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日光型人工氣候室介紹

更新時間:2026-06-08      點(diǎn)擊次數(shù):34

一、儀器定義與學(xué)術(shù)定位

托普云農(nóng)RTOP系列日光型人工氣候室(又稱自然光人工氣候室、陽光補(bǔ)光型氣候室)是由浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司設(shè)計建造的步入式受控環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該設(shè)施以自然太陽可見光與近紅外輻射為主要光源,輔以人工補(bǔ)光及主動式溫濕度調(diào)控,在密閉保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)對光、溫、濕、氣等環(huán)境因子實(shí)施可編程穩(wěn)態(tài)控制,克服全人工光源氣候室光譜缺失與自然大田試驗(yàn)不可重復(fù)的缺陷,適用于植物光周期響應(yīng)、氣候變遷模擬、作物加代及逆境生理等需接近真實(shí)日光環(huán)境的科研場景。


二、工作原理

日光型氣候室采用"自然光導(dǎo)入+環(huán)境因子主動補(bǔ)償"的復(fù)合調(diào)控策略:

自然光采集與引入:南向或頂部鋪設(shè)高透光雙層中空鋼化玻璃/PC陽光板,將室外全波段自然光導(dǎo)入室內(nèi),保留紫外—可見—近紅外完整太陽光譜,使植物接受與自然生長一致的紅光/遠(yuǎn)紅光比值(R:FR)及光質(zhì)信息。

人工補(bǔ)光補(bǔ)償:陰雨天或冬季光照不足時,頂部配置全光譜LED植物生長燈按設(shè)定閾值自動開啟補(bǔ)光,維持光量子通量密度(PPFD)或光照度下限,保障光周期與光強(qiáng)實(shí)驗(yàn)一致性。

恒溫恒濕閉環(huán)控制:室內(nèi)設(shè)多點(diǎn)溫度傳感器與濕度探頭,信號反饋至PLC/工業(yè)PC控制器,驅(qū)動壓縮機(jī)制冷/熱水/電加熱單元及超聲波/電極式加濕器進(jìn)行PID動態(tài)調(diào)節(jié),抵消太陽輻射帶來的室內(nèi)溫升或降溫效應(yīng),使室溫維持在設(shè)定值。

新風(fēng)與CO?調(diào)控:配備定時光換新風(fēng)系統(tǒng)(下送頂排或側(cè)送側(cè)排),可選配紅外CO?傳感器與鋼瓶補(bǔ)氣裝置,模擬不同海拔或未來氣候情景下的CO?濃度水平。

勻流送風(fēng):通過風(fēng)幕隔離與孔板/散流器均勻送風(fēng),消除靠窗與室內(nèi)側(cè)的溫度梯度及局部熱點(diǎn)。


三、系統(tǒng)硬件構(gòu)成

圍護(hù)結(jié)構(gòu):六面體保溫庫體,外墻采用雙面彩鋼板或不銹鋼板夾B1級高密度聚氨酯保溫層,地面鋪設(shè)防潮防腐、防霉變、承重型環(huán)氧/ PVC地坪;透光面為低輻射(Low-E)雙層中空鋼化玻璃或PC耐力板,減少熱傳導(dǎo)并過濾有害短波輻射。

光環(huán)境系統(tǒng):透光采光面+可程控全光譜LED補(bǔ)光燈組,光周期可按24 h分段編程,支持漸亮/漸暗模擬晨昏過渡。

熱濕調(diào)控系統(tǒng):風(fēng)冷/水冷壓縮冷凝機(jī)組、再熱/電加熱補(bǔ)償器、工業(yè)級加濕裝置及勻流風(fēng)道,部分大型室體配置雙制冷回路互為備份。

新風(fēng)與氣體交換系統(tǒng):初效/中效過濾新風(fēng)機(jī)組、排氣扇、可選CO?紅外分析儀與補(bǔ)氣模塊。

智能控制系統(tǒng):PLC可編程控制器或工業(yè)PC,配10英寸及以上彩色觸摸屏,支持多時段參數(shù)設(shè)定、實(shí)時曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄(Excel/PDF導(dǎo)出)、故障報警(本地聲光+APP/短信推送)及手機(jī)端遠(yuǎn)程監(jiān)控。

栽培配套設(shè)施:可定制鍍鋅鋼/不銹鋼立體種植架、水培/基質(zhì)培槽體、營養(yǎng)液EC/pH在線監(jiān)測與自動配肥系統(tǒng)、觀察窗及360°視頻監(jiān)控模塊。


四、可控環(huán)境參數(shù)

光環(huán)境:利用自然日光為主光源,補(bǔ)光強(qiáng)度無級可調(diào),光周期可分段編程(日照時長、光暗時序、漸變過渡)。

溫度:可控范圍覆蓋植物常見生長溫區(qū),支持晝夜分時段不同設(shè)定值以模擬自然或溫度波動。

濕度:相對濕度可控范圍覆蓋常見栽培需求,支持分段變濕程序。

氣體環(huán)境:新風(fēng)換氣頻次可調(diào),可選CO?濃度閉環(huán)控制(常設(shè)定400–2000 ppm區(qū)間)。

風(fēng)場:內(nèi)部循環(huán)風(fēng)速多級可調(diào),確保溫濕場均勻性。


五、核心功能特點(diǎn)

1、智能控制系統(tǒng):依托托普云農(nóng)自主研發(fā)的高精度智能傳感器,構(gòu)建覆蓋光照、溫濕度等關(guān)鍵生長因子的實(shí)時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),結(jié)合人工智能算法,自動調(diào)控溫、濕、光、氣等參數(shù),為各類科研試驗(yàn)營造全天候生長環(huán)境,顯著提升科研工作的智能化水平與決策效率。

2、環(huán)境感知系統(tǒng):配置空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)。

3、智能光照系統(tǒng):溫室配備了飛蝶式、激光式、仿太陽光譜等全系列植物生長燈,支持對光照強(qiáng)度、周期和光譜的精準(zhǔn)調(diào)控,為多樣化的科研課題提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

4、專業(yè)造霧系統(tǒng):可對環(huán)境濕度進(jìn)行智能化精確調(diào)節(jié),確保滿足各類高濕度要求的科學(xué)試驗(yàn)。支撐遠(yuǎn)程控制、延時補(bǔ)水與自動進(jìn)水,具備一機(jī)多用的可靠性。

5、水肥一體化系統(tǒng):集成智能水肥一體化與資源循環(huán)利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)水肥精準(zhǔn)配給與高效回收利用,限度節(jié)約資源消耗,助力綠色低碳農(nóng)業(yè)實(shí)踐。

6、數(shù)智管理平臺:可實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制到智能預(yù)警的全鏈路管理。支持“總-分"式靈活調(diào)控策略,為復(fù)雜的多項(xiàng)目并行研究提供穩(wěn)定、高效、安全的數(shù)字化支撐。

7、智能水電計量系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對能耗的實(shí)時監(jiān)測與精準(zhǔn)統(tǒng)計,以此構(gòu)建起公平、透明的科研成本核算體系,助力實(shí)驗(yàn)室的精細(xì)化運(yùn)營管理。

8、獨(dú)立試驗(yàn)區(qū):每間試驗(yàn)區(qū)均搭載專屬的智能環(huán)境控制系統(tǒng),形成了靈活的模塊化科研單元。確保了科研項(xiàng)目可根據(jù)需要動態(tài)調(diào)整與擴(kuò)展,為持續(xù)創(chuàng)新的科研活動提供了高度靈活的支持保障。


六、典型應(yīng)用領(lǐng)域

植物光生物學(xué)與光周期研究:開花誘導(dǎo)、避蔭反應(yīng)、光質(zhì)對次生代謝產(chǎn)物積累的影響。

氣候變化模擬:增溫/變溫+CO?倍增+自然光組合模擬未來氣候情景下作物適應(yīng)性。

作物育種與加代:利用可控溫光條件縮短生育期,實(shí)現(xiàn)一年2–3代加代繁育。

植物逆境生理:結(jié)合自然光開展高溫、干旱、鹽漬等單因子或多因子交叉脅迫實(shí)驗(yàn),區(qū)分氣孔與非氣孔限制。

林木、草坪及藥用植物栽培學(xué):木本植物因株高需求宜用日光型大空間氣候室,更接近野外光環(huán)境。

昆蟲/土壤動物飼養(yǎng):部分養(yǎng)蟲室亦采用日光型結(jié)構(gòu)模擬自然光溫節(jié)律。


七、建設(shè)與運(yùn)維要點(diǎn)

選址應(yīng)保證南向或頂部無高大建筑遮擋以獲得充足日照,室內(nèi)做好防結(jié)露設(shè)計與排水。

啟用前執(zhí)行庫體氣密性檢測、溫濕場均勻性標(biāo)定及補(bǔ)光系統(tǒng)照度校準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)定階段按研究目的編寫多時段運(yùn)行程序(如晝/夜溫度、相對濕度、換氣頻次)。

日常運(yùn)行中定期清潔透光面、更換新風(fēng)機(jī)初效濾網(wǎng)、檢查制冷機(jī)組冷媒壓力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后導(dǎo)出環(huán)境日志與生物觀測數(shù)據(jù)做關(guān)聯(lián)分析,長期停用執(zhí)行除濕通風(fēng)與斷電保護(hù)程序。


浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)供應(yīng)(銷售)日光型人工氣候室,廠家直銷,歡迎新老用戶了解咨詢!

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