[实用新型]适用地外植物雾培的营养液供给调控雾化的装置

说明书

本实用新型提供一种适用地外植物雾培的营养液供给调控雾化的装置，适用地外植物雾培的营养液供给调控雾化的装置包括定植单元(100)、雾化单元(200)、营养液供给单元(300)和控制单元(400)；定植单元(100)包括定植单元壳体(101)、风道(102)、离心风机(103)和导流罩(104)；雾化单元(200)与所述定植单元(100)通过所述扇形通道(105)连通；所述雾化单元(200)产生的细雾通过所述细雾出口(201)进入到所述风道(102)。优点为：本装置面向长期太空生存植物雾培的研究和应用，实现适用多重力条件、可靠性高的营养液供给调控及雾化，进而保证植株正常生长。

技术领域

本实用新型属于空间植物栽培技术领域，具体涉及一种适用地外植物雾培的营养液供给调控雾化的装置。

背景技术

随着航天技术的发展，太空微重力条件及月面、火星表面低重力条件为植物的重力效应研究提供了基础，国内外已经有多台植物栽培装置被人们发射至地外用于植物生理、遗传实验研究。在根部营养液供给方式上，目前地外植物栽培装置通常采用一次性基质栽培的方式，具有可靠、方便的特点，在植物生长发育、遗传变异等方面取得了许多有价值的研究结果。例如专利 CN108633718A公开了一种微重力环境下植物水分循环利用的装置，使用了多孔吸水材料作为培养基质。随着载人航天的发展，急需进行适应长期太空生存的植物栽培研究。一方面，可为人员提供足够的新鲜植物性食物、以及足够的氧气及二氧化碳交换处理能力；另一方面，需要实现多代植株的长周期连续栽培，以便适应长期太空生存。在长周期连续栽培中，为防止基质中微生物及病菌残留，基质需要更换和处理，同时对于地下可食植物的根部尺寸变化及清洗问题，基质栽培也遇到了困难。与之相比，气雾无基质栽培(雾培)能够极好避免这些问题，可实现根区营养液与空气的充分混合，是未来长期太空生存植物栽培发展的重要方向。

目前在地面上应用成熟的营养液雾化手段主要有高压喷嘴雾化、超声雾化等手段。对于高压喷嘴雾化，高压喷嘴通道尺寸一般较小，并且回收营养液需再次经过高压泵进行加压，在此过程中，植物残根、营养液成分沉淀等极易造成高压喷嘴堵塞、高压泵磨损，造成可靠性降低，而空间装置对可靠性要求极高，因此现有的高压喷嘴雾化手段凸显不足。

而超声雾化不需小尺寸通道、也不需高压泵加压，对植物残根、营养液沉淀等容纳程度大大提高，是地外植物雾培营养液供给极具前景的手段。然而，却不能将地面栽培装置直接移植至空间，原因在于，与地面相比，地外重力条件多变。地面的重力水平一般认为是1g，与之相比，近地轨道重力水平可达到 10^-3-10^-4g，月球表面约为1/6g，火星表面约为1/3g。多重力条件使得气液分离无法自然进行，直接移植的地面超声雾化器将无法工作。因此，目前迫切需要解决这一技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种适用地外植物雾培的营养液供给调控雾化的装置，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种适用地外植物雾培的营养液供给调控雾化的装置，包括定植单元、雾化单元、营养液供给单元和控制单元；

所述定植单元包括定植单元壳体、风道、离心风机和导流罩；所述定植单元壳体为腔体结构，所述定植单元壳体的侧壁设置若干个用于固定植株根部的定植孔，通过所述定植孔，使所述植株的根部穿过所述定植孔而延伸到所述定植单元壳体的腔体内部；所述定植单元壳体的轴线位置安装所述风道；所述风道的一端安装所述离心风机；所述离心风机的外围安装所述导流罩；所述定植单元壳体的远离所述离心风机的一端开设扇形通道；

所述雾化单元固定于所述定植单元的远离所述离心风机的一端；所述雾化单元与所述定植单元通过所述扇形通道连通；所述雾化单元具有进液端和细雾出口；所述细雾出口与所述风道的一端连通，在所述离心风机的作用下，所述雾化单元产生的细雾通过所述细雾出口进入到所述风道；