[发明专利]一种营养液循环控制利用系统及调控方法

说明书

本发明涉及一种营养液循环控制利用系统及调控方法，该系统包括营养液自动控制装置、营养液储液箱、母液箱、酸液箱、碱液箱及植物栽培架；营养液储液箱中设有EC传感器、pH传感器及DO传感器、曝气泵；营养液储液箱通过注水管路与植物栽培架的进口连接，植物栽培架的出口通过回水管路与营养液储液箱连接；注水管路设有注水泵；回水管路设有回水泵；母液箱、酸液箱、碱液箱通过蠕动泵与营养液储液箱连接；自动控制装置与EC传感器、pH传感器、DO传感器、曝气泵、注水泵、回水泵及蠕动泵连接，用于控制蠕动泵和曝气泵、水泵、回水泵的启停。本发明能够在植物营养液液培过程中，通过对营养液的自动和手动调控方法，实现营养液的长期循环利用。

技术领域

本发明属于营养液循环控制利用技术领域，尤其涉及一种营养液循环控制利用系统及调控方法。

背景技术

未来长期载人航天探索任务中航天员生命保障的根本途径，是建立以植物为核心的受控生态生保系统(CELSS)。CELSS中，植物通过光合作用可以为人类提供氧气、吸收二氧化碳，实现水的循环再生以及提供食物等等。植物的高效生产是保障密闭系统内大气、水、食物以及固废循环再生的关键，主要采用无土栽培技术来进行植物的培养和生产。地面上植物无土栽培时，主要利用营养液来为植物生长供给营养，营养液的控制指标包括电导率(EC)、pH和溶解氧(DO)。由于植物生长过程中吸收各类元素，营养液的EC值会随着时间降低，可以通过添加营养液母液的方式来进行EC值的调节。

然而，植物在不同生长阶段，对营养液中的不同元素具有选择吸收性，仅通过补充母液的方式，难以满足不同生长阶段的营养需求。目前，生产上主要采取定期更换营养液的方法来解决这个问题；但是在地外空间以及海岛、沙漠等特殊环境中，水资源匮乏，物资补给代价高昂，所有资源都要尽可能回收利用，难以通过更换营养液的方式来维持植物的正常生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种营养液循环控制利用系统及调控方法，通过自动控制和手动控制相结合的方式，在不更换营养液的情况下，保障不同生长发育时期植物同时正常生长。

本发明提供了一种营养液循环控制利用系统，包括营养液自动控制装置、营养液储液箱、母液箱、酸液箱、碱液箱及植物栽培架；

营养液储液箱中设有分别用于监测营养液EC、pH及DO的EC传感器、pH传感器及DO传感器；营养液储液箱中还设有曝气泵；

营养液储液箱通过注水管路与植物栽培架的进口连接，植物栽培架的出口通过回水管路与营养液储液箱连接；

注水管路设有注水泵，用于将营养液储液箱中的营养液输送至植物栽培架；

回水管路设有回水泵，用于将植物栽培架中的营养液循环至营养液储液箱中；

母液箱、酸液箱、碱液箱通过蠕动泵与营养液储液箱连接，用于通过蠕动泵控制输液量向营养液储液箱输液；

自动控制装置与EC传感器、pH传感器、DO传感器、曝气泵、注水泵、回水泵及蠕动泵连接，用于基于营养液EC、pH及DO控制蠕动泵和曝气泵的启停，并通过预设的时间控制注水泵、回水泵的启停。

进一步地，该系统还包括冷凝水水箱，冷凝水水箱与营养液储液箱连接，用于收集空气中的水蒸气形成冷凝水，并将其输送至营养液储液箱中。

进一步地，回水管路还设有用于对回水管路中营养液进行杀菌消毒的紫外消毒灯。

进一步地，曝气泵为空气泵。

本发明还提供了上述营养液循环控制利用系统的调控方法，包括营养液自动调控方法及营养液手动调控方法；其中，

营养液自动调控方法包括：

通过自动控制装置按营养液配方进行营养液母液、酸液自动配制；