本專利涉及一種基于水汽冷凝的濕度控制裝置，具體涉及一種應用于空間植物培養(yǎng)箱中的環(huán)境控制。

背景技術：

空間植物培養(yǎng)箱的培養(yǎng)樣品是擬南芥和水稻。在密閉環(huán)境下，培養(yǎng)箱內的環(huán)境濕度值直接影響植物的光和強度與病害情況。隨著植物培養(yǎng)的進行，密閉培養(yǎng)箱中因植物蒸騰作用而產(chǎn)生的水汽使環(huán)境濕度不斷增大。當環(huán)境濕度過高時，培養(yǎng)箱內具備各種細菌和霉菌的滋生條件，它們的芽孢和孢子侵入植物培養(yǎng)盒，造成培養(yǎng)植物的污染，不利于植物的生長。因此，對處于空間密閉環(huán)境中的植物，如何控制環(huán)境濕度以保證植物能在合適的環(huán)境中生長就顯得尤為重要。

常用的濕度控制方法中主要有：主動式和被動式濕度控制。主動式濕度控制包括吸濕劑控制和冷卻劑-冷凝器控制(降溫降濕)兩種方法。被動式濕度控制是用某些鹽類的飽和水溶液或其它物質自動控制空氣中的濕度。

技術實現(xiàn)要素：

本專利的目的是為了解決空間植物培養(yǎng)箱中環(huán)境濕度過高而影響植物生長問題，改善植物生長條件，提供一種用于空間植物培養(yǎng)箱的冷凝降濕裝置。

本專利冷凝降濕裝置，它包括保溫外殼，半導體制冷器，隔熱墊，導熱底板，濕度傳感器，高吸水性樹脂和內膽。

所述的保溫外殼用于包覆內膽，材料為聚酰亞胺；

所述的內膽為一圓柱形殼體結構，材料為T2，用于降溫收集水滴；

所述的高吸水性樹脂為SAP(Super Absorbent Polymer)合成樹脂，裝載于內膽內側底面上；

所述的半導體制冷器規(guī)格型號為TES1-12701(12V/0.85A/10W)，制冷效率可達70％；

所述的隔熱墊為玻璃纖維材料,使內膽與導熱底板之間保持隔熱狀態(tài)；

所述導熱底板為一圓柱體結構，2A12鋁合金材料，用于散去半導體制冷器上的熱量；

所述的濕度傳感器型號為HIH-4602-A/C，標稱電壓5V，檢測精度為±3.5％RH。

各零件相互之間的連接關系為：導熱底板上裝有濕度傳感器、半導體制冷器和隔熱墊，高吸水性樹脂吸附在內膽的內側底面上，保溫外殼包覆內膽與導熱底板連接。

本專利冷凝降濕裝置的原理是：濕度傳感器實時監(jiān)測培養(yǎng)箱中的環(huán)境濕度，當培養(yǎng)箱內的環(huán)境濕度大于60％時，半導體制冷器開始制冷工作，利用內膽中的高吸水性樹脂吸收其收集的水滴以避免水汽再次擴散；當培養(yǎng)箱內的環(huán)境濕度小于40％時，半導體制冷器停止工作，從而保證培養(yǎng)的環(huán)境濕度能夠保證的合適的區(qū)間范圍(30～70％)內，使植物能更好地生長。

本專利的優(yōu)點如下：因空間植物培養(yǎng)箱在軌飛行時間較短(12天13小時)，其內部空間和資源有限，不適合較復雜的降濕裝置使用。本裝置利用半導體制冷器進行制冷，高吸水性樹脂進行吸水，體積小，能耗低，工藝簡單，裝配方便。

附圖說明

圖1.冷凝降濕裝置剖視圖。

圖2.冷凝降濕裝置三維爆炸示意圖。

圖中：(1)保溫外殼；(2)半導體制冷器；(3)隔熱墊；(4)導熱底座；(5)螺釘M2.5×6；(6)濕度傳感器；(7)墊片φ3；(8)螺釘M3×8；(9)高吸水性樹脂；(10)內膽。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，從冷凝裝置的剖視圖可以看出，本裝置主要包括保溫外殼1、半導體制冷器2、隔熱墊3、導熱底板4、濕度傳感器5、高吸水性樹脂9和內膽10。

下面結合圖1和圖2進一步闡述本發(fā)明冷凝降濕裝置：導熱底座4外徑為80mm，厚度為5mm，材料為2A12鋁合金，邊緣處有2個M2.5的螺紋通孔和4個均布的M3螺紋通孔，分別用于與濕度傳感器5和保溫外殼1連接。濕度傳感器6通過2個M2×6螺釘5與導熱底座4連接。

半導體制冷器2安裝在隔熱墊3的槽內，半導體制冷器2上(冷)、下(熱)表面分別涂約0.2mm厚導熱硅脂與導內膽10下表面和導熱底座4上表面接觸。

內膽10內裝載有0.5g的高吸水性樹脂9，保溫外殼1外邊緣處有均布的4個φ3.3通孔，通過4個M3×8螺釘穿過隔熱墊3的4個φ3.3通孔與導熱底座4連接。

本冷凝裝置的工作原理是：植物培養(yǎng)過程中因蒸騰作用產(chǎn)生的水汽被風扇驅入冷凝器周圍，當濕度傳感器4檢測到培養(yǎng)箱內的環(huán)境濕度高于60％時，控制單元對功率為5W的半導體制冷器2施加5V電壓后，半導體制冷器2開始工作。內膽10的溫度開始降低，使其周圍的水汽變成液態(tài)水滴，水滴被高吸水性樹脂9不斷吸附并形成類似果凍狀的聚合物。當濕度傳感器6檢測環(huán)境濕度低于40％時，半導體制冷器2停止工作。該冷凝降濕裝置可有效保證培養(yǎng)箱內的環(huán)境濕度在要求的范圍內，改善空間密閉環(huán)境下植物的培養(yǎng)條件。