直徑為9.5mm; 進(jìn)一步，所述溫度檢測裝置所采用的數(shù)顯溫度傳感器的型號(hào)為DTM-280; 進(jìn)一步，所述蓄電池型號(hào)為12LPG22; 進(jìn)一步，所述真空發(fā)生器的型號(hào)為XFP-20; 進(jìn)一步，所述方形箱體的外側(cè)設(shè)置有可拆卸遮光網(wǎng)罩。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是： 1、 在進(jìn)行霜凍模擬試驗(yàn)時(shí)，通常將待測枝條運(yùn)輸至試驗(yàn)室，運(yùn)輸過程中易造成枝條的 磕碰損傷，且運(yùn)輸時(shí)間對(duì)枝條的后續(xù)霜凍模擬試驗(yàn)的結(jié)果易產(chǎn)生影響，本發(fā)明可應(yīng)用于野 外無電源供電工況的使用，可及時(shí)對(duì)待測枝條進(jìn)行霜凍模擬試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確可靠;無 需外接電源更加節(jié)能，更加便于設(shè)備運(yùn)輸； 2、 通過液氮制冷系統(tǒng)對(duì)該試驗(yàn)箱內(nèi)部進(jìn)行降溫和維持恒溫操作，因?qū)嶒?yàn)要求，可實(shí)現(xiàn) 0°C、_1°C、_2°C三種溫度的控制和維持； 3、 本發(fā)明利用液氮蒸發(fā)制冷，使液氮蒸發(fā)室內(nèi)積聚低溫空氣，在氮?dú)鈨?chǔ)罐持續(xù)供氣下， 真空發(fā)生器不斷的吸收液氮蒸發(fā)室內(nèi)積聚的低溫空氣并與氮?dú)饣旌?，?dāng)通過制冷蛇形管后 與該試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)降溫;通過氮?dú)鈨?chǔ)罐自帶的流量閥和第二流量控制閥 的組合應(yīng)用，調(diào)節(jié)流速、流量實(shí)現(xiàn)恒溫維持控制;其降溫速度快，恒溫維持效果好，無污染環(huán) 保節(jié)能； 4、 本發(fā)明的水循環(huán)升溫系統(tǒng)主要用于液氮制冷系統(tǒng)的溫度快速調(diào)節(jié)控制，輔助于液氮 制冷系統(tǒng)，當(dāng)液氮制冷系統(tǒng)自身的溫度調(diào)節(jié)作用消耗較大的氮?dú)饬亢鸵旱繒r(shí)，采用水循 環(huán)升溫系統(tǒng)進(jìn)行輔助快速調(diào)節(jié)控制，利于節(jié)省氮?dú)庀牧亢鸵旱褂昧?，增加整個(gè)設(shè)備持 續(xù)工作時(shí)間； 5、 液氮蒸發(fā)室是獲取冷空氣源的主要設(shè)備，其上設(shè)置的氣體交換絲網(wǎng)口可以防塵，減 緩?fù)饨缈諝饬鲃?dòng)對(duì)液氮蒸發(fā)室內(nèi)液氮蒸發(fā)過程的不利影響，使液氮蒸發(fā)趨于平緩穩(wěn)定，增 加整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性;其上設(shè)置的弧頂集氣罩內(nèi)可積蓄冷空氣，并使冷空氣的流動(dòng)狀 態(tài)驅(qū)穩(wěn)、溫度變化驅(qū)穩(wěn)，進(jìn)而使進(jìn)入制冷蛇形管內(nèi)的冷源相對(duì)穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖； 圖2為本發(fā)明中液氮蒸發(fā)室結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008] 其中：卜方形箱體;2-溫度檢測裝置;3-活動(dòng)箱蓋;4-試材按放卡□; 5-支撐架;6-真空發(fā)生器;7-氮?dú)鈨?chǔ)罐;8-液氮蒸發(fā)室;9-制冷蛇形管；10-蓄水池；11-蓄電池；12-微型直 流水栗；13-溫升蛇形管；14-第一流量控制閥；15-蒸發(fā)室本體；16-弧頂集氣罩；17-氣體交 換絲網(wǎng)口； 18-液氨進(jìn)液口； 19-第二流量控制閥19。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明： 如圖1和2所示，一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，包括方形箱體1，液氮制冷系統(tǒng)、水循環(huán) 升溫系統(tǒng)、溫度檢測裝置2,所述方形箱體1，為透明有機(jī)玻璃制成，其前端為可翻轉(zhuǎn)的活動(dòng) 箱蓋3，活動(dòng)箱蓋3上設(shè)置有試材按放卡口 4，方形箱體1內(nèi)部放置有支撐架5;所述液氮制冷 系統(tǒng)，包括真空發(fā)生器6、與真空發(fā)生器6進(jìn)氣口連接的氮?dú)鈨?chǔ)罐7、與真空發(fā)生器6真空吸氣 口連接的液氮蒸發(fā)室8、與真空發(fā)生器6噴氣口連接的制冷蛇形管9,所述制冷蛇形管9設(shè)置 在方形箱體1內(nèi)部的左右兩側(cè);所述水循環(huán)升溫系統(tǒng)，通過水循環(huán)作用于方形箱體1內(nèi)部底 側(cè);所述溫度檢測裝置2，為數(shù)顯溫度傳感器，其檢測探頭位于方形箱體1內(nèi)部后側(cè);所述水 循環(huán)升溫系統(tǒng)，包括設(shè)置在方形箱體1外側(cè)的蓄水池10、設(shè)置在蓄水池10-側(cè)的蓄電池11、 設(shè)置在蓄水池10內(nèi)部的微型直流水栗12、設(shè)置在方形箱體1內(nèi)部底側(cè)的溫升蛇形管13、連接 在溫升蛇形管13與微型直流水栗12出水口之間的第一流量控制閥14,所述溫升蛇形管13的 出水口端回流至蓄水池10上方;所述液氮蒸發(fā)室8包括蒸發(fā)室本體15、設(shè)置在蒸發(fā)室本體15 頂端的弧頂集氣罩16、設(shè)置在蒸發(fā)室本體15頂端且位于弧頂集氣罩16-側(cè)的氣體交換絲網(wǎng) 口 17和液氨進(jìn)液口 18;所述弧頂集氣罩16的頂部設(shè)置有出氣口；所述真空發(fā)生器6的真空吸 氣口與弧頂集氣罩16頂部的出氣口之間設(shè)置有第二流量控制閥19;所述方形箱體1所采用 的有機(jī)玻璃的厚度為8mm;所述制冷蛇形管9采用紫銅管，該紫銅管壁厚為1.2mm、管口直徑 為12.7mm;所述溫升蛇形管13采用紫銅管，該紫銅管壁厚為1.2mm、管口直徑為9.5mm;所述 溫度檢測裝置2所采用的數(shù)顯溫度傳感器的型號(hào)為DTM-280;所述蓄電池11型號(hào)為12LPG22; 所述真空發(fā)生器6的型號(hào)為XFP-20。
[0010] 本發(fā)明的試驗(yàn)操作為:將該試驗(yàn)箱運(yùn)至野外實(shí)驗(yàn)區(qū)，將相關(guān)可拆卸運(yùn)輸組件進(jìn)行 組合安裝后，進(jìn)行調(diào)試;調(diào)試過程為:氮?dú)鈨?chǔ)罐7預(yù)先在管道中進(jìn)行充氣，以排出影響制冷效 果的雜質(zhì)物;將液氮罐中的液氮注入液氮蒸發(fā)室8內(nèi)部;將攜帶的熱水或常溫水倒入蓄水池 10內(nèi)；觀察溫度檢測裝置2并調(diào)節(jié)氮?dú)鈨?chǔ)罐7自帶的流量閥和第二流量控制閥19，使制冷蛇 形管9內(nèi)流通弧頂集氣罩16內(nèi)積蓄的冷空氣、并呈其出口端排到大氣中；根據(jù)溫度檢測裝置 2所顯示的溫度可適當(dāng)選擇開啟水循環(huán)升溫系統(tǒng)，使該試驗(yàn)箱內(nèi)維持相對(duì)恒定溫度;調(diào)試完 成后從試材按放卡口 4將待測的枝條投入、堆積，支撐架5可將枝條與溫升蛇形管13進(jìn)行隔 離，同時(shí)也促進(jìn)了底部枝條處的空氣流通;然后再次觀察溫度檢測裝置2并調(diào)節(jié)氮?dú)鈨?chǔ)罐7 自帶的流量閥和第二流量控制閥19,調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)試驗(yàn)溫度并進(jìn)行恒溫維持;變換試驗(yàn)溫度 時(shí)再次調(diào)節(jié)氮?dú)鈨?chǔ)罐7自帶的流量閥和第二流量控制閥19;試驗(yàn)完畢后可打開活動(dòng)箱蓋3， 進(jìn)行自然升溫。
[0011] 液氮制冷系統(tǒng)工作過程及原理:在氮?dú)鈨?chǔ)罐7持續(xù)噴氣下真空發(fā)生器6的真空吸氣 口端抽吸弧頂集氣罩16內(nèi)部積蓄的冷空氣，冷空氣經(jīng)過制冷蛇形管9與該試驗(yàn)箱內(nèi)部空氣 進(jìn)行熱交換后排放到大氣中；制冷蛇形管9位于方形箱體1左右兩側(cè)，可強(qiáng)化制冷效果，再與 溫升蛇形管13相互作用時(shí)便于溫度調(diào)節(jié)控制，并可保證待測試驗(yàn)枝條的受冷、受熱均勻;在 氣體交換絲網(wǎng)口 17的作用下，減緩了空氣的流入，真空發(fā)生器6的抽吸作用促使液氮蒸發(fā)室 8內(nèi)的液氮與外界空氣的接觸，再通過弧頂集氣罩16的作用可積蓄相對(duì)穩(wěn)定的冷空氣。 [0012] 水循環(huán)升溫系統(tǒng)工作過程及原理：蓄電池11為微型直流水栗12提供電能，微型直 流水栗12帶動(dòng)熱水或常溫水在溫升蛇形管13與蓄水池10內(nèi)循環(huán)，溫升蛇形管13內(nèi)的水可與 方形箱體1內(nèi)的空氣實(shí)現(xiàn)熱交換，輔助液氮制冷系統(tǒng)的降溫調(diào)節(jié);第一流量控制閥14調(diào)節(jié)流 量，把控升溫調(diào)節(jié)的速度;溫升蛇形管13位于方形箱體1底部，利于熱空氣的上升，可加快調(diào) 節(jié)速度。
[0013]溫度檢測裝置2的檢測探頭位于方形箱體1內(nèi)部后側(cè)可避開制冷蛇形管9和溫升蛇 形管13對(duì)其檢測準(zhǔn)確性的影響;在方形箱體的外側(cè)可設(shè)置一可拆卸的遮光網(wǎng)罩，該遮光網(wǎng) 罩可避免陽光直射方形箱體1而影響溫度方形箱體1內(nèi)部溫度的調(diào)節(jié)。
[0014] 2015年4月8日在甘肅省天水市秦安縣劉坪鄉(xiāng)鄧坪村進(jìn)行了桃花霜凍模擬試驗(yàn)，其 試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1; 表1:秦安縣劉坪鄉(xiāng)鄧坪村桃花霜凍模擬試驗(yàn)效果
由表1可知;本發(fā)明可以滿足野外無電源供電工況的霜凍模擬試驗(yàn)的使用要求;其橫溫 控制的誤差小滿足試驗(yàn)需求。
[0015] 最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制發(fā)明，盡管 參照前述實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前 述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，包括方形箱體(1)，液氮制冷系統(tǒng)、水循環(huán)升溫系統(tǒng)、 溫度檢測裝置(2 )，其特征在于： 所述方形箱體（1)，為透明有機(jī)玻璃制成，其前端為可翻轉(zhuǎn)的活動(dòng)箱蓋（3)，活動(dòng)箱蓋 (3)上設(shè)置有試材按放卡口（ 4)，方形箱體(1)內(nèi)部放置有支撐架(5); 所述液氮制冷系統(tǒng)，包括真空發(fā)生器（6)、與真空發(fā)生器（6)進(jìn)氣口連接的氮?dú)鈨?chǔ)罐 (7) 、與真空發(fā)生器(6)真空吸氣口連接的液氮蒸發(fā)室(8)、與真空發(fā)生器(6)噴氣口連接的 制冷蛇形管(9)，所述制冷蛇形管(9)設(shè)置在方形箱體(1)內(nèi)部的左右兩側(cè)； 所述水循環(huán)升溫系統(tǒng)，通過水循環(huán)作用于方形箱體(1)內(nèi)部底側(cè)； 所述溫度檢測裝置(2 )，為數(shù)顯溫度傳感器，其檢測探頭位于方形箱體(1)內(nèi)部后側(cè)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于:所述水循環(huán)升溫系 統(tǒng)，包括設(shè)置在方形箱體（1)外側(cè)的蓄水池（10)、設(shè)置在蓄水池（10)-側(cè)的蓄電池（11)、設(shè) 置在蓄水池（10)內(nèi)部的微型直流水栗（12)、設(shè)置在方形箱體（1)內(nèi)部底側(cè)的溫升蛇形管 (13)、連接在溫升蛇形管（13)與微型直流水栗（12)出水口之間的第一流量控制閥（14)，所 述溫升蛇形管（13)的出水口端回流至蓄水池（10)上方。3. 如權(quán)利要求2所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于：所述液氮蒸發(fā)室 (8) 包括蒸發(fā)室本體(15)、設(shè)置在蒸發(fā)室本體(15)頂端的弧頂集氣罩(16)、設(shè)置在蒸發(fā)室本 體(15)頂端且位于弧頂集氣罩（16) -側(cè)的氣體交換絲網(wǎng)口（17)和液氨進(jìn)液口（18);所述弧 頂集氣罩(16)的頂部設(shè)置有出氣口。4. 如權(quán)利要求3所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于：所述真空發(fā)生器 (6)的真空吸氣口與弧頂集氣罩(16)頂部的出氣口之間設(shè)置有第二流量控制閥（19)。5. 如權(quán)利要求4所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于:所述方形箱體（1) 所采用的有機(jī)玻璃的厚度為8mm。6. 如權(quán)利要求4所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于：所述制冷蛇形管 (9) 采用紫銅管，該紫銅管壁厚為1.2mm、管口直徑為12.7mm;所述溫升蛇形管（13)采用紫銅 管，該紫銅管壁厚為1.2_、管口直徑為9.5_。7. 如權(quán)利要求4所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于:所述溫度檢測裝置 (2)所采用的數(shù)顯溫度傳感器的型號(hào)為DTM-280。8. 如權(quán)利要求4所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于:所述蓄電池（11)型 號(hào)為 12LPG22。9. 如權(quán)利要求4所述的一種野外霜凍模擬控制試驗(yàn)箱，其特征在于：所述真空發(fā)生器 (6)的型號(hào)為XFP-20。
【文檔編號(hào)】G01N25/00GK106053517SQ201610683310
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月17日
【發(fā)明人】王晨冰, 王發(fā)林, 張帆, 趙秀梅, 牛茹萱, 王鴻, 張雪冰, 陳建軍, 李寬瑩
【申請(qǐng)人】甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果花卉研究所