CN105907637A - 一种用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物工程与水产养殖交叉技术领域，具体涉及一种用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统。所述系统包括以下子系统：养殖子系统，冷热水循环子系统和在线监控检测子系统，所述在线监控检测子系统分别与养殖子系统和冷热水循环子系统连接，所述冷热水循环子系统与养殖子系统连接。本发明解决了雨生红球藻因为外界温度环境的原因而局限养殖空间，扩大了雨生红球藻的养殖地域和养殖季节，同时本系统完全实现自动化，智能化，操作简单，降低了人力成本。
Description
技术领域
本发明属于生物工程与水产养殖交叉技术领域，具体涉及一种用于雨生红球藻养殖基于在线反馈自动调温的温控系统。
背景技术
虾青素(Astaxanthin)又名虾黄质、龙虾壳色素，化学名称为3，3’-二羟基-ß，ß’-胡萝卜素-4，4’-二酮，是一种分布广泛的酮式类胡萝卜素。由于具有良好的着色功能和超强的抗氧化能力，虾青素已经被广泛应用于水产养殖、医疗卫生、化妆品和保健品等行业。雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是一种淡水单细胞绿藻，是目前已知的虾青素含量最高的生物物种，最高含量达干质量的4-6%,被认为是理想的天然虾青素生产者。红球藻的生活史主要分游动细胞和不动细胞两个阶段：环境适宜时，藻细胞快速生长，为游动细胞当环境条件不利时，转入不动细胞阶段，细胞内开始积累虾青素。根据培养过程中雨生红球藻的形态和颜色变化，可将藻细胞分为四类：绿色游动细胞、绿色不动细胞、褐色不动细胞和红色不动细胞。
目前对于雨生红球藻的养殖主要有开放式光生反应器和密闭式光生反应器两种，这两种反应器的主要控温方式还是传统的滴灌或喷洒，这两种方式都存在着控温速度慢和浪费水资源等局限，特别是在温度控制方面无法完全迅速的适应外界的变化，因为雨生红球藻对养殖条件的苛刻要求，所以导致了在多地域养殖过程中，总要因为养殖温度的原因避开一些环境恶劣的季节停止养殖作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于雨生红球藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，主要用于对雨生红球藻养殖光生反应器提供在线温度控制调节，通过先进的在线实时监控，及时处理实时动作信号，然后将命令信号作用于冷热水机组，通过回流盘管内流动的循环水，达到热量转移的目的，使得雨生红球藻的养殖温度能够在不同的外界环境条件下依然保持适宜稳定，解决了雨生红球藻因为外界环境的原因而局限养殖空间，扩大了雨生红球藻的养殖地域和养殖季节。
本发明是这样实现的，一种用于雨生红球藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，所述系统包括以下子系统：
在线监控检测子系统，用于监控养殖子系统内部物料运行过程中的温度，并实时根据温度情况调控冷热水循环子系统的启停；
养殖子系统，用于为雨生红球藻的增养殖提供安全场所和生长所需的各种环境条件和生理条件；
冷热水循环子系统，用于提供温度调节所需的冷水和热水，以及相应的回流管路，通过回流循环管路中冷热水的流动，带动养殖子系统中物料能量的转移，达到温度调控的作用；
以上所述中，所述在线监控检测子系统分别与养殖子系统和冷热水循环子系统连接，所述冷热水循环子系统与养殖子系统连接。
进一步地，所述在线监控检测子系统包括温度传感器、温度变送器、中央处理器和报警器，所述温度传感器放置在养殖子系统内接触物料，并与温度变送器连接，所述温度变送器连接中央处理器，所述报警器连接中央处理器，所述中央处理器通过继电控制器与冷热水循环子系统连接。
进一步地，所述中央处理器包括输出模块、CPU模块和输入模块，所述CPU模块通过通信接口连接输出模块和输入模块，所述输入模块连接温度变送器，所述输出模块连接报警器和继电控制器。
进一步地，所述养殖子系统为采用自动化控制的光生反应器，在设定温度波动范围后，本系统根据自然条件变化，可将光生反应器内的温度环境反馈给中央处理器，通过中央处理器的控制来保持光生反应器内的温度始终控制在设定的温度范围内。
进一步地，所述光生反应器是水箱形密闭式光生反应器。
进一步地，所述冷热水循环子系统包括冷水机组，热水机组和热量交换盘管，所述热量交换盘管安置于养殖子系统内，所述养殖子系统的外部用软管连接冷水机组和热水机组，所述温度传感器置于养殖子系统内，用于检测温度，温度检测反馈给中央处理器来控制冷水机组启动或者热水机组启动达到控制温度的目的。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明是利用热交换原理实现温度的上升与下降，主要利用对雨生红球藻养殖光生反应器提供在线温度控制调节，通过先进的在线实时监控，及时处理实时动作信号，然后将命令信号作用于冷热水机组，通过热量交换盘管内流动的循环水，达到热量转移的目的，使得雨生红球藻的养殖温度能够在不同的外界环境条件下依然保持适宜稳定，解决了雨生红球藻因为外界环境的原因而局限养殖空间，扩大了雨生红球藻的养殖地域和养殖季节；本发明的在线监控检测子系统可以在线对雨生红球藻光生反应器内部物料的温度进行实时监控，使得雨生红球藻的养殖控温速度快和节约水资源；本发明使得雨生红球藻养殖不再受外界环境温度条件的限制，拓宽了微藻养殖的地域空间，为微藻产业的进一步全球化发展提供了现实的可行性方案。
附图说明
图1是本实施例提供的一种用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，所述系统包括以下子系统：
养殖子系统1，用于为微藻的增养殖提供安全场所和生长所需的各种环境条件和生理条件；
冷热水循环子系统2，用于提供温度调节所需的冷水和热水，以及相应的回流管路，通过回流循环管路中冷热水的流动，带动养殖子系统中物料能量的转移，达到温度调控的作用；
在线监控检测子系统3，用于监控养殖子系统内部物料运行过程中的温度，并实时根据温度情况调控冷热水循环子系统的启停，实时将温度反馈至中央处理器，中央处理器根据数据所在范围调节冷水机或热水机的启停；
所述在线监控检测子系统3分别与养殖子系统1和冷热水循环子系统2连接，所述冷热水循环子系统2与养殖子系统1连接。
所述在线监控检测子系统3包括温度传感器31、温度变送器32、中央处理器33和报警器34，所述温度传感器31放置在养殖子系统1内接触物料，并与温度变送器32连接，所述温度变送器32连接中央处理器33，所述报警器34连接中央处理器33，所述中央处理器33通过继电控制器4与冷热水循环子系统2连接，所述中央处理器33包括输出模块331、CPU模块332和输入模块333，所述CPU模块332通过通信接口连接输出模块331和输入模块333，所述输入模块333连接温度变送器32，所述输出模块331连接报警器34和继电控制器4。
所述冷热水循环子系统2包括冷水机组21，热水机组22和热量交换盘管23，所述热量交换盘管23安置于养殖子系统1内，所述养殖子系统1的外部用软管连接冷水机组21和热水机组22，所述温度传感器31置于养殖子系统内，用于检测温度，温度检测反馈给中央处理器来控制冷水机组启动或者热水机组启动达到控制温度的目的。
本发明的工作过程为：
将温度传感器放置于养殖子系统内接触物料，其检测信号由温度变送器传送至中央处理器，中央处理器设置有设备的启停点位（根据雨生红球藻生长环境的温度上下限值，分别对冷水机、热水机设有各自的设备启止点位）：当养殖子系统内部物料温度高于上限数值（28度）时，冷水机组设备启动运转，当物料温度降至冷水机停机温度25度点位时，冷水机组停止运行；当养殖系子统内部物料温度低于下限数值（20度）时，热水机组设备启动运转，当温度升温至热水机停机温度28度点位时，热水机组停止运行。热水机组和冷水机组的启停互为单向开启，不能同时运行。若冷热水机组出现循环水减少，无法供电，无法正常启停，无法接受反馈信号等非正常运行问题时，报警器将启动报警。
其中，冷热水机组都有相应的设置温度，可根据环境和生长条件不同，将冷热水机组设置相适应的运行温度。冷热水机组设备的启停由中央处理器操控，当温度反馈得到启动信号时，相对应的制冷/热机组启动工作，将循环水温调节至设置温度，然后将循环水泵至热量交换盘管内循环流动，完成热量转移。冷热水机组得到中央处理器的停机信号后，则相应的机组停止运行。冷热水机组内剩余循环水量和运行状态的信号都与中央处理器相连接，并由中央处理器进行调控和报警处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，其特征在于，所述系统包括以下子系统：
养殖子系统，用于为雨生红球藻的增养殖提供安全场所和生长所需的各种环境条件和生理条件；
冷热水循环子系统，用于提供温度调节所需的冷水和热水，以及相应的回流管路，通过回流循环管路中冷热水的流动，带动养殖子系统中物料能量的转移，达到温度调控的作用；
在线监控检测子系统，用于监控养殖子系统内部物料运行过程中的温度，并实时根据温度情况调控冷热水循环子系统的启停；
以上所述中，所述在线监控检测子系统分别与养殖子系统和冷热水循环子系统连接，所述冷热水循环子系统与养殖子系统连接。
2.根据权利要求1所述的用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，其特征在于，所述在线监控检测子系统包括温度传感器、温度变送器、中央处理器和报警器，所述温度传感器放置在养殖子系统内接触物料，并与温度变送器连接，所述温度变送器连接中央处理器，所述报警器连接中央处理器，所述中央处理器通过继电控制器与冷热水循环子系统连接。
3.根据权利要求2所述的用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，其特征在于，所述中央处理器包括输出模块、CPU模块和输入模块，所述CPU模块通过通信接口连接输出模块和输入模块，所述输入模块连接温度变送器，所述输出模块连接报警器和继电控制器。
4.根据权利要求1所述的用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，其特征在于，所述养殖子系统为采用自动化控制的光生反应器，在设定温度波动范围后，本系统根据自然条件变化，可将光生反应器内的温度环境反馈给中央处理器，通过中央处理器的控制来保持光生反应器内的温度始终控制在设定的温度范围内。
5.根据权利要求4所述的用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，其特征在于，所述光生反应器是水箱形密闭式光生反应器。
6.根据权利要求3所述的用于微藻养殖的基于在线反馈自动调温的温控系统，其特征在于，所述冷热水循环子系统包括冷水机组，热水机组和热量交换盘管，所述热量交换盘管安置于养殖子系统内，所述养殖子系统的外部用软管连接冷水机组和热水机组，所述温度传感器置于养殖子系统内，用于检测温度，温度检测反馈给中央处理器来控制冷水机组启动或者热水机组启动达到控制温度的目的。
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Application publication date: 20160831 |