La Caja de cultivo de iluminación inteligente es el equipo central utilizado en el campo de laboratorio e investigación científica para simular condiciones ambientales como la luz natural y la temperatura, y llevar a cabo investigaciones como el cultivo de tejidos vegetales, el cultivo microbiano y la prueba de germinación de semillas. su principio de funcionamiento es lograr un control preciso de la luz, La temperatura y la humedad en la Caja (algunos modelos) a través de la operación colaborativa de múltiples sistemas. se puede dividir en cinco módulos básicos: sistema de control, sistema de iluminación, sistema de control de temperatura, sistema de circulación y sistema de garantía auxiliar. cada módulo coopera para formar un entorno artificial estable y controlable:
Sistema de control
Este es el "cerebro" de la incubadora de luz inteligente, que consta de un controlador de microcomputadora, un grupo de sensores y una interfaz de interacción hombre - computadora. El controlador del microcomputador tiene un programa preestablecido y un algoritmo inteligente incorporado, y el operador puede establecer parámetros como la intensidad de la luz, el ciclo de luz (como 12h de luz / 12h de oscuridad), la temperatura objetivo y el umbral de humedad a través de la pantalla táctil o el panel de teclas; El sensor de temperatura, el sensor de luz y el sensor de humedad (opcional) en la Caja recopilarán datos ambientales en tiempo real y los retroalimentarán al controlador, que comparará los datos recopilados con los parámetros establecidos, y si hay una desviación, enviará automáticamente instrucciones de ajuste al módulo de ejecución para lograr un control preciso del anillo cerrado de los parámetros. Algunos modelos también admiten control remoto en red y registro de datos, que pueden almacenar y exportar datos de operación en tiempo real, lo que facilita la trazabilidad y el análisis experimentales.
Sistema de iluminación
El sistema es responsable de simular el entorno de iluminación natural para satisfacer las necesidades de fotosíntesis de diferentes objetos experimentales, y los componentes centrales son el componente de fuente de luz y el módulo de ajuste de iluminación. Las fuentes de luz suelen utilizar lámparas led, fluorescentes o halógenos (las lámparas LED se convierten en la corriente principal debido al bajo consumo de energía y el espectro ajustable), que pueden configurar diferentes espectros (como la combinación de luz blanca, Roja y azul) de acuerdo con las necesidades experimentales, adaptándose a las necesidades del ciclo óptico de las diferentes etapas de crecimiento de Las plantas; El módulo de ajuste de iluminación controla el tiempo de apertura / cierre de la fuente de luz, la cantidad de iluminación o la Potencia a través del controlador para lograr un ajuste preciso de la intensidad de la luz (rango general de 0 - 30000 lx) y el ciclo de iluminación, como simular el ciclo de luz y oscuridad que se alternan día y noche, o establecer un programa de iluminación de intensidad variable multisectorial. Algunos equipos también tienen un diseño optimizado de uniformidad de la luz, a través de la disposición del Grupo de lámparas y la estructura del reflector, para garantizar la coherencia de la intensidad de la luz en diferentes áreas de la Caja y evitar diferencias en el crecimiento de las muestras experimentales.
Sistema de control de temperatura
El sistema de control de temperatura se utiliza para mantener la estabilidad de la temperatura en la caja, cubriendo la unidad de calefacción, la unidad de refrigeración y el módulo de equilibrio de temperatura. La mayoría de las unidades de calefacción utilizan tubos de calefacción eléctrica de acero inoxidable. cuando la temperatura en la Caja está por debajo del valor establecido, el controlador inicia el tubo de calefacción y aumenta la temperatura en la Caja a través de la conducción de calor y la circulación del aire; La unidad de refrigeración se basa en el principio de refrigeración por compresión y consta de un compresor, un refrigerante, un evaporador, etc. cuando la temperatura es superior al valor establecido, el funcionamiento del compresor transfiere el calor de la Caja fuera de la Caja para lograr el enfriamiento; El módulo de equilibrio de temperatura controla con precisión el tiempo de arranque y parada y la Potencia de calefacción y refrigeración a través del algoritmo de control de temperatura EIP (diferenciación integral proporcional), evitando grandes fluctuaciones de temperatura, la precisión de control de temperatura de la mayoría de los modelos inteligentes puede alcanzar ± 0,5 ° c, y el rango de temperatura cubre de - 10 ° C a 60 ° c, que puede satisfacer diferentes condiciones experimentales como baja temperatura, temperatura ambiente y alta temperatura.
Sistema circulatorio
El sistema de circulación incluye circulación de aire y humedad (opcional) para garantizar la uniformidad y estabilidad del entorno en la Caja. La circulación del aire se realiza mediante ventiladores incorporados, que conducen el aire en la Caja a través de la unidad de calefacción / refrigeración, el conducto de aire y la placa de flujo uniforme, formando una convección forzada, haciendo que la temperatura y la luz (acción indirecta) en cada área de la Caja se distribuyan uniformemente, evitando que la diferencia de temperatura / luz local excesiva afecte a las muestras experimentales; El sistema de circulación de humedad se realiza a través de humidificadores y deshumidificadores incorporados (o deshumidificadores ventilados). los humidificadores utilizan principalmente atomizadores ultrasónicos o humidificadores de electrodos para aumentar la humedad del aire. los deshumidificadores reducen la humedad a través de condensación o adsorción de tamiz molecular. combinados con la retroalimentación de los sensores de humedad, la humedad en la Caja se controla En un rango de 30% - 95% de RH para cumplir con los estrictos requisitos de humedad, como el cultivo microbiano y el crecimiento de plántulas vegetales.
Sistema de apoyo auxiliar
Para garantizar el funcionamiento seguro del equipo y que las muestras experimentales no se dañen, la incubadora de luz inteligente está equipada con múltiples mecanismos de protección. El dispositivo de protección de sobretemperatura cortará automáticamente la fuente de alimentación de calefacción / refrigeración y llamará a la policía cuando la temperatura en la Caja supere el umbral de seguridad; La protección contra sobrecarga puede evitar que el circuito se queme debido a la corriente excesiva; La cerradura de seguridad del cuerpo de la puerta y la función de memoria de corte de energía, la primera evita que el medio ambiente se descontrole debido a la apertura incorrecta del cuerpo de la puerta durante el experimento, y la segunda puede continuar automáticamente el programa de operación anterior después de la recuperación del Corte de energía para garantizar la continuidad del experimento; Algunos modelos también están equipados con módulos de esterilización ultravioleta, que pueden esterilizar la Caja antes y después del experimento, reduciendo el riesgo de contaminación por bacterias diversas.
En general, la incubadora inteligente de iluminación controla factores ambientales clave como la iluminación, la temperatura y la humedad dentro del rango preestablecido a través del proceso de circuito cerrado de "adquisición de sensores - Análisis de controladores - ajuste del ejecutor - corrección de retroalimentación", proporcionando un entorno de simulación artificial estable y repetible para la investigación experimental en los campos de la biología, la agricultura y el medio ambiente.