一种用于微生物菌培养的智能控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及控制装置，涉及微生物菌培养，具体是一种用于微生物菌培养的智能控制装置。


背景技术：

2.微生物作为生物界不可缺少的一种组成部分，其作用很广泛，如环境微生物可以用于改善及修复环境：微生物可以作为分解者可以分解多数废料，为环境提供养分，处理废水废气，改善土壤环境，有利于生态系统建设，提高环境自修复能力；食物微生物可以用于制造食品：如生产奶酪、面包、泡菜和啤酒等；极端微生物可以用于在辐射污染地区进行生物治理：如有一种噬极菌，该细菌的染色体在接受几百万的辐射射线后会粉碎为数百个片段，但其能在一天内将其恢复，如果研究其机理将会对生物治理有重大意义。
3.目前，市面上有多种培养微生物菌的装置及系统，但是市面上的微生物菌培养装置没有对装置内的温度和ph值进行调控，如公开号为cn111808719a公开的一种用于养殖环境改良的微生物菌培养装置，其结构包括培养箱，所述培养箱的下端安装有控制箱，所述控制箱的下表面焊接有支撑脚，所述培养箱的前表面转动安装有柜门，所述培养箱的一侧外表面上端安装有排气网，所述培养箱的上表面安装有母料箱，所述母料箱的下表面贯通焊接有出料管，所述培养箱的上表面临近母料箱的位置处安装有雾化箱，所述雾化箱的上表面贯通焊接有出气管，所述培养箱的内部下端安装有器皿座，所述器皿座的内部安装有器皿，所述培养箱的内部一侧安装有温湿度传感器，所述培养箱的内部下表面安装有加热带；单片机的输出端电极连接显示屏、控制按键、电机、温湿度传感器与加热带的输入端，所述单片机的输出端电极连接出料管、出气管与雾化箱上电极构件的输入端；公告号为cn211620089u公开的一种用于河道微生物菌种培育的智能控制装置，其结构包括培养箱体、水质检测单元、及设置在所述培养箱体内的控制器、菌种投放单元、鼓风机和曝气管路；当所述控制器接收到所述第一启动信号或所述第二启动信号时，所述控制器驱动所述投加泵进行工作，并由所述投加泵将容纳在所述菌种容纳腔内生物菌种输送至所述培养箱体内。
4.第一种结构只可对温度进行调节，第二种结构对温度和ph值都不能进行调节，这样不能给微生物菌适宜的生长环境，会导致培养微生物菌的成活率低，微生物菌的生长速度慢。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种用于微生物菌培养的智能控制装置，可以对不同微生物菌生长环境的温度和ph值进行调控，给微生物菌提供适宜的生长环境。
6.实现本实用新型目的的技术方案是：
7.一种用于微生物菌培养的智能控制装置，包括：
8.ph检测传感器，用于检测培养箱内的ph值；
9.温度传感器，用于实时采集培养箱内的温度，将温度值转换成电压信号；
10.数据采集单元，其作用在于实时采集温度传感器和ph检测传感器的电压值；
11.电磁阀，使用的是三通电磁阀,其作用在于单片机通过驱动电路打开或者关闭电磁阀，向培养箱体添加或停止添加营养液调节ph值保持在设定的阈值之内；
12.加热带，用于对培养箱体进行加热；
13.驱动电路，用于驱动电磁阀和加热带；
14.pid（proportional integral derivative，比例积分微分，简称pid）控制电路，其作用在于调节控制信号的脉冲宽度，通过所述驱动电路对加热带进行调控；
15.单片机，其作用在于实现对整个装置参数的采集和设置，以及对pid控制电路的pid参数进行调整；
16.所述单片机与所述数据采集单元、pid控制电路电连接；所述数据采集单元与所述温度传感器、ph检测传感器电连接；所述pid控制电路通过驱动电路与所述加热带、电磁阀电连接。
17.进一步地，包括显示单元，所述显示单元与所述单片机电连接。
18.进一步地，包括培养箱体，所述温度传感器和ph检测传感器设置在所述培养箱体内底部；所述电磁阀设置在所述培养箱体的顶部；所述加热带设置在所述培养箱体底部外侧的下方。
19.进一步地，所述显示单元设置在所述培养箱体的外侧面。
20.电磁阀与盛装营养液的容器连通，一罐营养液的ph值1，另一罐营养液的ph值为14。
21.打开电源，温度传感器将温度值转换为电压信号，并输出电压值，所述的ph检测传感器将ph值转换为电压信号，并输出电压值；数据采集单元获取当前培养箱体的温度电压值，单片机读取当前的电压值，并转换为温度值，用当前温度值与设置的温度阈值作对比，判断当前温度值是否达到设定的温度阈值，温度没有达到温度阈值时，单片机通过调整pid参数，改变pid控制电路控制信号的脉冲宽度，控制驱动电路让加热带进行加热；当温度达到或者超过温度阈值时，单片机通过调整pid参数，改变pid控制电路控制信号的脉冲宽度，控制驱动电路停止加热，让温度保持在设定的阈值之内；数据采集单元获取当前培养箱体的ph电压值，单片机读取当前的ph电压值，并转换为ph值，用当前ph值与设置的ph阈值作对比，判断当前ph值是否达到设定的ph阈值，ph值没有达到ph阈值时，单片机通过驱动电路打开电磁阀，向培养箱体加营养液，当ph值达到ph阈值时，单片机通过驱动电路关闭电磁阀，让ph值保持在设定的阈值之内，通过控制箱体内的温度和ph值，为生物菌提供最佳的生长环境。
22.例如，设定ph阈值为4，此时培养箱体内的培养液的ph值为8，培养箱体内的培养液ph值大于所设ph阈值，则单片机通过驱动电路打开电磁阀加入ph值为1的酸性营养液增加培养箱体内的培养液的ph值，直到所述ph检测传感器测量培养箱体内的培养液的ph值达到4时，单片机通过驱动电路关闭电磁阀。例如，设定ph阈值为12，此时培养箱体内的培养液的ph值为7，培养箱体内的培养液ph值小于所设ph阈值，则单片机通过驱动电路打开电磁阀加入ph为14的碱性营养液增加培养箱体内的培养液的ph值，直到所述ph检测传感器测量培养
箱体内的培养液的ph值达到12时，单片机通过驱动电路关闭电磁阀。
23.本实用新型可以实现对不同种类微生物菌培养箱内的温度值和ph值进行调控，以达到微生物适宜生长所需的温度值和ph值，使得微生物菌培养繁殖率大大提升。
24.本实用新型的有益效果：
25.1、使微生物菌培养箱的ph值和温度值保持在设定的范围内，给微生物菌提供适宜的生长环境；
26.2、提高微生物菌培养的成活率和生长速率；
27.3、降低培养的微生物菌的成本，减少资源浪费。
附图说明
28.图1为实施例中智能控制装置原理框图；
29.图2为实施例中微生物菌培养箱结构示意图。
30.图中，1. 培养箱体 2.温度传感器 3.ph检测传感器 4.电磁阀 5.加热带 6.显示单元。
具体实施方式
31.下面结合实施例和附图对本实用新型内容作进一步的阐述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.实施例：
33.如图1所示，一种用于微生物菌培养的智能控制装置，包括
34.ph检测传感器3，用于检测培养箱内的ph值；
35.温度传感器2，用于实时采集培养箱体1内的温度，将温度值转换成电压信号；
36.数据采集单元，其作用在于实时采集温度传感器和ph检测传感器的电压值；
37.电磁阀4，使用的是三通电磁阀,其作用在于单片机通过驱动电路打开或者关闭电磁阀，向培养箱体添加或停止添加营养液调节ph值保持在设定的阈值之内。
38.加热带5，用于对培养箱体1进行加热；
39.驱动电路，用于驱动电磁阀4和加热带5，用于电磁阀4和加热带5的控制；
40.pid控制电路，其作用在于调节控制信号的脉冲宽度，通过所述驱动电路对加热带进行调控；
41.单片机，其作用在于实现对整个装置参数的采集和设置，以及对pid控制电路的pid参数进行调整；
42.所述单片机与所述数据采集单元、pid控制电路电连接；所述数据采集单元与所述温度传感器、ph检测传感器电连接；所述pid控制电路通过驱动电路与所述加热带、电磁阀电连接。
43.进一步地，包括显示单元6，用于实时显示所述培养箱体1内的温度值和ph值，所述显示单元6与所述单片机电连接。显示单元6可采用液晶屏。
44.所述的温度传感器2使用的是高精度的温度传感器，型号为aht25，具有防水、防
腐、耐高温、高精度的特点。
45.所述的单片机型号为stm32f103vet6，控制驱动电路对加热带5进行调控，控制驱动电路打开和关闭电磁阀4，将温度值和ph值在显示单元进行显示。
46.如图2所示，包括培养箱体1，所述温度传感器2和ph检测传感器3设置在所述培养箱体1内底部；所述电磁阀4设置在所述培养箱体1的顶部；所述加热带5设置在所述培养箱体1底部外侧的下方。
47.进一步地，所述显示单元6设置在所述培养箱体1的外侧面。
48.电磁阀4与盛装营养液的容器连通，一罐营养液的ph值为1，另一罐营养液的ph值为14，根据需要选用不同ph值的营养液。
49.打开电源，单片机进行参数初始化，数据采集单元读取温度传感器和ph检测传感器当前温度和ph值对应的电压值，单片机采集温度传感器的电压值并转换成温度值，判断当前温度值t是否达到设置的温度阈值t0，温度低于温度阈值t0时，单片机计算此时t与t0温度差值
△
t，调整pid参数，改变所述pid控制电路控制信号的脉冲宽度，控制所述驱动电路打开加热带5，当温度达到或超过温度阈值时，单片机计算出此时t与t0温度差值
△
t，调整pid参数，改变所述pid控制电路控制信号的脉冲宽度，控制所述驱动电路关闭加热带5，让温度保持在设定的阈值之内。
50.数据采集单元获取当前培养箱体的ph电压值，单片机读取当前的ph电压值，并转换为ph值，用当前ph值与设置的ph阈值作对比，判断当前ph值是否达到设定的ph阈值，ph值没有达到ph阈值时，单片机通过驱动电路打开电磁阀，向培养箱体加营养液，当ph值达到ph阈值时，单片机通过驱动电路关闭电磁阀，让ph值保持在设定的阈值之内，通过控制箱体内的温度和ph值，为生物菌提供最佳的生长环境。
51.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。