[發明專利]一種用于藍藻培養的智能化光照設備及光譜調制方法

有效

• 申請號: 201210326366.9
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN103060173A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 李許可;周泓;方治國;泮進明
• 申請（專利權）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: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉一種用于藍藻培養的智能化光照設備及光譜調制方法。

背景技術

隨著近幾年的藍藻養殖產業的興起，藍藻的市場需求越來越大。現有的藍藻養殖技術均是采用開放式跑道池，若需要對開放式跑道的培養技術進行改進或優化開放式跑道的培養條件，則必須通過采用光合生物反應器進行研究得到最優的培養參數。

光是單細胞培養中影響其生長的最重要的因子之一。光照是影響藍藻生長和生化成分的重要因素。光合生物反應器對藍藻提供的培養參數之一是光照，而現有的光合生物反應器普遍采用太陽光、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，從短波的藍光到綠色和黃色，再到長波的紅光，而藍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，所以藍藻對上述光源的能量利用率較低，光合作用效率低，從而影響藍藻的生長速度。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于藍藻培養的智能化光照設備及光譜調制方法，以克服現有技術中由于藍藻對人工光源的光能利用效率較低，從而影響藍藻的生長速度的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于藍藻培養的智能化光照設備，包括：

記錄有藍藻生長參數的存儲模塊，所述藍藻生長參數包括：生長特性參數以及與所述生長特性參數對應的藍綠光占空比和紅光占空比；

判斷所述藍藻的當前生長狀態的判斷模塊；

分別與所述判斷模塊以及所述存儲模塊相連，根據所述藍藻的當前生長狀態獲得與其對應的生長特性參數，并根據所述生長特性參數得到所述藍藻當前所需的藍綠光對應的藍綠光占空比以及紅光對應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，根據所述藍綠光占空比生成相應的藍綠光PWM信號，并根據所述藍綠光PWM信號生成相應光照強度的藍綠光以及根據所述紅光占空比生成相應的紅光PWM信號，并根據所述紅光PWM信號生成相應光照強度的紅光的光源模塊。

其中，所述生長特性參數包括藍藻的生長階段，所述藍藻的生長狀態包括藍藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括：

根據所述藍藻的當前生物量獲得所述藍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，根據所述藍藻的當前生長階段得出所述藍藻當前所需的藍綠光對應的藍綠光占空比以及紅光對應的紅光占空比的生成單元。

其中，所述生長特性參數包括藍藻的生物量區間，所述藍藻的生長狀態包括藍藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括：

根據所述藍藻的當前生物量獲得對應的生物量區間的第一區間獲取單元；

與所述第一區間獲取單元相連，根據所述藍藻的生物量區間得出所述藍藻當前所需的藍綠光對應的藍綠光占空比以及紅光對應的紅光占空比的生成單元。

其中，所述生長特性參數包括藍藻的生長階段以及與所述藍藻的生長階段對應的藍藻的生物量區間，所述每一生長階段至少與一個生物量區間相對應，所述藍藻的生長狀態包括藍藻的生物量，所述獲取占空比模塊包括：

根據所述藍藻的當前生物量獲得所述藍藻的當前生長階段，并根據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間的第二區間獲取單元；

與所述第二區間獲取單元相連，根據所述藍藻的生物量區間得出所述藍藻當前所需的藍綠光對應的藍綠光占空比以及紅光對應的紅光占空比的生成單元。

其中，所述生長特性參數包括：與所述生物量區間對應的藍綠光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值、與所述藍綠光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值對應的藍綠光驅動電流和紅光驅動電流、以及與所述藍綠光驅動電流對應的藍綠光占空比以及與所述紅光驅動電流對應的紅光占空比，所述獲取占空比模塊包括：

根據所述藍藻的當前生物量得到當前生物量對應的生物量區間，根據所述生物量區間獲得對應的藍綠光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值，根據獲得的藍綠光的光照強度閾值以及紅光的光照強度閾值得到相應的藍綠光驅動電流以及紅光驅動電流的獲取驅動電流單元；

與所述獲取驅動電流單元相連，根據所述藍綠光驅動電流到相應的藍綠光占空比以及根據所述紅光驅動電流得到相應的紅光占空比的生成單元。