[發(fā)明專利]一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210326144.7
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102994365A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李許可;方治國;周泓;泮進明
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州朗拓生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/36;C12N1/12;H05B37/02;C12R1/89
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法。

背景技術(shù)

硅藻光合作用效率是一般高等植物的40—60倍，這與硅藻是單細胞植物及其光合系統(tǒng)有關(guān)，硅藻可大量吸收CO₂，產(chǎn)生更多的有機物，因此硅藻的需求量很大?，F(xiàn)有的硅藻養(yǎng)殖技術(shù)均是采用開放式跑道池，若需要對開放式跑道的培養(yǎng)技術(shù)進行改進或優(yōu)化開放式跑道的培養(yǎng)條件，則必須通過采用光合生物反應(yīng)器進行研究得到最優(yōu)的培養(yǎng)參數(shù)。

光是單細胞培養(yǎng)中影響其生長的最重要的因子之一。光照是影響硅藻生長和生化成分的重要因素。光合生物反應(yīng)器對硅藻提供的培養(yǎng)參數(shù)之一是光照，而現(xiàn)有的光合生物反應(yīng)器普遍采用太陽光、白熾燈或日光燈等作為光源，人工光源提供了一系列波長不等的光譜，從短波的藍紫光到綠色和黃色，再到長波的紅光，而硅藻在不同的生長時間段只需要獲得特定波長范圍且特定光照強度的光即可，現(xiàn)有光源或人工光源的相當一部分光能不被吸收而被浪費，所以硅藻對上述光源的能量利用率較低，光合作用效率低，從而影響硅藻的生長速度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備及光譜調(diào)制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于硅藻對人工光源的光能利用效率較低，從而影響硅藻的生長速度的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于硅藻培養(yǎng)的智能化光照設(shè)備，包括：

記錄有硅藻生長參數(shù)的存儲模塊，所述硅藻生長參數(shù)包括：生長特性參數(shù)以及與所述生長特性參數(shù)對應(yīng)的藍紫光占空比和紅光占空比；

判斷所述硅藻的當前生長狀態(tài)的判斷模塊；

分別與所述判斷模塊以及所述存儲模塊相連，根據(jù)所述硅藻的當前生長狀態(tài)獲得與其對應(yīng)的生長特性參數(shù)，并根據(jù)所述生長特性參數(shù)得到所述硅藻當前所需的藍紫光對應(yīng)的藍紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的獲取占空比模塊；

與所述獲取占空比模塊相連，根據(jù)所述藍紫光占空比生成相應(yīng)的藍紫光PWM信號，并根據(jù)所述藍紫光PWM信號生成相應(yīng)光照強度的藍紫光以及根據(jù)所述紅光占空比生成相應(yīng)的紅光PWM信號，并根據(jù)所述紅光PWM信號生成相應(yīng)光照強度的紅光的光源模塊。

其中，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括：

根據(jù)所述硅藻的當前生物量獲得所述硅藻的當前生長階段的階段獲取單元；

與所述階段獲取單元相連，根據(jù)所述硅藻的當前生長階段得出所述硅藻當前所需的藍紫光對應(yīng)的藍紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。

其中，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生物量區(qū)間，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括：

根據(jù)所述硅藻的當前生物量獲得對應(yīng)的生物量區(qū)間的第一區(qū)間獲取單元；

與所述第一區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當前所需的藍紫光對應(yīng)的藍紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。

其中，所述生長特性參數(shù)包括硅藻的生長階段以及與所述硅藻的生長階段對應(yīng)的硅藻的生物量區(qū)間，所述每一生長階段至少與一個生物量區(qū)間相對應(yīng)，所述硅藻的生長狀態(tài)包括硅藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括：

根據(jù)所述硅藻的當前生物量獲得所述硅藻的當前生長階段，并根據(jù)所述當前生物量以及所述當前生長階段得到當前生物量區(qū)間的第二區(qū)間獲取單元；

與所述第二區(qū)間獲取單元相連，根據(jù)所述硅藻的生物量區(qū)間得出所述硅藻當前所需的藍紫光對應(yīng)的藍紫光占空比以及紅光對應(yīng)的紅光占空比的生成單元。

其中，所述生長特性參數(shù)包括：與所述生物量區(qū)間對應(yīng)的藍紫光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值、與所述藍紫光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值對應(yīng)的藍紫光驅(qū)動電流和紅光驅(qū)動電流、以及與所述藍紫光驅(qū)動電流對應(yīng)的藍紫光占空比以及與所述紅光驅(qū)動電流對應(yīng)的紅光占空比，所述獲取占空比模塊包括：

根據(jù)所述硅藻的當前生物量得到當前生物量對應(yīng)的生物量區(qū)間，根據(jù)所述生物量區(qū)間獲得對應(yīng)的藍紫光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值，根據(jù)獲得的藍紫光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值得到相應(yīng)的藍紫光驅(qū)動電流以及紅光驅(qū)動電流的獲取驅(qū)動電流單元；

與所述獲取驅(qū)動電流單元相連，根據(jù)所述藍紫光驅(qū)動電流到相應(yīng)的藍紫光占空比以及根據(jù)所述紅光驅(qū)動電流得到相應(yīng)的紅光占空比的生成單元。