專利名稱：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，專利分類號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、檢驗檢疫等領(lǐng)域的人工氣候模擬系統(tǒng)，大都屬于簡單的氣候模擬，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，還需要對影響生態(tài)環(huán)境的其他因素進行控制。

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，通過對室內(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；采用計算機監(jiān)測和管理；通過相關(guān)設(shè)備對室內(nèi)生態(tài)進行有效調(diào)節(jié)和控制，達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、理想的實驗生態(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、若干個探測模擬室內(nèi)受控因素的傳感器、若干種實施受控因素量的設(shè)備、計算機、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，通過信息輸出端口與計算機輸入端口相接；所述實施因素量的設(shè)備通過控制端口與計算機輸出端口連接；計算機按規(guī)定程序?qū)碜詡鞲衅鞯母鞣N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)因素的實施設(shè)備；實施設(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、微波強度、紅外傳感器和普通攝像頭。
所述實施設(shè)備有加熱器、制冷機、加濕器、光照燈、壓力真空泵、噴水器、通風(fēng)機、氣體排放閥、液體排放閥、微波發(fā)生器、生物種類和生物數(shù)量釋放器(手動釋放)。
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、微波強度、生物種類和生物數(shù)量。
所述探測用傳感器布置在模擬室內(nèi)部；所述實施設(shè)備和通用零件、電器、線路布置在模擬室地下或周圍；在模擬室前面有一個透明材料制成的門；門上面有顯示室內(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可轉(zhuǎn)動的臺面上；在模擬室一側(cè)墻上開有氣體導(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有通風(fēng)孔、在通風(fēng)孔上裝有通風(fēng)機；模擬室的墻采用隔熱保溫材料。
由于本發(fā)明的生態(tài)模擬裝置采用了計算機，實現(xiàn)了對模擬室的上述十種生態(tài)因素有效地監(jiān)測和控制，至此，模擬室中完成了可以對世界各地、多種復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，包括對一些特定的、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)的實驗環(huán)境，對于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、檢驗檢疫、航天、軍事等領(lǐng)域的科學(xué)試驗，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)模擬裝置制冷機與通風(fēng)機電氣連接圖。
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、零件明細清單。
圖15是圖14的設(shè)備、零件明細清單繼續(xù)。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細的描述，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，本實施例采用的型號是WHT-5型；濕度傳感器21，型號是HM1500型；光照傳感器22，型號是WHL-3型；壓力傳感器27，型號是AK-4型；降水傳感器23，型號是JY2-L3型；通風(fēng)傳感器28，型號是GILL型；氣體成分傳感器24，可進行插拔式選擇，包括多種型號，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，型號分別是MD62、MR516、MQ-8、KE-25型；液體成分傳感器25，型號是SPW型；微波傳感器60，型號是FGM-3D2型；生物種類和數(shù)量監(jiān)測器，包括紅外傳感器56和普通攝像頭55，采用的型號分別是Honeywell和TVP8100。以上所用傳感器配置在室內(nèi)部，都是從市場上購買的現(xiàn)成產(chǎn)品。
十二種實施受控因素的設(shè)備，配置在模擬室的下部或周圍，有用于溫度控制的加熱器50和制冷機54，本實施例采用的熱電阻型號是DYK15-120型，制冷機型號是HKT型；用于濕度控制的加濕器58，采用的型號是ZS型；用于氣壓控制的壓力真空泵71，采用的型號是PM型；用于光照控制的光照燈57，采用的型號是PAR64.230-1000K；用于降水控制的降水器46，采用的型號是HIT800-15VAN型；用于控制風(fēng)的通風(fēng)機51，采用的型號是YY東陽新特型；用于控制氣體的氣體排放閥門52，采用的電磁閥型號是閥ZCT型；用于控制液體的液體排放閥門53，采用的電磁閥型號是ZCT型；用于電磁波控制的微波發(fā)生器59，采用的型號是ZLY-017或WB-20HD型；用于監(jiān)測生物種類和數(shù)量的紅外傳感器56或普通攝像頭55，型號分別是Honeywell和TVP8100。
還有工業(yè)控制計算機2采用的型號宏基型，配置在室外；控制系統(tǒng)程序軟件安裝在計算機內(nèi)，信號輸出接口卡WHX-12型輸出12路開關(guān)；信號采集卡WHM-12，采樣11路信號；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。
上述的十一種類型傳感器通過輸出端口與計算機2輸入端口相接，并將檢測的模擬室的十種因素的信息提供給計算機2；由計算機2按規(guī)定程序，對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圍或頂部。
在模擬室前面有一個透明材料制成的門11；門上面有顯示室內(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放置在一個可轉(zhuǎn)動的臺面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51、側(cè)墻上還開有氣體導(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，生長調(diào)節(jié)氣體，通過氣體導(dǎo)入口45進行調(diào)控；有些特殊液體，如重金屬液，農(nóng)藥，生長調(diào)節(jié)液通過液體導(dǎo)入口42進行調(diào)控；有些物質(zhì)或生物如細菌，真菌孢子、病毒、昆蟲、雜草等通過生物導(dǎo)入口44調(diào)控。所述氣體、液體、生物導(dǎo)入是用手動導(dǎo)入器通過各導(dǎo)入口進行的，手動導(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)來增加了對生態(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去了。因此，就實現(xiàn)了可以在本模擬室中進行世界各地區(qū)多種氣候、多種生態(tài)環(huán)境的模擬，這對于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、食品、軍事、航天、檢驗檢疫等各領(lǐng)域的科學(xué)研究，都具有非?，F(xiàn)實的意義。
本發(fā)明的一種生態(tài)模擬裝置，達到了發(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、若干個探測模擬室內(nèi)受控因素的傳感器、若干種實施受控因素量的設(shè)備、計算機、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，通過信息輸出端口與計算機輸入端口相接；所述實施因素量的設(shè)備通過控制端口與計算機輸出端口連接；計算機按規(guī)定程序?qū)碜詡鞲衅鞯母鞣N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)因素的實施設(shè)備；實施設(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、微波強度、用于監(jiān)測生物種類和生物數(shù)量的紅外傳感器和普通攝像頭；所述實施設(shè)備有加熱器、制冷機、加濕器、光照燈、壓力真空泵、噴水器、通風(fēng)機、氣體排放閥、液體排放閥、微波發(fā)生器、生物種類和生物數(shù)量釋放器(手動釋放)。
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；所述實施設(shè)備包括加熱器、制冷機、加濕器、光照燈、壓力真空泵、噴水器、通風(fēng)機、氣體排放閥、液體排放閥、微波發(fā)生器、生物種類和生物數(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圍或頂部；在模擬室前面有一個透明材料制成的門；門上面有顯示室內(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可轉(zhuǎn)動的臺面上；在模擬室一側(cè)墻上開有氣體導(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有通風(fēng)孔、在通風(fēng)孔上裝有通風(fēng)機；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，屬于人工氣候自動控制領(lǐng)域，專利分類號A01G9/14；B01L 1/00。包括一個封閉模擬室，若干個控制器；若干個探測器，計算機或程序軟件，其它通用零件組裝而成，其特征在于，由探測器探測模擬室內(nèi)影響生態(tài)環(huán)境的因素數(shù)據(jù)，反饋數(shù)據(jù)到計算機；經(jīng)計算機與生態(tài)環(huán)境需要的數(shù)據(jù)進行對比并處理后，命令各種相關(guān)因素的控制器，實施調(diào)節(jié)或控制；對影響生態(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)量進行監(jiān)測和控制，從而解決了在本地就可對世界各地、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，對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等行業(yè)的科學(xué)研究具有現(xiàn)實意義。
文檔編號A01G9/14GK1644018SQ20051000732
公開日2005年7月27日 申請日期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 申請人:馬曉光, 中國檢驗檢疫科學(xué)研究院