一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统
阅读说明：本技术 一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统 (Self-power-generation self-control light compensation system for stereoscopic ecological plant growing bed ) 是由 何淑芳 黄茁 贾宝杰 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统。所述用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统,包括：底泥发电供电系统、光强控制系统和立体生态植生床器。本发明提供一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统,通过设置底泥发电供电系统、光强控制系统和立体生态植生床构成的生态系统,其中,通过设置光强控制系统,主要用于对沉水植物植生床上的植物进行光照补偿,光强控制器可接收光强感应器反馈的信息,并根据沉水植物所需光强自动调节光补偿灯带的光强,为沉水植物的恢复创造光照条件,进而改变了传统的升降式设计,能够实现自动补光功能,无需人工升降沉床体操作,取消了传统沉床复杂的升降控制结构,结构简单。(The invention provides a self-generating self-control light compensation system for a three-dimensional ecological plant growing bed. A from electricity generation automatic control light compensation system for three-dimensional ecological vegetation bed includes: a bottom sediment power generation and supply system, a light intensity control system and a three-dimensional ecological plant-growing bed device. The invention provides a self-generating self-control light compensation system for a three-dimensional ecological plant-growing bed, which is an ecological system consisting of a sediment power generation and supply system, a light intensity control system and the three-dimensional ecological plant-growing bed, wherein the light intensity control system is mainly used for performing illumination compensation on plants on the plant-growing bed of submerged plants, the light intensity controller can receive information fed back by a light intensity sensor and automatically adjust the light intensity of a light compensation lamp strip according to the light intensity required by the submerged plants so as to create illumination conditions for the recovery of the submerged plants, thereby changing the traditional lifting design, realizing the automatic light compensation function, eliminating the operation of manually lifting the submerged bed body, canceling the complicated lifting control structure of the traditional submerged bed and having simple structure.)
技术领域
本发明涉及生态植生床领域，尤其涉及一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统。
背景技术
生态植生床，又称人工浮床，它是人工浮岛的一种，针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮和磷的含量，它以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，用以削减水体中的污染负荷。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。
立体生态植生床属于生态植生床的一种，其同时包括挺水植物植生床和沉水植物植生床，进而构成立体式生态床，能够更好的对水体进行净化。
现有技术中，为了保证沉水水生植物能够更好的得到光照，保持健康的生长，一般会将沉水植物植生床设置为升降式，在需要补充光照时，通过启动升降结构将沉水植物植生床拉升至一定的高度，而设置升降结构不仅大大增加了使用成本，还需要人工定期手动操作，使其在使用时不够方便，同时整个生态床电力供应均来源于外部环境，不具备自发电功能，使得能源消耗成本较大。
因此，有必要提供一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统，解决了升降式沉水植物植生床在补充光照时不够方便的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统，包括：
底泥发电供电系统、光强控制系统和立体生态植生床；
其中，所述底泥发电供电系统包括阴极室、阴极、阳极、导线和蓄电器，所述阳极分别与所述阴极室、所述阴极通过所述导线连接；
所述光强控制系统包括光强感应器、光强控制器以及光补偿灯带；
所述立体生态植生床包括挺水植物植生床、沉水植物植生床、生物挂膜区以及曝气系统。
优选的，所述阳极采用碳毡或碳纤维，且所述阳极埋设于水体底泥中。
优选的，所述阴极室为一敞口阴极容器，且内部充满空气，所述阴极设置为长满生物膜的不锈钢填料。
优选的，所述光强感应器和所述光补偿灯带均设置于所述沉水植物植生床上，所述光强感应器与所述光补偿灯带均与所述光强控制器信号连接。
优选的，所述光强感应器用于感应所述沉水植物植生床周围的光照强度，并将感应的信息发送至所述光强控制器，所述光强控制器则用于控制光补偿灯带启动，用于对沉水植物进行光照补偿。
优选的，所述挺水植物植生床通过四周浮体漂浮在水面上，所述沉水植物植生床沉入水体中，并悬挂在所述挺水植物植生床的底部。
优选的，所述生物挂膜区设置于所述沉水植物植生床下方，且所述生物挂膜区中悬挂的是所述不锈钢填料。
优选的，所述曝气系统通过管道与所述沉水植物植生床连接，所述曝气系统为所述生物挂膜区提供氧气。
优选的，所述沉水植物植生床包括底板，所述底板上设置有支撑结构，所述支撑结构包括两个支撑杆、移动板、卡接块、限位杆、弹性件以及带动件，所述移动板内部的两侧均开设有活动槽，所述支撑杆的外部开设有锯齿槽，两个所述支撑杆分别固定于所述底板顶部的左侧与右侧，所述移动板的两侧分别与两个所述支撑杆的外部滑动连接。
优选的，所述限位杆固定于所述活动槽内，所述卡接块与所述限位杆的外部滑动连接，所述弹性件套接于所述限位杆的外部，所述带动件固定于所述卡接块的一侧，所述卡接块卡接于所述锯齿槽内，所述底板的顶部设置有种植槽，所述底板底部的两侧均设置有配重块。
与相关技术相比较，本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统具有如下有益效果：
本发明提供一种用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统，通过设置底泥发电供电系统、光强控制系统和立体生态植生床构成的生态系统，其中，通过设置光强控制系统，主要用于对沉水植物植生床上的植物进行光照补偿，光强控制器可接收光强感应器反馈的信息，并根据沉水植物所需光强自动调节光补偿灯带的光强，为沉水植物的恢复创造光照条件，进而改变了传统的升降式设计，能够实现自动补光功能，无需人工升降沉床体操作，取消了传统沉床复杂的升降控制结构，结构简单，操作方便，大大降低了使用成本，同时实现智能化控制，保证提供充足的光照，进而确保沉水植物更好的生长，在使用时更加方便。
附图说明
图1为本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统的结构框图；
图2为本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统的结构图；
图3为图1所示的光强控制系统的结构框图；
图4为图2所示的沉水植物植生床外部的结构示意图；
图5为图4所示的沉水植物植生床背面的结构示意图；
图6为图5所示的移动板内部的局部位置的结构示意图。
图中标号
1、底泥发电供电系统，2、光强控制系统，3、立体生态植生床；
11、阴极室，12、阴极，13、阳极，14、导线，15、蓄电器；
21、光强感应器，22、光强控制器，23、光补偿灯带；
31、挺水植物植生床，32、沉水植物植生床，33、生物挂膜区，34、曝气系统；
4、底板，5、支撑结构；
51、支撑杆，52、移动板，53、卡接块，54、限位杆，55、弹性件，56、带动件，57、活动槽，58、锯齿槽；
6、种植槽，7、配重块。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中，图1为本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统的结构框图；图2为本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统的结构图；图3为图1所示的光强控制系统的结构框图。用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统，包括：
底泥发电供电系统1、光强控制系统2和立体生态植生床3；
其中，所述底泥发电供电系统1包括阴极室11、阴极12、阳极13、导线14和蓄电器15组成，所述阳极13分别与所述阴极室11、所述阴极12通过所述导线连接；
所述光强控制系统2包括光强感应器21、光强控制器22以及光补偿灯带23；
所述立体生态植生床3包括挺水植物植生床31、沉水植物植生床32、生物挂膜区33以及曝气系统34。
底泥发电供电系统1分别位于光强控制系统2以及立体生态植生床3提供电力支持，而在底泥发电供电系统1中，主要是通过将微生物燃料电池安装于水体底泥中，以底泥中的有机物为燃料发电，而以碳毡或碳纤维作为阳极13材料，阴极则设置有两个，一个为采用长满生物膜的不锈钢填料及阴极12，一个为敞口阴极室11，敞口阴极室11充满空气，而蓄电器15用于储存电能，通过阴极室11、阴极12、阳极13、导线14和蓄电器15构建微生物燃料电池，实现自发电功能，不必再使用外部电能，实现生态床的电能的自给自足，大大节约了能源，降低使用成本，而底泥发电供电系统1初期利用阴极室氧气为电子受体，不锈钢填料充分挂膜后利用不锈钢填料为电子受体可提高产电效率，通过设置该底泥发电供电系统1，能够实现系统的自动发电和供电功能，主要利用将微生物燃料电池安装于水体底泥中，以底泥中的有机物为燃料发电，采用生物发电技术，电能来源更加清洁，更加环保。
所述阳极13采用碳毡或碳纤维，且所述阳极13埋设于水体底泥中。
所述阴极室11为一敞口阴极容器，且内部充满空气，所述阴极12设置为长满生物膜的不锈钢填料。
所述光强感应器21和所述光补偿灯带23均设置于所述沉水植物植生床32上，所述光强感应器21与所述光补偿灯带23均与所述光强控制器22信号连接。
所述光强感应器21用于感应所述沉水植物植生床32周围的光照强度，并将感应的信息发送至所述光强控制器22，所述光强控制器22则用于控制光补偿灯带23启动，用于对沉水植物进行光照补偿。
光强控制系统2主要用于对沉水植物植生床上的植物进行光照补偿，由底泥发电供电系统1为其提供电力，其中，光强控制器22可接收光强感应器21反馈的信息，并根据沉水植物所需光强自动调节光补偿灯带23的光强，为沉水植物的恢复创造光照条件，进而改变了传统的升降式设计，能够实现自动补光功能，无需人工升降沉床体操作，取消了传统沉床复杂的升降控制结构，结构简单，操作方便，大大降低了使用成本，同时实现智能化控制，保证提供充足的光照，进而确保沉水植物更好的生长，在使用时更加方便。
所述挺水植物植生床31通过四周浮体漂浮在水面上，所述沉水植物植生床32沉入水体中，并悬挂在所述挺水植物植生床31的底部。
所述生物挂膜区33设置于所述沉水植物植生床32下方，且所述生物挂膜区33中悬挂的是所述不锈钢填料。
所述曝气系统34通过管道与所述沉水植物植生床32连接，所述曝气系统34为所述生物挂膜区33提供氧气。
挺水植物植生床31通过四周浮体漂浮于水面上，挺水植物植生床31的框架均由UPVC塑料管热熔焊接而成，在其上并设置有多个种植槽，种植槽中放置沸石作为基质，用于种植挺水植物或沉水植物，沉水植物植生床32沉入水体中，位于挺水植物植生床31的正下方，通过绳索悬挂连接，构成上下立体形式，而在沉水植物植生床32床体框架中设置有微孔曝气管道可通过空气泵进行曝气，进而建立与曝气系统34之间的连接，为生物挂膜区33提供氧气，而在生物挂膜区33中，即沉水植物植生床32均悬挂有不锈钢生物膜填料，该不锈钢填料可净化水质的同时作为底泥发电供电系统的阴极12，通过设置该立体生态植生床3，主要用于对水体进行净化，同时设置挺水植物植生床31、沉水植物植生床32，该系统构建了挺水植物、沉水植物、微生物协同作用体系，大大提升了其原位净化能力，大大提升了水体的净化作用，更好的改善水体的水质。
所述沉水植物植生床32包括底板4，所述底板4上设置有支撑结构5，所述支撑结构5包括两个支撑杆51、移动板52、卡接块53、限位杆54、弹性件55以及带动件56，所述移动板52内部的两侧均开设有活动槽57，所述支撑杆51的外部开设有锯齿槽58，两个所述支撑杆51分别固定于所述底板4顶部的左侧与右侧，所述移动板52的两侧分别与两个所述支撑杆51的外部滑动连接。
所述限位杆54固定于所述活动槽57内，所述卡接块53与所述限位杆54的外部滑动连接，所述弹性件55套接于所述限位杆54的外部，所述带动件56固定于所述卡接块53的一侧，所述卡接块53卡接于所述锯齿槽58内，所述底板4的顶部设置有种植槽6，所述底板4底部的两侧均设置有配重块7。
支撑结构5主要作为光补偿灯带23以及光强感应器21的安装位置，其中通过两个支撑杆51分别为移动板52提供支撑，而光补偿灯带23位于移动板52的底部，而光强感应器21设置于移动板52的顶部位置，移动板52正好位于种植槽6的正上方，使得其上安装的光补偿灯带23能够均匀的向种植槽6上的沉水植物进行照射，卡接块53可以在活动槽57内部水平滑动，且两个活动槽57分别位于移动板52内部的左右两侧，且卡接块53设置有两个分别位于两个活动槽57内，其一侧由活动槽57内部延伸至锯齿槽58中，并最终与锯齿槽58卡接，两者适配设置，设有相同的倾斜面，移动板52向上移动时，使得卡接块53受到锯齿槽58的挤压，进而使其收缩至活动槽57内，限位杆54对卡接块53起到限位作用，使得卡接块53能够稳定的在活动槽57内部活动，而弹性件55为卡接块53提供弹力支持，使其具有弹性，在受到挤压时能够复位，带动件56由活动槽57内部延伸至移动板52的背面，通过在外部推动该带动件56，使得卡接块53可以在活动槽57内部移动，通过设置该支撑结构5，主要作为光补偿灯带23以及光强感应器21安装位置，同时具备调节功能，可以对光补偿灯带23的高度进行调节，向上调节时，只需向上拉动移动板52，使得卡接块53受到锯齿槽58的挤压作用向活动槽57内部收缩至，进而与锯齿槽58分离，然后移动板52在支撑杆51的外部滑动，进而带动其上的光补偿灯带23一同移动，直至光补偿灯带23移动至合适的位置，停止拉动移动板52，此时在弹性件55的弹力作用下，使得卡接块53最终与锯齿槽58卡接，进而使得移动板52能够保持稳定状态，而需要向下调节时，则需要通过拉动两个带动件56，使得两个卡接块53同时与锯齿槽58分离，此时便可以按动移动板52使其在支撑杆51的外部滑动，直至移动至合适的位置，停止拉动带动件56，在弹性件55的弹力作用下，使得卡接块53最终与锯齿槽58卡接，使得移动板52保持稳定，该支撑结构5可以实现对光补偿灯带23竖直方向的高度调节，能够能够根据实际的使用需求进行适配调节，改变了传统的固定式设计，使得光补偿灯带23更好的对植物进行光照，使其在使用时十分灵活、十分方便，更好的满足不同水沉植物的光照需求。
本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统的工作原理如下：
在正常使用时，通过底泥发电供电系统1不断地发电，并将电能储存在蓄电器15中，而在沉水植物植生床32周围光照强度不足时，通过光强感应器21检测到沉水植物实际的光照强度，并将检测信息发送至光强控制器22，此时通过光强控制器22控制光补偿灯带23启动，用于对沉水植物进行光照补偿，进而实现自动光照补偿操作，无需人工进行操作，确保沉水植物接收到充足的光照。
与相关技术相比较，本发明提供的用于立体生态植生床的自发电自控光补偿系统具有如下有益效果：
通过设置底泥发电供电系统1、光强控制系统2和立体生态植生床3构成的生态系统，其中，通过设置光强控制系统2，主要用于对沉水植物植生床32上的植物进行光照补偿，光强控制器22可接收光强感应器21反馈的信息，并根据沉水植物所需光强自动调节光补偿灯带23的光强，为沉水植物的恢复创造光照条件，进而改变了传统的升降式设计，能够实现自动补光功能，无需人工升降沉床体操作，取消了传统沉床复杂的升降控制结构，结构简单，操作方便，大大降低了使用成本，同时实现智能化控制，保证提供充足的光照，进而确保沉水植物更好的生长，在使用时更加方便。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。