[实用新型]一种用LED可调光的微藻培养箱

说明书

技术领域

本实用新型属于微藻培养生物技术领域，涉及一种用LED可调光进行微藻培养实验用的培养箱。 

背景技术

微藻是生物圈中第一生产力的重要组成部分，一些微藻是水产养殖的重要饵料或饵料生物的饵料。一些微藻富含营养成分，是人类极好的营养品。微藻接近植物种类的50％，在种质、生态分布、遗传信息、生化组成等方面具有多样性、复杂性和特殊性。自然界并没有可以大量直接收集的微藻，都需要通过工程培养。目前规模化人工培养主要有开放池和封闭光生物反应器两种方式。无论何种方式，光照是微藻生长的重要因子，而封闭光生物反应器更需要人工光源。光照又由光强、光谱和光周期三个因素组成。由于微藻种类的繁多及色素种类多样性，对光照的需求远比高等植物复杂。因此如何在规模化生产中配置合理光照环境要因藻种的不同而异。目前，普通生物培养箱虽具有恒温和光照环境，但采用都是日光灯管，光谱不匹配，在实验室虽有使用单色光进行培养的案例，但其单色光均使用白光加滤光片形成，光效低，可选光谱有限。在光强调节方面，虽可组合灯管亮灭用以调整光强，但档位有限且不连续。耗电大、发热大、效率低。用该培养箱的光照并不能调整到微藻生长的最佳环境，因此，也就不具有为后期规模生产配置光源的实验功能。 

发明内容

针对目前培养箱存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用LED可调光进行微藻培养实验的培养箱。通过调节该培养箱中LED光源的光谱、光强和光照周期并与常规日光灯光源进行培养对照，为不同藻类规模化培养配置最佳的LED光照环境。 

为实现上述目的而采取的技术方案为：培养箱由箱体、光照控制系统和温度控制系统三部分组成。在箱体内部用通气隔光板分为上下两部分，目的在于上下温度的一致，而上下两部分光照彼此不受影响。在箱体内部上半部两侧装备LED发光组件和LED控制电路，在箱体内部下半部两侧装备日光灯发光组件和日光灯控制电路。温度控制系统技术为已知。 

所述LED可调光微藻培养箱的技术特征为：在箱体内部上半部两侧面各安装一块由红、绿、蓝、黄、白五色LED组成的发光组件，发光组件上的LED分别连接起来分五路与LED控制电路连接。所述LED控制电路由单片机编程进行控制。对五路LED可分别选择连续光强手动控制，在分别控制光强的同时也在选择光谱。光照周期的控制可选择多时段对多路进行定时开关。还可选择模拟太阳光渐变的全天自动控制光照模式。 

在箱体内部的下半部的两侧面各安装4只9W白光日光灯管组成日光灯发光组件，与日光灯控制电路连接，对光强不做调控，只是通过定时器控制其开关，达到控制光照周期的目的。在箱体内部上下两个培养区域的微藻培养台面上各放置一只光照度探头，分别与LED控制电路和日光灯控制电路连接。并将测得的光照度显示在前面板上。 

所述LED发光组件其特征为：采用直径为5mm的高亮度红、绿、蓝、黄、白五色各100-150只焊接于PCB电路板上。峰值波长为：红色650nm、绿色520nm、蓝色440nm、黄色590nm、白色双峰450nm和540nm，各色带宽均为30nm，LED发光组件发出各色光在箱体上部中心的总体照度值为：红色1000Lx-1500Lx；绿色4000lx-5000Lx；蓝色5000Lx-6000Lx；黄色3000Lx-4000Lx；白色8000Lx-10000Lx。所述日光灯的照度值为4000Lx-8000Lx。 

所述LED控制电路采用单片机编程脉冲宽度可调(PWM)控制技术。该技术调节光强具有效率高、安全可靠、连续无级的特点。所述光照度探头采用硅光电池。 

通过LED控制电路选择LED的光谱或调节LED光照强度或改变光照周期用以培养在该光照环境下的微藻。与此同时，在相同温度的环境下，选择同一藻种并将之置于同一培养箱内的日光灯的光照环境对比培养。以确定针对该微藻的最佳LED光照环境。 

本实用新型采取控制技术模仿太阳光的色温、光照周期和光强变化，选取红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)的亮度比为5∶3∶1。由此配光构成白光的色温在6500K，接近太阳光色温。光照周期为12小时亮，12小时灭，在亮灯期间采取由暗变亮再由亮变暗的渐变过程，最亮时达8000Lx。 

本实用新型的优点在于： 

1、LED光源具有丰富的光谱且可独立控制，节能环保、发热少、光效高且稳定长寿。