[发明专利]一种用于水解氮实验的培养装置及培养方法

权利要求书

1.一种用于水解氮实验的培养装置，其特征在于，该装置包括：培养装置本体(1)、加热装置(2)、回旋式震荡装置(3)、多层式震荡支架(4)、多个温度传感器(5)、PLC控制器(6)、多个扩散皿专用托盘(7)、多个扩散皿(10)、蜂鸣器(8)和用户终端(9)；

所述培养装置本体(1)为顶部和底部均封闭的中空方柱体结构；多层式震荡支架(4)嵌入至培养装置本体(1)的中空位置处，培养装置本体(1)的一侧设有矩形开口，并在该矩形开口处设置安装门；与设有矩形开口的一侧相对的一侧，设有热风出口(12)；

多层式震荡支架(4)上固定安装多个扩散皿托盘(7)，每个扩散皿托盘(7)上固定放置多个扩散皿(10)，每个扩散皿(10)中放置对应的土壤样本；

培养装置本体(1)的中空位置的内壁上均匀布设多个温度传感器(5)；

培养装置本体(1)的顶部安装PLC控制器(6)和蜂鸣器(8)；

靠近培养装置本体(1)的底部开设呈上下设置的第一层式抽屉结构和第二层式抽屉结构，第一层式抽屉结构内设置回旋式震荡装置(3)，且该回旋式震荡装置(3)通过连接装置与震荡支架(4)连接；

第二层式抽屉结构内设置加热装置(2)，且该加热装置(2)与PLC控制器(6)电性连接；

PLC控制器(6)还与多个温度传感器(5)和蜂鸣器(8)电性连接；

PLC控制器(6)通过长距离通信方式与用户终端(9)远程连接；

所述回旋式震荡装置(3)包括：从动带轮(18)、主动带轮(21)、主动偏心轴(17)、从动偏心轴(19)、电机(20)、传送带(22)、轴承底座(24)和多个偏心轴联轴器(23)；

轴承底座(24)上固定电机(20)和从动偏心轴(19)，且从动偏心轴(19)的一端可转动地设置在从动带轮(18)的中部，其另一端可转动地设置在轴承支座(24)上；

主动偏心轴(17)的一端可转动地设置从动带轮(18)上，且该端与设置在从动带轮(18)的中部的从动偏心轴(19)的一端位于同一水平线上，并相对放置；主动偏心轴(17)的另一端安装在多层式震荡支架(4)的底部，并与安装在多层式震荡支架(4)上的四角处的偏心轴联轴器(23)相连接；

主动带轮(21)与电机(20)可转动地连接，且主动带轮(21)和从动带轮(18)通过传送带(22)连接；

所述多层式震荡支架(4)为上下方向设置的多层式支架结构，其中的每一层支架放置对应的扩散皿专用托盘(7)；

所述扩散皿专用托盘(7)包括：扩散皿支架(13)和多个扩散皿(10)，所述扩散皿支架(13)上开设多个圆柱形凹槽，将每个扩散皿(10)固定安装在对应的圆柱形凹槽内；

所述扩散皿(10)包括：扩散皿底盘(14)和扩散皿上盖(15)；扩散皿上盖(15)盖在扩散皿底盘(14)上，所述扩散皿底盘(14)为顶部开口的圆柱形结构，且扩散皿底盘(14)的中部开设直径小于扩散皿直径的小圆柱形结构，其横截面整体呈圆环式结构；

在沿径向方向上，小圆柱形结构的外圆周与圆柱形结构的外圆周之间采用金属导热丝连接；

扩散皿上盖(15)的顶部内壁上设置多个金属导热丝。

2.根据权利要求1所述的用于水解氮实验的培养装置，其特征在于，所述温度传感器(5)，用于实时采集每个扩散皿专用托盘(7)上放置的每个扩散皿(10)中的土壤样本的温度。

3.根据权利要求1所述的用于水解氮实验的培养装置，其特征在于，所述PLC控制器(6)上还设置显示触屏，该显示触屏通过无线网络分别与PLC控制器和用户终端远程互联互通。

4.根据权利要求1所述的用于水解氮实验的培养装置，其特征在于，所述户终端(9)为手机、计算机或平板电脑。

5.一种用于水解氮实验的培养方法，其特征在于，该方法基于上述权利要求1-4中任一所述的用于水解氮实验的培养装置实现，该方法包括：

将水解氮实验所需要的N个土壤样本放置于扩散皿专用托盘(7)上的多个扩散皿(10)，并将每个扩散皿专用托盘(7)放置在多层式震荡支架(4)上，再将放置有多个扩散皿专用托盘(7)的多层式震荡支架(4)放置于培养装置本体(1)的中空位置处，并关闭安装门；

PLC控制器(6)发送加热指令至加热装置(2)，加热装置(2)启动，对每个土壤样本进行加热；

多个温度传感器(5)实时采集每个土壤样本的培养温度，并将其传送至用户终端(9)进行实时显示；

用户终端(9)根据所显示的每个土壤样本的培养温度，判断每个土壤样本是否需要震荡；

如果当前所显示的土壤样本的培养温度达到预先设定的培养温度阈值，且培养时间达到12小时，则PLC控制器(6)发送控制指令至加热装置(2)，控制加热装置(2)停止加热，同时，PLC控制器(6)发送震荡指令至回旋式震荡装置(3)，回旋式震荡装置(3)对多层式震荡支架(4)、扩散皿专用托盘(7)、多个扩散皿(10)以及放置在每个扩散皿(10)中的土壤样本进行平稳震荡；

PLC控制器(6)根据预先设定的震荡停止时间，对回旋式震荡装置(3)发送停止震荡指令，控制回旋式震荡装置(3)停止震荡；

PLC控制器(6)再根据预先设定的本次震荡距离下一次震荡所需要的间隔时间以及所需要的震荡次数，完成对每个土壤样本所需要的平稳震荡次数和培养；

PLC控制器(6)将每个完成培养的土壤样本所对应的位置信息发送至用户终端(9)，同时，安装在培养装置本体(1)上蜂鸣器(8)发出提示声，用户终端(9)为用户推送完成培养的土壤样本的位置信息以及对应的报警提示音；

用户根据在用户终端(9)所显示的完成培养的土壤样本的位置信息，将对应的土壤样本取出，并获得对应的土壤数据。