Intelligente Lichtkultur ist das Labor und die wissenschaftliche Forschung im Bereich der Simulation natürlichen Licht, Temperatur und andere Umweltbedingungen, die Durchführung von Pflanzengewebekultur, mikrobielle Kultur, Samen-Keimtests und andere Forschung Kernausrüstung, sein Arbeitsprinzip ist durch die Zusammenarbeit von mehreren Systemen, um die genaue Regelung der Licht, Temperatur, Feuchtigkeit (Teile des Modells) und andere Parameter im Kasten zu erreichen, kann in das Steuersystem, das Lichtsystem, das Temperaturkontrollsystem, das Zirkulationssystem und das Zusatzsicherungssystem fünf Kernmodule unterteilt werden, die Arbeitsteilung der einzelnen Module bildet eine stabile, kontrollierbare künstliche Umgebung:
Steuerungssystem
Dies ist das "Gehirn" eines intelligenten Lichtkastens, bestehend aus einem Mikrocomputer-Controller, einer Sensorgruppe und einer Mensch-Computer-Interaktionsschnittstelle. Der Mikrocomputer-Controller verfügt über ein integriertes Voreinstellungsprogramm und einen intelligenten Algorithmus, mit dem der Bediener die Lichtintensität, den Lichtzyklus (z. B. 12 h Licht / 12 h Dunkelheit), die Zieltemperatur und die Feuchtigkeitsschwelle einstellen kann. Der Temperatursensor, der Lichtsensor und der Feuchtigkeitssensor (optional) im Kasten erfassen Umgebungsdaten in Echtzeit und geben sie an den Controller zurück. Der Controller erfasst die Daten, um die Einstellungsparameter zu vergleichen, und bei Abweichungen sendet er automatisch Einstellungsanweisungen an das Ausführungsmodul, um die präzise Regelung der Parameter durch einen geschlossenen Kreislauf zu erreichen. Einige Modelle unterstützen auch vernetzte Fernsteuerung und Datenaufzeichnung, um Betriebsdaten in Echtzeit zu speichern und zu exportieren, um die Nachverfolgung und Analyse von Experimenten zu erleichtern.
Lichtsystem
Das System ist für die Simulation der natürlichen Lichtumgebung verantwortlich und erfüllt die photosynthetischen Anforderungen verschiedener Versuchsunternehmen. Die Kernbauteile sind die Lichtquellenkomponenten und das Lichtregulierungsmodul. Die Lichtquelle verwendet in der Regel LED-Lampen, Leuchtstofflampen oder Halogenlampen (LED-Lampen aufgrund des geringen Energieverbrauchs und des einstellbaren Spektrums werden zum Hauptstrom), die unterschiedliche Spektren (wie weißes Licht, rotes Licht, blaues Licht) nach den experimentellen Anforderungen konfigurieren können, um sich an die Bedürfnisse der verschiedenen Wachstumsphasen der Pflanzen anzupassen. Das Lichtregulierungsmodul steuert die Ein-/Ausschaltzeit, die Anzahl der Beleuchtungen oder die Leistung der Lichtquelle über einen Controller und ermöglicht eine präzise Einstellung der Lichtintensität (im allgemeinen im Bereich von 0-30000lx) und des Lichtzyklus, z. B. durch die Simulation eines abwechselnden Tages- und Nachtzyklus oder die Einrichtung eines mehrstufigen Lichtprogramms mit variabler Intensität. Einige Geräte haben auch ein Design zur Optimierung der Lichtgleichmäßigkeit, um durch das Layout der Leuchten und die Struktur der Spiegelblatte eine konsistente Lichtintensität in verschiedenen Bereichen des Kastens zu gewährleisten und Unterschiede im Wachstum der Proben zu vermeiden.
Temperaturkontrollsystem
Die Temperaturregelung dient zur Aufrechterhaltung der Temperaturstabilität im Gehäuse und umfasst Heizungseinheiten, Kälteeinheiten und Temperaturausgleichsmodule. Die Heizungseinheit verwendet mehrmals elektrische Heizungsrohre aus Edelstahl, wenn die Temperatur im Gehäuse unter dem eingestellten Wert liegt, startet der Controller das Heizungsrohr, um die Temperatur im Gehäuse durch Wärmeleitung und Luftzirkulation zu erhöhen; Die Kälteeinheit basiert auf dem Prinzip der Druckkühlung und besteht aus Kompressoren, Kondensatoren, Verdampfern usw., Wenn die Temperatur höher als der eingestellte Wert ist, überträgt der Kompressorbetrieb die Wärme im Kasten nach außen, um die Kühlung zu erreichen; Das Temperaturausgleichsmodul verwendet PID (Proportional Integral Differential) Temperaturkontrollalgorithmus, um die Start- und Ausfallzeit und die Leistung von Heizung und Kühlung präzise zu steuern, um starke Temperaturschwankungen zu vermeiden, die meisten intelligenten Modelle können die Temperaturgenauigkeit von ± 0,5 ° C erreichen, der Temperaturbereich von -10 ° C bis 60 ° C abdeckt, um verschiedene experimentelle Bedingungen wie niedrige Temperaturen, normale Temperaturen und hohe Temperaturen zu erfüllen.
Kreislaufsystem
Das Zirkulationssystem umfasst Luft- und Feuchtigkeitszyrkulation (optional), Gleichmäßigkeit und Stabilität der Umgebung im Schutzkasten. Die Luftzirkulation basiert auf eingebauten Ventilatoren, die Luftströmung im Ventilatorantrieb durch die Heiz- / Kälteeinheit, den Windkanal und die Durchströmungsplatte, die Zwangskonvergenz bildet, so dass die Temperatur und das Licht (indirekte Wirkung) in allen Bereichen des Kastens gleichmäßig verteilt sind, um zu verhindern, dass die lokale Temperatur / Lichtdifferenz die Probe übermäßig beeinflusst; Das Feuchtigkeitszyrkulationssystem wird durch einen eingebauten Befeuchter und einen Entfeuchter (oder eine Entfeuchtung durch Belüftung) realisiert, der Befeuchter verwendet die Luftfeuchtigkeit durch Ultraschallversprühung oder Elektrodenbefeuchtung zu erhöhen, der Entfeuchter reduziert die Luftfeuchtigkeit durch Kondensation oder Molekülsieb-Adsorption, kombiniert mit dem Feedback des Feuchtigkeitssensors, um die Feuchtigkeit in der Box im Bereich von 30% -95% RH zu kontrollieren, um die strengen Anforderungen an die Feuchtigkeit der Mikrobielkultur und des Pflanzenwachstums zu erfüllen.
Zusatzsicherungssystem
Um sicheren Betrieb der Anlage und unbeschädigte Proben zu gewährleisten, verfügen die intelligenten Leuchtkasten über mehrere Schutzmechanismen. Überhitzungsschutzgeräte schalten die Heiz-/Kühlstromversorgung automatisch ab und alarmieren, wenn die Temperatur im Gehäuse die Sicherheitsschwelle überschreitet; Überlastschutz verhindert, dass die Schaltung aufgrund übermäßiger Stromverbrennung verbrannt wird; Sicherheitssperre und Stromausfall-Speicherfunktion, die erste verhindert, dass das Fehleröffnen der Tür während des Experiments zu einer Umgebungskontrolle führt, letztere kann nach der Wiederherstellung des Stromausfalls automatisch fortgesetzt werden, um die Kontinuität des Experiments zu gewährleisten; Einige Modelle verfügen auch über ein UV-Sterilisationsmodul, das die Sterilisation vor und nach dem Experiment ermöglicht, um das Risiko einer Bakterienverkontamination zu verringern.
Insgesamt steuert die intelligente Lichtkultur durch den geschlossenen Kreislaufprozess "Sensorerfassung - Controlleranalyse - Aktuatoreinstellung - Rückkopplungskorrektur" wichtige Umweltfaktoren wie Licht, Temperatur und Feuchtigkeit im vorgegebenen Bereich und bietet eine stabile, wiederholbare künstliche Simulationsumgebung für experimentelle Forschung in den Bereichen Biologie, Landwirtschaft und Umwelt.