[实用新型]生物再生生命保障系统生物单元间关系模拟综合实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一个生物再生生命保障系统生物单元间关系模拟综合实验装置，主要用于探索研究生物再生生命保障系统(BLSS)中植物、动物等生物单元间的物质循环关系，为保持生命保障系统中生物单元间的物质平衡提供一定的实验论据。

背景技术

生物再生生命保障系统(BLSS，Biological Life Support System)已被各航天大国公认为建立永久月球、火星空间基地的根本保障技术。BLSS中的水和气体再生主要由高等植物通过光合作用来完成，同时宇航员从高等植物那里获取植物性食物。另外，从宇航员心理生理角度考虑，同时实现宇航员食物的自给自足并增加系统的闭合性，宇航员也要在BLSS内生产动物蛋白，即再生生命保障系统包括植物、动物等生物单元，在有限的空间站内，动植物之间必然存在物质交换，从而共同维持生命保障系统物质和能量的平衡。另外，由于空间站内宇航员需要的氧气主要由高等植物提供，所以有必要研究高等植物对人呼出气体的净化情况。因此，研究探索这些生物单元间的物质循环关系便成为维持再生生命保障系统内物质平衡的重要问题之一。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构相对简单、易于观察控制、便于操作的研究动植物生长单元间物质交换关系的实验装置。

为实现上述研究目的，本实用新型所采取的技术方案是：设计了此生物再生生命保障系统生物单元间关系模拟综合实验装置，此长方体形装置由动物间(37)、植物间(38)、位于动物间(37)和植物间(38)之间的物流间(3)和动物间(37)后部的空气温度调节间(39)等构成。

动物间(37)上部设有紫外灯(5)，紫外灯消毒通道隔板(9)，板高5-20cm，此板前端与箱体保持2-10cm距离，来自空气温度调节间(39)的空气经过风扇(10)进入紫外灯消毒通道(32)，从板前端开口(33)处流出，再从紫外灯通道(32)下的紫外线挡光板(1)的两侧开口(29)流入动物间(37)，紫外线挡光板(1)的作用是防止紫外线直射动物间(37)对其中动物造成伤害。动物放出的二氧化碳、氨气等气体从气管(40)流出，经过气管(41)进入植物间(38)，气管(41)分成支管(42、43)。动物间(37)正面中部设法兰开孔(2)，用于安装加长无菌医用手套，实验人员可以通过它们对动物间(37)进行操作，从而避免了装置内气体的泄漏。此单元正面还设有一为动物生长提供照明的荧光灯(15)，其上部为反光板(16)，将荧光灯发出的光反射进动物间(37)。动物间(37)从顶部到承托板(30)处的箱体为密闭空间，高90—140cm的板面(36)与动物间(37)箱体为法兰连接，可拆卸。

植物间(38)顶部为红蓝LED(25)光源，其中红光70％-90％，蓝光10％-30％。光源区前部设有透气不锈钢网(4)，后部的不锈钢板(31)上装有两个给LED光源(25)降温的排风扇(10)；光源(25)下部是透光钢化玻璃板(6)。透光钢化玻璃板(6)下方70cm处是不锈钢多孔板(20)，此板在承托其上部的植物生长基质(34)的同时，可以使基质(34)中多余的水流回植物间(38)下部的集水容器(28)中。植物间(38)侧壁上装有接触式温度传感器(14)。

动物间(37)的出气通过气管(40、41)和气管支管(42、43)进入植物间(38)：当通过支管(43)进入植物间(38)时，气管(19)将气体均匀分布在植物生长基质(34)表面；当通过支管(42)进入植物间(38)时，气体将经过植物生长基质(34)进入植物间(38)。植物间(38)正面的开孔(8)用于连接密封呼吸罩，用于进行植物净化人呼出气体的实验。植物间(38)从透明钢化玻璃板(6)到承托板(20)处为密封空间。中部高50-120cm的板面(35)与植物间(38)箱体之间为法兰连接、可拆卸。

空气温度调节间(39)包括铜质热交换器(12)、氧气传感器(24)、气体增压泵(26)、水泵(27)和带法兰盖的集水容器(22)等部件。集水容器(22)器壁上标有刻度，以观察系统循环水量的变化。