[發明專利]一種根系無損的智能水培系統

有效

• 申請號: 202010310291.X
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111357634B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 劉飛;王唯;申婷婷;孔汶汶;陳榕欽;盧軼;何勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A01G31/02
• 分類號: A01G31/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種根系無損的智能水培系統，其特征在于，所述系統包括：營養液配制模塊、營養液輸送模塊、水培植株模塊、脅迫添加模塊和廢液輸出模塊；

所述營養液配制模塊通過所述營養液輸送模塊與所述水培植株模塊連接，所述脅迫添加模塊與所述水培植株模塊連接；所述廢液輸出模塊與所述水培植株模塊連接；

所述營養液配制模塊用于提供多種不同濃度的營養液母液和水；所述營養液輸送模塊用于將不同濃度的營養液母液和水輸送至所述水培植株模塊；所述脅迫添加模塊用于向所述水培植株模塊中添加不同濃度的脅迫試劑；所述水培植株模塊根據添加的不同營養液母液、水和不同濃度的脅迫試劑進行根系無損水培植株；所述廢液輸出模塊用于將所述水培植株模塊中的廢液排出，完成廢液的收集；

所述營養液配制模塊包括：

多個營養液母液瓶，用于存儲不同濃度的營養液母液和水；

多個第一流量計，分別與各所述營養液母液瓶連接，用于設定不同濃度的營養液母液和水的劑量；

多個第一電磁閥，分別與各所述第一流量計連接，用于控制不同濃度的營養液母液和水輸送的速度；

營養液罐，分別與各所述第一電磁閥、所述營養液輸送模塊連接，用于將不同濃度的營養液母液和水混合后進行存儲；

所述營養液輸送模塊包括：

第一泵、第二電磁閥和多個第三電磁閥；所述第一泵與所述營養液罐連接，所述第二電磁閥分別與所述第一泵和各所述第三電磁閥連接；各所述第三電磁閥分別與所述水培植株模塊連接；

所述第二電磁閥和各所述第三電磁閥分別用于控制第一混合液輸送的速度，所述第一泵將第一混合液通過所述第二電磁閥和多個所述第三電磁閥分別輸送至所述水培植株模塊中；所述第一混合液為不同濃度的營養液母液和水混合后溶液；

所述脅迫添加模塊包括：

多個脅迫瓶，用于存儲不同濃度的脅迫試劑；

多個第二流量計，分別與各所述脅迫瓶連接，用于設定不同濃度的脅迫試劑的劑量；

多個第四電磁閥，分別與所述第二流量計連接，用于控制不同濃度的脅迫試劑輸送的速度；

所述廢液輸出模塊包括：

多個第五電磁閥，分別與所述水培植株模塊連接，用于控制所述水培植株模塊內廢液輸出的速度；

多個第二泵，分別與各所述第五電磁閥連接，用于將所述水培植株模塊內廢液通過各所述第五電磁閥抽出；

所述水培植株模塊包括：多個水培盆，分別與各所述第三電磁閥、各所述第四電磁閥和各所述第五電磁閥連接；所述水培盆的個數、所述第三電磁閥的個數、所述第四電磁閥的個數和所述第五電磁閥的個數均相等；在各所述水培盆的蓋子上陣列設置多個定位孔，用于放置帶有海綿的植株幼苗；

所述系統還包括：第一液位傳感器、第二液位傳感器、第三液位傳感器、第四液位傳感器、第五液位傳感器和控制柜；所述控制柜包括：模數轉換模塊、控制模塊和無線通訊模塊；模數轉換模塊分別與第一液位傳感器、第二液位傳感器、第三液位傳感器、第四液位傳感器和第五液位傳感器連接，控制模塊分別與模數轉換模塊和無線通訊模塊連接，無線通訊模塊分別與第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥和第五電磁閥連接；

第一液位傳感器設置于營養液罐的上部，第二液位傳感器設置于所述營養液罐的下部，第三液位傳感器設置于水培盆的上部、第四液位傳感器設置于水培盆的中部和第五液位傳感器設置于水培盆的下部；

當第一液位傳感器檢測到營養液時發出第一模擬信號，并利用模數轉換模塊將第一模擬信號轉換成第一數字信號發送至控制模塊，以使控制模塊根據第一數字信號通過無線通訊模塊控制第一電磁閥關閉；

當第二液位傳感器檢測到營養液沒有時發出第二模擬信號，并利用模數轉換模塊將第二模擬信號轉換成第二數字信號發送至控制模塊，以使控制模塊根據第二數字信號通過無線通訊模塊控制第一電磁閥開啟，使設定劑量的不同濃度的營養液母液和水加入營養液罐中進行混合；

當第三液位傳感器檢測到營養液時發出第三模擬信號，并利用模數轉換模塊將第三模擬信號轉換成第三數字信號發送至控制模塊，以使控制模塊根據第三數字信號通過所述無線通訊模塊控制第二電磁閥、第三電磁閥和第四電磁閥關閉；

當第四液位傳感器檢測到營養液沒有時發出第四模擬信號，并利用模數轉換模塊將第四模擬信號轉換成第四數字信號發送至控制模塊，以使控制模塊根據所述第四數字信號通過無線通訊模塊控制第五電磁閥開啟，使廢液從水培盆中排出；

當第五液位傳感器檢測到營養液沒有時發出第五模擬信號，并利用模數轉換模塊將第五模擬信號轉換成第五數字信號發送至控制模塊，以使控制模塊根據第五數字信號通過無線通訊模塊控制第二電磁閥、第三電磁閥和第四電磁閥開啟，使設定劑量的不同濃度的脅迫試劑和第一混合液加入水培盆中進行水培養。