CN210886054U - 一种藻类养殖自动加料*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种藻类养殖自动加料***，所述自动加料***包括配料装置、补水装置、料斗、加料罐和控制装置，所述配料装置包括物料容器、取料装置和电子称量装置，所述补水装置包括纯水储罐和第二水泵，所述加料罐包括第三水泵，所述控制装置包括pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器和中央处理器；所述取料装置和纯水储罐连接料斗，所述料斗底部的出口连接加料罐，所述加料罐通过所述第三水泵提供营养物料，所述取料装置、电子称量装置、第二水泵和第三水泵通过线路连接控制装置，所述pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器监测藻类养殖液，并通过所述中央处理器控制配料装置、补水装置和加料罐提供营养物料。

Description

一种藻类养殖自动加料***

技术领域

本实用新型属于藻类养殖技术领域，具体涉及一种藻类养殖自动加料***。

背景技术

微藻是指在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体，属于原生生物的一种。微藻能高效地利用光能、二氧化碳和水进行光合作用，产生氧气并合成碳水化合物，通过进一步生化反应，合成蛋白质、油脂等多种营养物质。与其他植物相比(玉米、大豆等)，微藻的生长速率更快，单位土地面积所产出的生物量更多。同时，微藻在生长过程中吸收大量的氮、磷等无机元素。因此，微藻可以作为食物，固碳、净化空气及处理废水。

世界各国的研究机构的微藻养殖技术都在日益进步，主要体现在提高干物质含量、缩短培养时间和提高胞内有效物质比例上，而在微藻养殖加料方式和提高加料效率方面研究较少。例如，专利CN106472393A提供了一种对虾养殖池水质和藻类自动控制管理***及其控制方法，包括水质监测***、控制装置、调节***。该发明中水质改良剂能够快速调节水质，配合光照、水温调节和溶氧管理，促使藻类生长繁衍；通过实时监控pH值及其差值，能够有效避免养殖水中藻类老化或者水质条件突变对草鱼造成的不良影响；对监控所得数据进行有效分组，对应相应的解决方案，能够实现自动快速的调节养殖水。

目前国内外在微藻养殖补料方式方面基本还停留在人工操作阶段，该方式不仅浪费大量的人力、物力，而且加料效率较低，一旦加料种类过大，加量数量不等和需要定时加料时容易出现加料不精确、加错料、补料不及时等问题。针对微藻养殖过程中的实时自动化控制的加料/补料设备研究较少，如何提供一种适合微藻生长代谢的自动化加料/补料设备还是一个问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种藻类养殖自动加料***，所述自动加料***包括配料装置、补水装置、加料罐和控制装置，能够实现加料罐自动监控、缺料自动称量物料、自动加水搅拌、加料时间和加料量精确可控；同时，所述自动加料***可以通过多个不同的加料罐的并联使用，实现向微藻养殖装置中灵活加料或补料，所述控制装置实时监测微藻养殖装置中的氮含量、磷含量和pH值等参数，实现定时、定量地自动补加氮源、磷源和调节酸碱度等功能，有利于实现规模化微藻养殖，减少人力和时间成本。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种藻类养殖自动加料***，所述自动加料***包括配料装置、补水装置、料斗、至少一个加料罐和控制装置，所述配料装置包括至少一个物料容器、至少一个取料装置和电子称量装置，所述补水装置包括至少一个纯水储罐和第二水泵，所述加料罐包括第三水泵，所述控制装置包括pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器和中央处理器。所述取料装置和纯水储罐连接料斗，所述料斗底部的出口连接加料罐，所述加料罐通过所述第三水泵提供营养物料，所述取料装置、电子称量装置、第二水泵和第三水泵通过线路连接控制装置，所述pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器监测藻类养殖液，并通过所述中央处理器控制所述配料装置、补水装置和加料罐提供营养物料。

所述配料装置包括至少一个物料容器、至少一个取料装置、电子称量装置和物料容器识别装置，所述取料装置设在物料容器的上方，并且能够在物料容器上方移动，所述电子称量装置设在物料容器的下方或取料装置的上方，所述物料容器识别装置设在取料装置上，所述取料装置、电子称量装置和物料容器识别装置通过线路连接控制装置。

所述物料容器用于盛放藻类养殖所需的营养物料，所述物料容器选自储料罐或储料瓶，优选的，所述物料容器的数量为2-30个，由于藻类生长所需的营养物料种类较多，藻类的不同生长阶段所需的营养物料也不同，所以所述自动加料***根据营养物料的种类配置足够的物料容器，更优选的，每个物料容器盛放一种营养物料。

优选的，所述物料容器的下方设有第一导轨，物料容器可拆卸地连接在第一导轨上，并能在第一导轨上移动位置，便于所述物料容器对应取料装置。

所述取料装置能够吸取所述物料容器内的营养物料，取料装置包括吸料口、吸取物料器和输料管路，所述吸料口的上开口紧密连接所述吸取物料器的进口，所述吸取物料器的出口通过所述输料管路连接所述料斗。

当所述营养物料为液体时，吸取物料器为能够输送液体的设备，所述吸取物料器选自输液泵、注射泵和蠕动泵。当所述营养物料为固体时，吸取物料器为能够吸取固体的设备，例如，真空泵可以通过负压吸取固体。

所述吸料口包括上开口和下开口，所述下开口伸入所述物料容器内部，所述上开口紧密连接所述吸取物料器的进口。

优选的，所述输料管路的材质为耐腐蚀材质，例如塑料。

优选的，所述取料装置的数量与物料容器的数量相同，便于对不同物料分开取料，互不干扰，互不污染。

优选的，多个所述取料装置的输料管路通过并联或串联的方式连接所述料斗，更优选的，多个所述输料管路分别设有单向电磁阀，所述单向电磁阀连接控制装置，便于控制不同输料管路的开通或闭合。

优选的，所述取料装置的上方设置第二导轨，取料装置可拆卸地连接在所述第二导轨上，并可以在第二导轨上移动，便于所述取料装置在不同物料容器之间移动。

优选的，所述取料装置还包括第三导轨，所述吸取物料器和吸料口能够在第三导轨上上下运动，便于取料装置向下移动进入物料容器取料，再向上移动移出物料容器。

本实用新型的取料装置还可以采用另一种形式即为机械手，所述机械手连接输料管路，吸取或抓取所述物料容器内的固体物料后，输送到所述料斗。

所述电子称量装置的安装位置选自所述物料容器的底部或所述取料装置上，用于称量取料质量，例如电子秤。优选的，所述电子称量装置安装在物料容器的底部，通过称量物料容器在取料前后的质量差值，计量物料提取量。优选的，所述电子称量装置安装在所述取料装置上，通过称量取料装置的增重量，计量物料提取量。

优选的，所述电子称量装置的数量与物料容器的数量相同，便于分别称量不同物料的质量。

所述物料容器识别装置设在取料装置上，优选的，所述物料容器识别装置设在取料装置的底部。所述物料容器识别装置选自光电感应器或条形码识别器。

当所述自动加料***的取料装置少于物料容器时，需要同一取料装置在不同的物料容器之间移动取料，为了辨识不同的物料容器，防止混淆而取错物料，需要所述物料容器识别装置。当所述取料装置等于物料容器时，每个取料装置对应一个物料容器，也需要所述物料容器识别装置将取料装置与物料容器对应。

优选的，所述物料容器识别装置为光电感应器，所述光电感应器设在所述取料装置的底部，通过感应下方的物料容器的运动，识别对应的物料容器；所述光电感应器也可以设在所述物料容器上，通过感应上方的取料装置的运动，识别对应的取料装置。

优选的，所述物料容器识别装置为条形码识别器，所述条形码识别器设在所述取料装置的底部，对应的条形码贴在对应的物料容器上，所述取料装置在物料容器上方移动时，所述条形码识别器扫描识别条形码，找到匹配的物料容器再取料。

在本实用新型的一个具体实施方式中，所述配料装置包括6个取料装置和6个物料容器，所述取料装置的上方设置第二导轨，取料装置可拆卸地连接在第二导轨上，并可以在第二导轨上移动，所述取料装置包括吸料口、吸取物料器、输料管路和第三导轨，所述吸取物料器连接第三导轨，并能带动吸料口在第三导轨上上下运动，所述输料管路连接料斗，所述取料装置的底部设有条形码识别器，所述物料容器沿所述第二导轨的方向设在取料装置下方，物料容器外表面贴有条形码，且底部设有电子秤。使用时，所述取料装置在第二导轨上移动，并通过条形码识别器和条形码识别确认正确的物料容器，此时，取料装置位于选中的物料容器的上方，所述吸取物料器沿第三导轨向下运动，吸料口伸入物料容器内吸取物料，电子秤称取取料前后的质量，计算差值，确定取料质量是否合格；取料后，所述吸取物料器沿第三导轨向上运动，吸料口移出物料容器，完成本次取料。

所述补水装置包括反渗透水处理装置、至少一个纯水储罐、至少一个第一液位计、第一水泵和第二水泵，所述反渗透水处理装置通过第一水泵连接纯水储罐，第一液位计设在纯水储罐中，纯水储罐通过第二水泵连接所述料斗，所述反渗透水处理装置、第一液位计、第一水泵和第二水泵通过线路连接所述控制装置。优选的，所述第一液位计设在纯水储罐的下部。

所述反渗透水处理装置将市政用水进行反渗透处理，得到纯水，再通过第一水泵将得到的纯水打入所述纯水储罐，所述第一液位计实时监测纯水储罐内的水位，当纯水储罐内的水位低于低液位值时，所述控制装置控制反渗透水处理装置开始工作并产水，同时控制第一水泵将反渗透水处理装置生产的纯水输送到所述纯水储罐内，补水后的纯水储罐液位回升到高液位值时，停止补水。所述纯水储罐通过第二水泵将纯水储罐内的纯水输送到所述料斗，供配料或清洗料斗使用。

所述反渗透水处理装置为市售的反渗透水处理装置。

优选的，所述第一水泵和第二水泵均为计量泵。

优选的，所述纯水储罐的数量为2-20个，每个纯水储罐中设有一个液位计，多个纯水储罐通过串联或并联的方式连接第二水泵。

所述配料装置通过输料管路连接料斗，所述补水装置的第二水泵连接料斗，这样即可将营养物料和纯水通入料斗中，所述料斗底部设有出口，所述出口通过管路连接所述加料罐。

优选的，所述料斗的顶部设有两个进口，一个进口连接输料管路，另一个进口连接第二水泵。

优选的，所述料斗的顶部设有一个总进口，所述总进口通过并联的方式连接所述输料管路和第二水泵，更优选的，所述总进口的并联管路设有第一电磁阀，第一电磁阀连接所述控制装置，所述控制装置控制第一电磁阀切换通路，允许营养物料或纯水进入料斗，更优选的，所述第一电磁阀为两位三通电磁阀。

所述加料罐包括罐体、进料口、出料口、第二液位计和第三水泵，所述进料口和出料口分别设在所述罐体的上部和下部，所述进料口通过管路连接所述料斗底部的出口，所述第二液位计位于罐体内部，第三水泵通过管路一端连接所述出料口，另一端连接微藻养殖装置，所述第二液位计和第三水泵通过线路连接所述控制装置。所述加料罐的罐体内可以盛放一种或多种营养物料。

优选的，所述进料口和出料口分别设在所述罐体的顶部和底部。优选的，所述罐体还设有呼吸口，用于营养物料和纯水进入罐体时，向罐体外排出多余空气，同时用于增加加料罐内料液的溶氧量，所述呼吸口设有除菌过滤膜，例如使用0.22um过滤精度的卫生级生物膜。

优选的，所述第二液位计位于罐体下部，当罐体内的液位低于低液位值时，所述控制装置控制所述配料装置和补水装置向所述料斗进料，所述料斗向所述加料罐补料，当罐体内的液位达到高液位值时，料斗停止加料。

优选的，所述加料罐设有搅拌装置，用于将罐体内的物料和纯水搅拌均匀，然后再向所述微藻养殖装置提供物料，所述搅拌装置通过线路连接所述控制装置，在控制装置的控制下定时搅拌。

优选的，所述自动加料***的加料罐的数量为2-20个。当所述自动加料***具有多个加料罐时，所述料斗底部的出口通过并联管路分别连接多个加料罐的进料口，并在每个并联支路上安装一个单向电磁阀。

使用时，所述料斗通过所述加料罐的进料口向罐体内添加营养物料和纯水，所述呼吸口打开，所述搅拌装置将罐体内的物料搅拌均匀，所述第二液位计实时监测所述罐体内的液位，通过控制装置控制所述配料装置和补水装置及时补充物料；所述罐体内的物料通过出料口流出，再由第三水泵输送到微藻养殖装置中。

优选的，所述自动加料***还包括加料车，用于放置所述加料罐，便于管理和移动加料罐。

所述控制装置包括pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器和中央处理器，所述中央处理器包括pH监控模块、溶氧监控模块、氮源监控模块、磷源监控模块、液位监控模块和自动补料监控模块，所述中央处理器具有数据采集、分析、控制和反馈的功能；所述pH探头、第三液位计和藻类养殖液成分响应器均设在所述微藻养殖装置中，用于监控藻类养殖液的各项参数；所述中央处理器设在微藻养殖装置外部，并与所述配料装置和补水装置连接。

所述中央处理器的液位监控模块根据所述补水装置内的第一液位计的低值信号判断所述纯水储罐的补水量，控制所述反渗透水处理装置和第一水泵向纯水储罐内输送纯水，纯水储罐内的液体得到补充，纯水液位到高液位值时，补水停止。

所述液位监控模块还能根据所述加料罐内的第二液位计的低值信号计算该加料罐欠缺的营养物料的质量，控制所述取料装置从盛有相应营养物料的物料容器中吸取相应质量的营养物料，然后输送到所述料斗中，料斗通过相应管路向相应的加料罐加入营养物料，然后，所述补水装置向料斗中输送纯水，纯水清洗料斗后也进入加料罐，加料罐内的液体得到补充，加料罐内的液位到高液位值时，补水装置停止向加料罐补水，所述加料罐的搅拌装置将营养物料搅拌均匀。

所述液位监控模块还能根据所述微藻养殖装置内的第三液位计的低值信号计算微藻养殖装置内所缺营养液的量，控制所述加料罐的第三水泵向微藻养殖装置加入营养液，微藻养殖装置的藻类养殖液达到高液位值时，加料罐停止供液。

所述自动补料监控模块具有自动补料时间设置和分段补料程序设置功能，自动补料时间设置功能预先设置微藻养殖装置和加料罐的补料时间，到时自动补料，无需等待液位信号，分段补料程序设置功能控制所述加料罐分阶段地向微藻养殖装置内输送营养液。

所述pH监控模块根据所述微藻养殖装置内的pH探头检测的数据，分析判断补加的酸碱盐的质量，并控制相应加料罐向微藻养殖装置内补加酸性盐营养液或碱性盐营养液。所述pH探头检测的数据实时反馈给pH监控模块，当藻类养殖液pH值合适时，pH监控模块控制加料罐停止补加酸性盐营养液或碱性盐营养液。

所述溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块通过线路连接藻类养殖液成分响应器，所述藻类养殖液成分响应器实时检测微藻养殖装置内藻类养殖液的溶氧值、氮含量和磷含量，并分别传送给溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块；所述溶氧监控模块控制安装在加料罐上的呼吸口或安装在微藻养殖装置上的呼吸口打开，增加氧气供应；所述氮源监控模块控制装有含氮营养物料的加料罐向微藻养殖装置供液；所述磷源监控模块控制装有含磷营养物料的加料罐向微藻养殖装置供液。所述藻类养殖液成分响应器检测的数据反馈给所述溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块，当各自指标合格后，停止相应气体或营养液的供应。

优选的，本发明的所有电磁阀通过线路连接所述中央处理器，并受所述控制装置的控制。

附图说明

图1所示为配料装置的结构示意图。

图2所示为补水装置的结构示意图。

图3所示为加料罐的结构示意图。

图4所示为藻类养殖自动加料***的整体示意图。

附图中，1-配料装置，101-物料容器，102-取料装置，103-吸料口，104-输液泵，105-输料管路，106-第二导轨，107-第三导轨，108-电子称，109-条形码识别器，110-条形码，2-补水装置，201-反渗透水处理装置，202-纯水储罐，203-第一液位计，204-第一水泵，205-第二水泵，3-料斗，4-加料车，5-加料罐，501-进料口，502-出料口，503-第二液位计，504-呼吸口，505-搅拌电机，506-桨叶，507-第三水泵，508-罐体，6-微藻养殖装置，601-加料口，7-控制装置，701-监控连线。

具体实施方式

实施例1

本实施例的配料装置1的结构示意图如图1所示，配料装置1包括六个物料容器101、六个取料装置102、六个电子称108和条形码识别器109，取料装置102设在物料容器101的上方，并且能够在六个物料容器101上方移动，一个电子称108设在一个物料容器101的下方，用于定量取料，每个取料装置102的底部设置一个条形码识别器109。

物料容器101为储料罐，用于盛放藻类养殖所需的营养物料，每个物料容器101盛放一种营养物料，本实施例中的营养物料为液体。

取料装置102包括吸料口103、输液泵104和输料管路105，吸料口103包括上开口和下开口，吸料口103的下开口伸入物料容器101内部，上开口紧密连接输液泵104的进口，输液泵104的出口通过输料管路105连接料斗3，输料管路105的材质为耐腐蚀塑料，取料装置102能够吸取物料容器101内的营养物料。

取料装置102的数量与物料容器101的数量相同，便于对不同物料分开取料。六个取料装置102各自的输料管路105通过并联的方式连接料斗3，且每个输料管路105上设有单向电磁阀，便于控制不同输料管路105的开通或闭合。

取料装置102的上方设置第二导轨106，取料装置102可拆卸地连接在第二导轨106上，并可以沿着第二导轨106移动，便于取料装置102在不同物料容器101之间移动。

取料装置102还包括第三导轨107，输液泵104连接在第三导轨107上，并能带动吸料口103在第三导轨107上上下运动，便于取料装置102向下移动进入物料容器101取料，再向上移动移出物料容器101。

六个电子称108分别设在六个物料容器101的下方，通过称量物料容器101在取料前后的质量差值，计量物料提取量。

每个取料装置102的底部设置一个条形码识别器109，每个条形码识别器109对应的条形码110贴在物料容器101上，这样，每个取料装置102即可识别对应一个物料容器101。取料装置102在物料容器101上方移动时，条形码识别器109扫描识别条形码110，找到匹配的物料容器101再取料。

使用时，取料装置101在第二导轨106上移动，并通过条形码识别器109和条形码110识别确认正确的物料容器101，此时，取料装置102位于选中的物料容器101的上方，输液泵104沿第三导轨107向下运动，吸料口103伸入物料容器101内吸取物料，电子秤108称取取料前后的质量，计算差值，确定取料质量是否合格；取料后，输液泵104沿第三导轨107向上运动，吸料口103移出物料容器101，完成本次取料。

本实施例的补水装置2的结构示意图如图2所示，补水装置2包括反渗透水处理装置201、一个纯水储罐202、一个第一液位计203、第一水泵204和第二水泵205，反渗透水处理装置201通过第一水泵204连接纯水储罐202，第一液位计203设在纯水储罐202内的下部，纯水储罐202通过第二水泵205连接料斗3，反渗透水处理装置201、第一液位计203、第一水泵204和第二水泵205通过线路连接控制装置7。第一水泵204和第二水泵205均为计量泵。

反渗透水处理装置201将市政用水进行反渗透处理，得到纯水，再通过第一水泵204将得到的纯水打入纯水储罐202，第一液位计203实时监测纯水储罐202内的水位，当纯水储罐202内的水位低于低液位值时，控制装置7控制反渗透水处理装置201开始工作并产水，同时控制第一水泵204将反渗透水处理装置201生产的纯水输送到纯水储罐202内，补水后的纯水储罐202液位回升到高液位值时，停止补水。纯水储罐202通过第二水泵205将纯水储罐202内的纯水输送到料斗3，供配料或清洗料斗使用。

本实施例的加料罐5的结构示意图如图3所示，加料罐5包括罐体508、进料口501、出料口502、第二液位计503和第三水泵507，进料口501和出料口502分别设在罐体508的顶部和底部，进料口501通过管路连接料斗3底部的出口。第二液位计503位于罐体508内的下部，当罐体508内的液位低于低液位值时，控制装置7控制配料装置1和补水装置2向料斗3进料，料斗3向加料罐5进料，当罐体508内的液位达到高液位值时，料斗3停止加料。第三水泵507通过管路一端连接出料口502，另一端连接微藻养殖装置6，第二液位计503和第三水泵507通过线路连接控制装置7。

罐体508的顶部还设有呼吸口504，用于营养物料和纯水进入罐体508时，向罐体508外排出多余空气，同时用于增加加料罐5内料液的溶氧量，呼吸口504装有0.22um过滤精度的卫生级生物膜。

加料罐5设有搅拌装置，搅拌电机505设在罐体508外的顶部，桨叶506在罐体508内部，并连接搅拌电机505，用于将罐体508内的物料和纯水搅拌均匀，然后再向微藻养殖装置6提供物料，搅拌装置通过线路连接控制装置7，在控制装置7的控制下定时搅拌。

本实施例的自动加料***的结构示意图如图4所示，料斗3的顶部设有两个进口，一个进口通过输料管路105连接配料装置1，另一个进口连接补水装置2的第二水泵205，这样即可将营养物料和纯水通入料斗3中，料斗3底部设有出口，并通过管路连接加料罐5。加料罐5的数量为六个(标号为A、B、C、D、E、F)，料斗3底部的出口通过并联管路分别连接六个加料罐5的进料口501，并在每个并联支路上安装一个单向电磁阀。加料罐5的下方设有加料车4，用于放置加料罐5，便于管理和移动加料罐5。

使用时，料斗3通过加料罐5的进料口501向罐体508内添加营养物料和纯水，呼吸口504打开，搅拌装置将罐体508内的物料搅拌均匀，第二液位计503实时监测罐体508内的液位，通过控制装置7控制配料装置1和补水装置2及时补充物料；罐体508内的物料通过出料口502流出，再由第三水泵507输送到微藻养殖装置6中。

本实施例的所有电磁阀通过线路连接中央处理器，并受所述控制装置7的控制。

控制装置7包括pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器和中央处理器，中央处理器包括pH监控模块、溶氧监控模块、氮源监控模块、磷源监控模块、液位监控模块和自动补料监控模块，中央处理器具有数据采集、分析、控制和反馈的功能；pH探头、第三液位计和藻类养殖液成分响应器均设在微藻养殖装置6中，用于监控藻类养殖液的各项参数，它们通过监控连线701连接中央处理器；中央处理器设在微藻养殖装置6外部，并与配料装置1和补水装置2连接。

中央处理器的液位监控模块根据补水装置2内的第一液位计203的低值信号判断纯水储罐202的补水量，控制反渗透水处理装置201和第一水泵204向纯水储罐202内输送纯水，纯水储罐202内的液体得到补充，纯水液位到高液位值时，补水停止。

液位监控模块根据各个加料罐5内的第二液位计503的低值信号计算该加料罐5欠缺的营养物料的质量，控制取料装置102从盛有相应营养物料的物料容器101中吸取相应质量的营养物料，然后输送到料斗3中，料斗3通过相应管路向相应的加料罐5加入营养物料，然后，补水装置2向料斗3中输送纯水，纯水清洗料斗后也进入加料罐5，加料罐5内的液体得到补充，加料罐5内的液位到高液位值时，补水装置2和料斗3停止向加料罐5补水，加料罐5的搅拌装置将营养物料搅拌均匀。

液位监控模块根据微藻养殖装置6内的第三液位计的低值信号计算微藻养殖装置内所缺营养液的量，控制盛有所缺营养物料的加料罐5的第三水泵507向微藻养殖装置6的加料进口601加入营养物料，微藻养殖装置6的藻类养殖液达到高液位值时，该加料罐5停止供液。

自动补料监控模块具有自动补料时间设置和分段补料程序设置功能，自动补料时间设置功能预先设置微藻养殖装置6和加料罐5的补料时间，到时自动补料，无需等待液位信号，分段补料程序设置功能控制加料罐5分阶段地向微藻养殖装置6内输送营养液。

pH监控模块根据微藻养殖装置6内的pH探头检测的数据，分析判断补加的酸碱盐的质量，并控制相应加料罐5向微藻养殖装置6内补加酸性盐营养液或碱性盐营养液。pH探头检测的数据实时反馈给pH监控模块，当藻类养殖液pH值合适时，pH监控模块控制加料罐5停止补加酸性盐营养液或碱性盐营养液。

溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块通过线路连接藻类养殖液成分响应器，藻类养殖液成分响应器实时检测微藻养殖装置6内藻类养殖液的溶氧值、氮含量和磷含量，并分别传送给溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块；溶氧监控模块控制加料罐5的呼吸口504打开、搅拌装置开启、微藻养殖装置6的呼吸口打开，增加氧气供应；氮源监控模块控制装有含氮营养物料的加料罐5向微藻养殖装置6供液；磷源监控模块控制装有含磷营养物料的加料罐5向微藻养殖装置6供液。藻类养殖液成分响应器检测的数据反馈给溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块，当各自指标合格后，停止相应气体或营养液的供应。

实施例2应用

本实施例的藻类养殖自动加料***与实施例1的藻类养殖自动加料***的结构相同。

本实施例的藻类养殖自动加料***的应用如下：

在六个加料罐5中盛放不同营养物料，配方具体如表1所示。

表1不同加料罐盛放营养物料的列表

A

B

C

D

E

F

营养物料

NaNO<sub>3</sub>

K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>

MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O

柠檬酸

CaCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O

Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>

质量(g)

12000

312

600

600

3800

2000

自动补料监控模块预先设置微藻养殖装置6的分段补料时间为1小时，加料罐5的分段补料时间为30分钟，每小时加料罐5自动向微藻养殖装置6补料，具体为加料罐A输送5L、加料罐B输送5L、加料罐C输送5L、加料罐D输送1L、加料罐E输送1L、加料罐F输送1L；每30分钟配料装置1和补水装置2通过料斗3向对应的加料罐5自动补料，具体为加料罐A补料2.5L、加料罐B补料2.5L、加料罐C补料2.5L、加料罐D补料0.5L、加料罐E补料0.5L、加料罐F补料0.5L，无需等待液位信号。

第一液位计203在线监控检测纯水储罐202内的液位低于纯水储罐202高度的10％时，发出低值信号，中央处理器的液位监控模块响应，控制反渗透水处理装置201开始产水，并通过第一水泵204向纯水储罐202输送纯水，纯水储罐202内的液位高于纯水储罐202高度的90％时，发出高值信号，反渗透水处理装置201和第一水泵204停止工作。

加料罐A内的第二液位计503在线监控检测加料罐A内的液位低于加料罐A高度的10％时，发出低值信号，液位监控模块响应，控制取料装置102从盛有NaNO₃的物料容器101中吸取相应质量的NaNO₃，其对应的单向电磁阀开启，然后输送NaNO₃到料斗3中，料斗3通向加料罐A的管路的单向电磁阀开启，料斗3中的NaNO₃输送到加料罐A，之后，补水装置2向料斗3中输送纯水，并进入加料罐A，加料罐A内的液体得到补充，加料罐A内的液位高于加料罐A高度的90％时，发出高值信号，纯水输送停止，加料罐A内的搅拌装置将营养物料搅拌均匀。其它加料罐的补料与上述方式相同。

第三液位计在线监控检测微藻养殖装置6内的液位低于微藻养殖装置6高度的10％时，液位监控模块响应，控制所有加料罐通过各自的第三水泵507向微藻养殖装置6输送营养物料，每个加料罐通向微藻养殖装置6的单向电磁阀均开启，直至微藻养殖装置6液位回升到微藻养殖装置6高度的90％时，停止供液。

藻类养殖液成分响应器在线监控检测N、P浓度降低到一半时，中央处理器的氮源监控模块和磷源监控模块响应，控制加料罐A自动输送2.5L，加料罐B自动输送2.5L，补加后的微藻养殖装置6的N、P浓度回到初始值。

藻类养殖液成分响应器在线监控检测溶氧量降低到三分之二时，中央处理器的溶氧监控模块响应，控制所有加料罐的呼吸口打开和搅拌装置启动，同时控制微藻养殖装置6的呼吸口打开，增加溶氧。

pH探头在线监控检测微藻养殖装置6内的pH值低于5时，pH监控模块响应，控制加料罐F输送Na₂CO₃，直至pH值回升到正常值7，停止供液；pH探头在线监控检测微藻养殖装置6内的pH值高于8时，pH监控模块响应，控制加料罐D输送柠檬酸，直至pH值降低到正常值7，停止供液。

Claims (10)

1.一种藻类养殖自动加料***，其特征在于，所述自动加料***包括配料装置、补水装置、料斗、至少一个加料罐和控制装置，所述配料装置包括至少一个物料容器、至少一个取料装置和电子称量装置，所述补水装置包括至少一个纯水储罐和第二水泵，所述加料罐包括第三水泵，所述控制装置包括pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器和中央处理器；

所述取料装置和纯水储罐连接料斗，所述料斗底部的出口连接加料罐，所述加料罐通过所述第三水泵提供营养物料，所述取料装置、电子称量装置、第二水泵和第三水泵通过线路连接控制装置，所述pH探头、第三液位计、藻类养殖液成分响应器监测藻类养殖液，并通过所述中央处理器控制所述配料装置、补水装置和加料罐提供营养物料。

2.根据权利要求1所述的自动加料***，其特征在于，所述配料装置包括至少一个物料容器、至少一个取料装置、电子称量装置和物料容器识别装置，所述取料装置设在物料容器的上方，并且能够在物料容器上方移动，所述电子称量装置设在物料容器的下方或取料装置的上方；所述物料容器识别装置设在取料装置上，所述物料容器识别装置通过线路连接控制装置。

3.根据权利要求2所述的自动加料***，其特征在于，所述取料装置包括吸料口、吸取物料器和输料管路，所述吸料口的上开口紧密连接所述吸取物料器的进口，所述吸取物料器的出口通过所述输料管路连接所述料斗。

4.根据权利要求2所述的自动加料***，其特征在于，所述取料装置的上方设置第二导轨，取料装置可拆卸地连接在所述第二导轨上，并可以在第二导轨上移动，便于所述取料装置在不同物料容器之间移动；所述物料容器识别装置选自光电感应器或条形码识别器。

5.根据权利要求1所述的自动加料***，其特征在于，所述补水装置包括反渗透水处理装置、至少一个纯水储罐、至少一个第一液位计、第一水泵和第二水泵，所述反渗透水处理装置通过第一水泵连接纯水储罐，所述第一液位计设在纯水储罐中，纯水储罐通过所述第二水泵连接所述料斗，所述反渗透水处理装置、第一液位计、第一水泵和第二水泵通过线路连接所述控制装置。

6.根据权利要求5所述的自动加料***，其特征在于，所述加料罐包括罐体、进料口、出料口、第二液位计和第三水泵，所述进料口和出料口分别设在所述罐体的上部和下部，所述进料口通过管路连接所述料斗底部的出口，所述第二液位计位于罐体内部，第三水泵通过管路一端连接所述出料口，另一端连接微藻养殖装置，所述第二液位计和第三水泵通过线路连接所述控制装置。

7.根据权利要求6所述的自动加料***，其特征在于，所述控制装置的中央处理器包括pH监控模块、溶氧监控模块、氮源监控模块、磷源监控模块、液位监控模块和自动补料监控模块，所述中央处理器具有数据采集、分析、控制和反馈的功能；所述pH探头、第三液位计和藻类养殖液成分响应器均设在微藻养殖装置中，用于监控藻类养殖液的各项参数。

8.根据权利要求7所述的自动加料***，其特征在于，所述中央处理器的液位监控模块根据所述补水装置内的第一液位计的低值信号判断所述纯水储罐的补水量，控制所述反渗透水处理装置和第一水泵向纯水储罐内输送纯水，纯水储罐内的液体得到补充，纯水液位到高液位值时，补水停止；

所述液位监控模块还能根据所述加料罐内的第二液位计的低值信号计算该加料罐欠缺的营养物料的质量，控制所述取料装置从盛有相应营养物料的物料容器中吸取相应质量的营养物料，然后输送到所述料斗中，料斗通过相应管路向相应的加料罐加入营养物料，然后，所述补水装置向料斗中输送纯水，纯水清洗料斗后也进入加料罐，加料罐内的液体得到补充，加料罐内的液位到高液位值时，补水装置停止向加料罐补水；

所述液位监控模块还能根据所述微藻养殖装置内的第三液位计的低值信号计算微藻养殖装置内所缺营养液的量，控制所述加料罐的第三水泵向微藻养殖装置加入营养液，微藻养殖装置的藻类养殖液达到高液位值时，加料罐停止供液。

9.根据权利要求7所述的自动加料***，其特征在于，所述pH监控模块根据所述微藻养殖装置内的pH探头检测的数据，分析判断补加的酸碱盐的质量，并控制相应加料罐向微藻养殖装置内补加酸性盐营养液或碱性盐营养液，所述pH探头检测的数据实时反馈给pH监控模块，当藻类养殖液pH值合适时，pH监控模块控制加料罐停止补加酸性盐营养液或碱性盐营养液。

10.根据权利要求7所述的自动加料***，其特征在于，所述溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块通过线路连接藻类养殖液成分响应器，所述藻类养殖液成分响应器实时检测微藻养殖装置内藻类养殖液的溶氧值、氮含量和磷含量，并分别传送给溶氧监控模块、氮源监控模块和磷源监控模块；所述溶氧监控模块控制安装在加料罐上的呼吸口或安装在微藻养殖装置上的呼吸口打开，增加氧气供应；所述氮源监控模块控制装有含氮营养物料的加料罐向微藻养殖装置供液；所述磷源监控模块控制装有含磷营养物料的加料罐向微藻养殖装置供液。

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