阅读说明：本技术 一种智能食用菌培养设备 (Intelligent edible mushroom cultivation equipment ) 是由 杨小兵 张一帆 陈秋颜 夏凤娜 何嘉豪 杨颖茵 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能食用菌培养设备,包括设备箱和设置在设备箱外侧的多个培养箱；培养箱内部设置有隔板,将培养箱分隔为前部的培养室和后部的内风道,隔板下部设置有回风过滤口,上部设置有出风栅格；内风道中沿气流方向设置有制冷换热器,加热器、加湿组件和内循环送风风机；内风道一侧位于回风过滤口与制冷换热器之间的位置设置有新风组件,内风道另一侧设置有用于连通培养室与外界的排风组件；培养室顶面设置有光照组件,隔板位于培养室的一侧设置有环境感应器组件；设备箱设置有智能调控系统和中央冷水系统。本发明可使食用菌培养有关的主要因素精准可控,并可多组实验同时进行,大大提高食用菌培养实验和精细化栽培的效率。(The invention discloses intelligent edible mushroom cultivation equipment which comprises an equipment box and a plurality of cultivation boxes arranged on the outer side of the equipment box; a partition board is arranged in the incubator and divides the incubator into a front incubator chamber and a rear inner air duct, the lower part of the partition board is provided with an air return filter opening, and the upper part of the partition board is provided with an air outlet grid; a refrigerating heat exchanger, a heater, a humidifying assembly and an internal circulation air supply fan are arranged in the internal air duct along the airflow direction; a fresh air component is arranged at a position between the return air filtering port and the refrigeration heat exchanger on one side of the inner air duct, and an exhaust component for communicating the culture room with the outside is arranged on the other side of the inner air duct; the top surface of the culture chamber is provided with an illumination assembly, and one side of the partition plate, which is positioned in the culture chamber, is provided with an environment sensor assembly; the equipment box is provided with an intelligent control system and a central cold water system. The invention can accurately control the main factors related to the edible fungus culture, and can simultaneously carry out a plurality of groups of experiments, thereby greatly improving the efficiency of the edible fungus culture experiment and the fine culture.)

一种智能食用菌培养设备

技术领域

本发明属于食用菌培养领域，具体涉及一种智能食用菌培养设备。

背景技术

食用菌生长的主要条件因素是在不同时期处于合适的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度环境中。在食用菌研究实验中，需要精准控制多种环境因素并同时进行对比，又需要按计划调整环境因素并进行记录。在传统的实验中使用多个房间安装空调、换风机和加湿机进行培养，因而存在实验环境不均匀、可控程度低、场地要求高、占地面积大、设备昂贵、能耗大、耗费人力的缺点。而现有的培养箱对温度、湿度、二氧化碳浓度的可控精度和稳定性不够，还缺乏对光照度、光照色温、光色、氨气浓度、气流速度的监测和控制，实现同时进行多组对比实验的代价较大，远不能满足食用菌实验和精细化栽培的需求。另一方面，长期使用的栽培设备会积藏害菌、害虫和孢子，严重影响食用菌生长，降低设备使用寿命。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种可精准控制多种环境因素的智能食用菌培养设备，使食用菌培养有关的主要因素精准稳定可控，并可多组实验同时进行，且易拆卸清洗消毒，大大提高食用菌培养实验和精细化栽培的效率。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种智能食用菌培养设备，包括设备箱和设置在设备箱外侧的多个培养箱；

培养箱内部设置有隔板，将培养箱分隔为前部的培养室和后部的内风道，隔板下部设置有回风过滤口，上部设置有出风栅格；

内风道中沿气流方向设置有制冷换热器，加热器、加湿组件和内循环送风风机；内风道一侧位于回风过滤口与制冷换热器之间的位置设置有新风组件，内风道另一侧设置有用于连通培养室与外界的排风组件；

培养室顶面设置有光照组件，隔板位于培养室的一侧设置有环境感应器组件；培养室和内风道底面均设置有排水管道；

设备箱设置有智能调控系统和中央冷水系统；

中央冷水系统用于向各培养箱的制冷换热器提供制冷用的不冻液；

智能调控系统根据预设的运行程序和环境感应器组件实测的环境参数，控制中央冷水系统、加热器、加湿组件、内循环送风风机、光照组件、新风组件以及排风组件的运行。

作为本发明的一种改进，所述的培养箱的箱体主要由外层不锈钢板、中间聚氨脂发泡层和内层有机板材组成。可提高培养箱的隔热保温效果，减少制冷加热次数、时长，减少在制冷加热过程中对湿度的影响。

作为本发明的一种改进，所述的培养箱内部的隔板为可拆卸有机隔板。通过松开螺丝便可拆卸和清洗，解决了常见内风道污染后拆洗困难的问题。

作为本发明的一种改进，所述的新风组件和排风组件均包括风机、自重式风道止回阀和过滤器。

作为本发明的一种改进，所述的加湿组件包括超声波雾化器、水箱和送风机。

作为本发明的一种改进，所述的环境感应器组件包括湿度感应器、温度感应器、压力传感器、二氧化碳浓度感应器、光照度感应器和氨气浓度感应器。

作为本发明的一种改进，所述的光照组件包括白光灯、暖白光灯、冷白光灯、红色灯、蓝色灯、黄色灯以及PWM亮度调节器。

作为本发明的一种改进，所述的中央冷水系统包括制冷压缩机、风冷散热器、冷水热交换器、膨胀阀、冷水循环泵、冷水循环管道、膨胀水箱和制冷换热器；

制冷压缩机、风冷散热器、膨胀阀、冷水热交换器的一次侧依次相连构成制冷工质回路；冷水循环泵、膨胀水箱、制冷换热器、冷水热交换器的二次侧通过冷水循环管道构成不冻液回路。

作为本发明的一种改进，所述的智能调控系统包括设置在箱内的PLC主机和设置在箱门的人机控制面板，通过人机控制面板设定运行程序、显示各种参数的实时值和设备运行情况。

作为本发明的一种改进，所述的培养室内设置有彩色录像摄像头，所述的设备箱内设置有配套的视频监控录像机，通过设置在箱门上的接口组件与外接显示器相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明采用设备箱加多个培养箱的组合设计，可灵活地利用空间，满足多种场地条件，通过中央冷水系统和智能调控系统达到1至N个多联独立控制小空间的规模样式，所有培养箱内环境独立，温度、湿度、光照、气体互不影响，既可在各个培养箱内同时对不同的食用菌做不同的生长环境测试，又可对同一食用菌进行多组对照实验，解决了小空间内实验互相影响的问题，大大提高食用菌培养实验和精细化栽培的效率。

2、本发明通过在培养箱内部用隔板构成内风道对内循环风进行制冷、加热、加湿来控制培养箱温度和湿度，具有制冷、加热、加湿均匀缓和的优点，降低了突然的温度变化对食用菌的影响，快速均匀的加湿、控温效果提高了实验精度，降低了湿度、温度感应值与实际值之间的误差。

3、本发明在培养箱内部用可拆卸有机隔板构成内风道，内风道和其内置设备仅通过松开螺丝便可拆卸和清洗，解决了常见内风道污染后拆洗困难的问题，而且新风口、内循环回风风口均设有过滤器，防止内风道污染。

4、本发明通过智能控制系统协调加湿、控温、换气，使加热、降温、换气对湿度的影响降低，可精准控制培养箱内温度、湿度、光照度、光照色温、光色、二氧化碳浓度、氨气浓度、气流速度，同时智能地按预设的程序时间自动切换进行，并记录环境实时值和监控录像。

5、针对食用菌栽培创新设计的多照度、多色温、多光色的光照系统，提供了更丰富稳定的光照实验条件。

附图说明

图1是本实施例的智能食用菌培养设备的正面示意图；

图2是本实施例的智能食用菌培养设备的侧面示意图；

图3是本实施例的智能食用菌培养设备的背面示意图；

图4是本实施例的培养箱的正面剖视图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是本实施例的设备箱的侧面剖视图；

图8是本实施例的中央冷水系统的结构示意图；

附图标记说明：1-设备箱；2-培养箱；3-隔板；4-回风过滤口；5-出风栅格；6-制冷换热器；7-加湿组件；8-加热器；9-内循环送风风机；10-新风组件；11-排风组件；12-环境感应器组件；13-光照组件；14-彩色录像摄像头；15-排水管道；16-扩展预留孔；17-PLC主机；18-人机控制面板；19-电控系统；20-视频监控录像机；21-接口组件；22-指示灯；23-制冷压缩机；24-风冷散热器；25-膨胀阀；26-冷水热交换器；27-冷水循环泵；28-冷水循环管道；29-膨胀水箱；30-压差阀。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，本实施例公开了一种智能食用菌培养设备，包括设备箱1和设置在设备箱外侧的多个培养箱2。本实施例中，培养箱2的数量为6个，均布在设备箱1的两侧，构成一个外形呈矩形的箱体。

如图4至图6所示，培养箱2的箱体以最外层不锈钢板，内面有机板材，中间聚氨脂发泡层组成，正面设有不锈钢门。不锈钢板作为坚硬外层有稳固箱体的作用，内面有机板材耐高湿防腐蚀易清洗，中间聚氨脂层起到隔热保温节能的作用，可提高培养箱的隔热保温效果，减少制冷加热次数、时长，减少在制冷加热过程中对湿度的影响。

培养箱2内部靠近背面的位置设置有可拆卸有机隔板3，从而将培养箱2分隔为前部的培养室和后部的内风道。通过可拆卸有机隔板3构成内风道，内风道和其内置设备仅通过松开螺丝便可拆卸和清洗，有效解决了常见内风道污染后拆洗困难的问题。

隔板3下部设置有回风过滤口4，上部设置有出风栅格5，内风道内部沿气体流动方向设置有制冷换热器6、加湿组件7、加热器8和内循环送风风机9，实现培养箱2内气体整体地循环回流。

制冷换热器6靠近回风过滤口4，通过中央冷水系统提供的低温不冻液降低内循环风温，从而平稳均匀降低培养箱2内温度。加热器8采用电热不锈钢翅片管，通过加热内循环风，从而平稳均匀升高培养箱内温度。制冷换热器6和加热器8协同工作，可冷凝内循环风中水分并排出，降低培养箱2内湿度。加湿组件7包括超声波雾化器、水箱、送风机，如图5所示，超声波雾化器位于水箱内，送风机位于水箱顶面，配套自重式风道止回阀，减少了泄出的内部气体，有辅助保温保湿的重要作用。

内循环送风风机9靠近出风栅格5，位于高处的出风栅格5和内循环送风风机9的风口设计可减少食用菌生长时收到气流的影响。隔板3下部的回风过滤口4自带过滤器，可防止食用菌孢子和异物污染内风道，这种进出风口的设计，有利于培养箱内气体整体地循环回流，使温度、湿度、二氧化碳和氨气浓度快速均匀分布，减少实验偏差。

内风道一侧位于回风过滤口4与制冷换热器6之间的位置设置有新风组件10，内风道另一侧设置有用于连通培养室与外界的排风组件11。新风组件10和排风组件11均采用风机、自重式风道止回阀和过滤器的组合设计，防止内风道污染。内循环送风风机9、新风组件10和排风组件11均配套有气体流量计，以实时监测气流速度。

隔板3位于培养室的一侧设置有环境感应器组件12，主要包括湿度感应器、温度感应器、压力传感器、二氧化碳浓度感应器、光照度感应器、氨气浓度感应器，用于实时监测培养室内的温度、湿度、压力、光照度、光照色温、光色、二氧化碳浓度、氨气浓度。培养室顶面设置有光照组件13和彩色录像摄像头14。光照组件14包括白光灯、暖白光灯、冷白光灯、红色灯、蓝色灯、黄色灯、PWM亮度调节器，可提供丰富稳定的光照实验条件。彩色录像摄像头14可实时监控培养室内的生长状况，通过设备箱1内的视频监控录像机20记录内部影像，可通过设备箱1上设置的接口组件21外接显示器实时观察内部情况。

本实施例的培养箱2，可控温度范围﹣10～50℃，浮动范围±1℃；湿度40％～100％，浮动范围±2％：光照度0～2000lx，可选色温：日光6000～6500K、暖白光2700-3200K、冷白光10000-12000K，可选光色：红色、蓝色、黄色；二氧化碳和氨气浓度从最低环境浓度至5000ppm；内循环气流速度0～3.5m/s。

另外，为了排出培养箱2内多余的水分，培养室和内风道底面均设置有排水管道15。此外，培养箱2的侧面和背面还设有安装扩展装置用的扩展预留孔16，平时可通过封孔螺丝封闭。

如图5所示，设备箱1上设置有智能调控系统、中央冷水系统、电控系统19、视频监控录像机20、接口组件21和各种指示灯22。电控系统19和视频监控录像机20均安装在设备箱1内，接口组件21包括视频输出接口、USB数据导出接口等，其与指示灯22均布置在设备箱1的箱门上。电控系统19主要包括电源、系统供配电空气开关，为设备供电。

智能调控系统主要包括安装在设备箱1内的PLC主机17和安装在设备箱1箱门上的人机控制面板18。人机控制面板18用于设定运行程序、显示各种参数的实时值和设备运行情况。PLC主机17根据设定的运行参数以及环境感应器组件12的实测参数，控制中央冷水系统、加湿组件7、加热器8、内循环送风风机9、新风组件10、排风组件11以及光照组件13的运行，以精准控制培养箱2内温度、湿度、压力、光照度、光照色温、光色、二氧化碳浓度、氨气浓度、气流速度，同时智能地按预设的程序时间自动切换进行，并记录环境实时值和监控录像。智能调控系统有手动和自动模式，均可控制并定时记录以上数据。其中，自动模式能设定1～10个自动运行程序，每个程序能设定1～100个运行阶段。

本实施例的智能调控系统，自动化程度高：自动进行程序、自动切换阶段、自动记录数据和录像、自动断电后继续程序等，节省人力和实验时间。

如图6所示，中央水冷系统主要包括制冷压缩机23、风冷散热器24、膨胀阀25、冷水热交换器26、冷水循环泵27、冷水循环管道28、膨胀水箱26、以及安装在各培养箱2内的制冷换热器26。

制冷压缩机23、风冷散热器24、膨胀阀25、冷水热交换器26的一次侧依次相连构成制冷工质回路；冷水循环泵27、膨胀水箱29、制冷换热器6、冷水热交换器26的二次侧通过冷水循环管道28构成不冻液回路。各制冷换热器6的分支管道上均安装有控制其开闭的电磁阀，同时在左右两侧的冷水循环管道28上安装有平衡两侧压力的压差阀30。

制冷压缩机23、风冷散热器24、膨胀阀25、冷水热交换器26降低不冻液温度，冷水循环泵27输送不冻液至各培养箱2的制冷换热器6进行制冷。

综上，本实施例的智能食用菌培养设备，可精准控制培养箱内温度、湿度、压力、光照度、光照色温、光色、二氧化碳浓度、氨气浓度、气流速度，同时可智能地按预设的程序时间自动切换进行，并记录环境实时值和监控录像。通过中央水冷系统和智能调控系统达到1至N个多联独立控制小空间的培养箱规模样式，可在各个培养箱内同时对不同的食用菌做不同的生长环境测试，又可对同一食用菌进行多组对照实验，解决了小空间内实验互相影响的问题，大大提高食用菌培养实验和精细化栽培的效率。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。