一種微型熱力脫毒裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及植物脫毒【技術領域】，為一種微型熱力脫毒裝置，包括上部培養(yǎng)室I、下部培養(yǎng)室II、連接器、隔熱片、可控溫加熱裝置，培養(yǎng)室I、II通過連接器上下連接，隔熱片設置在連接器內，將上下培養(yǎng)室I、II隔開，可控溫加熱裝置設置在上培養(yǎng)室I外圍，隔熱片將整個裝置分隔為兩個各獨立的培養(yǎng)空間，上部培養(yǎng)瓶為組培苗莖尖提供高溫空間使得在此環(huán)境中生長的莖尖甚至莖短達到脫毒效果；下部培養(yǎng)瓶為組培苗基部提供適宜的生長環(huán)境，利用該裝置實現(xiàn)組培苗生長與脫毒的分割式一體化控溫培養(yǎng)，降低植物高溫脫毒死亡率；提高植物莖尖無病毒組織大小，成活率越高，操作難度??；提高植物莖尖培養(yǎng)成活率；提高植物脫毒效率；降低植物脫毒的技術難度。
【專利說明】一種微型熱力脫毒裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及植物脫毒【技術領域】，具體涉及一種微型熱力脫毒裝置。

【背景技術】
[0002]植物病毒病是作物的重要病害種類之一，目前已發(fā)現(xiàn)的植物病毒病害已超過700種，幾乎每種作物上都有一種、幾種甚至十幾種病毒危害，它們防治困難，危害嚴重，給農業(yè)生產帶來了巨大的損失，特別是木本植物和靠營養(yǎng)繁殖的植物，危害性更大一些。目前，植物脫毒的方法主要有莖尖組培脫毒、熱治療脫毒、熱治療和莖尖組培相結合脫毒等方法。
[0003]1.莖尖培養(yǎng)脫毒
[0004]莖尖培養(yǎng)脫毒原理:在染病毒植株體內，病毒分布并不均勻，在生長點病毒含量最低。病毒通過維管束和胞間連絲傳播，在分生區(qū)內無維管束，病毒擴散慢，加之植物細胞不斷分裂增生，所以病毒含量少，在莖尖生長點幾乎檢測不出病毒，因此切取莖尖愈小愈好，但實際操作中莖尖取太小(0.1-0.3mm)不易培養(yǎng)成活，過大又不能去毒。
[0005]2.熱處理脫毒
[0006]熱處理的原理是病毒由蛋白質組成，高溫可以使蛋白質變性，所以通過高溫鈍化病毒。熱處理的材料可以是母株(已長芽的塊莖)，也可以是已經剝離的已長到Icm左右的小植株。高溫熱處理是在恒溫箱內進行，將籽球或小苗放入恒溫箱中，起點溫度可稍低些，逐漸升至處理溫度，一般在35-54°C條件下熱處理幾小時、幾天甚至幾個月，高溫的成長環(huán)境造成大量植株死亡。
[0007]3.熱處理和莖尖組培相結合脫除病毒
[0008]對于單純用莖尖培養(yǎng)難以脫除的病毒，可以先進行熱力處理，先使植株莖尖無毒化，再采用莖尖剝離組織培養(yǎng)方法，其中植株熱處理時間的長短以及新芽的伸長量對脫毒的效果有較大的影響，一般情況下，若切取的莖尖較小，則熱處理時間可以縮短。反之，熱處理時間應適當加長。
[0009]對目前采用的技術進行分析可以知道現(xiàn)有的莖尖脫毒技術存在莖尖取太小不易培養(yǎng)成活，過大又不能去毒的問題；熱處理脫毒存在苗子在恒溫箱中培養(yǎng)過程長，會由于高溫傷害出現(xiàn)苗子大量死亡的現(xiàn)象，不同植物受溫度影響不同，適應能力稍差的植物十之七八會死亡；第三種熱治療和莖尖組培相結合脫除病毒雖然從一定程度上減輕了上述技術問題，但是仍然存在熱力脫毒過程中的大量苗子死亡的問題，莖尖脫毒需要剝離的莖尖還是太小，目前莖尖剝離要通過顯微鏡下操作，完成0.1-0.3mm長度的剝離，操作難度大，莖尖過短,成活率也低。


【發(fā)明內容】

[0010]基于以上問題，本實用新型專利提供了一種微型熱力脫毒裝置，可有效解決熱治療和莖尖組培相結合脫除病毒過程中熱力脫毒過程中的大量苗子死亡的問題，以及莖尖脫毒需要剝離的莖尖過小不易把握的問題。本專利用分割式一體控溫培養(yǎng)，實現(xiàn)組培苗基部處于常規(guī)組培環(huán)境以保障整株組培苗的正常生長、莖尖處于程序性高溫可控環(huán)境下實現(xiàn)熱力脫毒的目的。
[0011]為達到上述發(fā)明目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0012]一種微型熱力脫毒裝置包括上部培養(yǎng)室1、下部培養(yǎng)室I1、連接器、隔熱片、可控溫加熱裝置，培養(yǎng)室1、II通過連接器上下連接，隔熱片設置在連接器內，將上下培養(yǎng)室1、II隔開，可控溫加熱裝置設置在上培養(yǎng)室I外圍，上培養(yǎng)室I頂部設置有通氣孔，隔熱片設置有植株通過孔。
[0013]通氣孔為帶有濾膜的圓形通氣孔，其主要作用為濾菌、通氣、散熱。
[0014]可控溫加熱裝置包括保護罩、溫度傳感器、螺旋電熱線組成，溫度傳感器設置在上培養(yǎng)室I內，電熱線螺旋套置在上培養(yǎng)室I外圍，保護罩套置在電熱線外圍，保護罩為中空筒狀結構，其上部設置有橫梁，電熱線兩端部固定在橫梁底部，溫度傳感器固定在上培養(yǎng)室I頂端，保護罩、電熱線通過橫梁固定設置在上培養(yǎng)室I頂端，電熱線與上培養(yǎng)室I瓶壁及保護罩內壁無接觸。
[0015]上下培養(yǎng)室均為一端開口的透明培養(yǎng)瓶，其中，上部培養(yǎng)瓶采用耐高溫、高透明玻璃材料，內徑為15cm,外徑為15.8cm,高度為20cm,下培養(yǎng)室內徑15cm,外徑15.8cm,高度為12cm，上、下用培養(yǎng)瓶開口設置有外螺紋，連接器為中空，內設置有上螺紋、下螺紋的筒狀連接裝置，上下培養(yǎng)室1、II可與連接器螺紋連接。
[0016]所述的隔熱片可分拆組裝，隔熱片可分為相互對接的兩部分，植株通過孔的圓心設置在對接線上，隔熱片外徑與下培養(yǎng)室II瓶口外徑相同，其可放置在下培養(yǎng)室II瓶口上。
[0017]所述的隔熱片為兩半圓插接而成，兩半圓直徑處設置有相互配合的插條和插槽，其中一個半圓的插條可插接在另一半圓的插槽內，隔熱片兩部分對接后，中間對接線處有多個圓形的植株通過孔，隔熱片分離后植株通過孔也分離成兩個半圓，植株通過孔內設置有軟性防擠壓墊，沿隔熱片半圓對接線分成兩個小半圓，在無植株通過時，植株通過孔內兩個半圓型軟性防擠壓墊可對接密封植株通過孔。
[0018]連接器為耐高溫材質，隔熱片的作用在于上下培養(yǎng)室的熱量隔絕。
[0019]所述軟性防擠壓墊作用是實現(xiàn)組培苗與隔熱片的軟性緊密連接。軟性防擠壓墊采用耐高溫橡膠軟皮。
[0020]可控溫加熱裝置還包括溫度控制裝置，該裝置包括溫度傳感器模塊、溫度變送器、A/D轉換模塊、中央控制系統(tǒng)模塊、加熱部件、電源模塊組成，溫度傳感器模塊通過線路與上培養(yǎng)室I內的溫度傳感器連接，其通過溫度變送器、A/D轉換模塊與中央控制系統(tǒng)模塊連接，加熱部件與電源模塊連接，電源模塊與中央控制系統(tǒng)模塊連接，加熱部件為電熱絲。
[0021]溫度傳感器模塊，主要實現(xiàn)培養(yǎng)裝置上半部分的溫度信息采集。溫度傳感器采用PT 1000，其工作溫度可以達到-200°c?+200°C，其精度等級在0.2級，溫度分辨率可以達到±0.01°C。完全滿足培養(yǎng)裝置在整個實驗過程中溫度測量的需求。
[0022]所述溫度變送器主要完成了 PT1000信號的處理。PT1000的工作原理為自身阻值隨溫度的變化而發(fā)生變化。進行溫度信息采集時需要首先將其阻值信息轉化為電量信息(電壓、電流)。本發(fā)明采用的是電阻橋的方式進行電阻變換，然后利用高精度的儀表AD620放大器將溫度信號轉化為變化的電壓信號。
[0023]所述A/D轉換模塊實現(xiàn)了 PT1000溫度信號到數(shù)字信號之間的轉換。為提高系統(tǒng)分辨率和采樣精度。該系統(tǒng)采用16位AD采樣芯片ADS8344，采樣基準電壓源選用AD586。
[0024]所述加熱部件可以完成培養(yǎng)裝置中溫度的提升。整個系統(tǒng)的控制穩(wěn)定度也取決于該模塊的加熱性能。本發(fā)明中選用硅橡膠螺旋電熱線作為加熱部件，其優(yōu)點在于其溫度上升比較穩(wěn)定、表面散熱均勻、工作電壓為5V-12V。
[0025]所述中央控制系統(tǒng)模塊為整個控制系統(tǒng)的核心。首先結合當前系統(tǒng)時間和控制方案獲取培養(yǎng)容器中的設定溫度信息。然后利用溫度變送器和A/D模塊讀取當前培養(yǎng)容器中的溫度信息，并與設定溫度信息進行比較得到控制差值。在中央控制系統(tǒng)中集成了 PID控制算法，通過將差值信息輸入控制算法就可獲得當前的控制策略。通過加熱部件進行控制策略的執(zhí)行，使得培養(yǎng)裝置穩(wěn)定在設定溫度信息左右，其誤差精度不超過±0.5°C。
[0026]所述電源模塊提供整個系統(tǒng)運行所需要的電源，并且保證電壓、電流和紋波及諧波參數(shù)滿足系統(tǒng)需要。
[0027]可調溫控裝置先結合當前系統(tǒng)時間和控制方案獲取培養(yǎng)容器中的設定溫度信息。然后利用溫度變送器和A/D模塊讀取當前培養(yǎng)容器中的溫度信息，并與設定溫度信息進行比較得到控制差值。在中央控制系統(tǒng)中集成了 PID控制算法，通過將差值信息輸入控制算法就可獲得當前的控制策略。通過加熱部件進行控制策略的執(zhí)行，使得培養(yǎng)裝置穩(wěn)定在設定溫度信息左右，其誤差精度不超過±0.5°C，完成上培養(yǎng)室穩(wěn)定的高溫環(huán)境控制。
[0028]由上培養(yǎng)室1、下培養(yǎng)室I1、連接器、隔熱片共同組成一個培養(yǎng)裝置，由隔熱片實現(xiàn)上下培養(yǎng)瓶的熱量隔絕，將整個裝置分隔為兩個各獨立的培養(yǎng)空間，上部培養(yǎng)瓶為組培苗莖尖提供高溫空間使得在此環(huán)境中生長的莖尖甚至莖短達到脫毒效果；下部培養(yǎng)瓶為組培苗基部提供適宜的生長環(huán)境，在此環(huán)境中的組培苗段能夠正常生長為保障整株苗正常生長，避免由于高溫傷害造成熱力脫毒苗死亡；軟性防擠壓墊將組培苗與真空隔熱片實現(xiàn)軟性緊密連接，保護組培苗免受機械傷害和上下培養(yǎng)瓶的絕對分隔。保護罩能夠防止熱量的散失，提高熱量的利用效率和避免加熱過程中人體接觸電熱絲造成的燙傷危害。溫度傳感器用于測定上部培養(yǎng)瓶內的溫度，以溫度傳感器測定的數(shù)據(jù)為溫度自動控制系統(tǒng)提供依據(jù)。電熱絲用于上部培養(yǎng)瓶的加熱，依據(jù)自動控制系統(tǒng)的指示進行溫度控制。由此裝置實現(xiàn)了生長與脫毒的分割式一體化控溫培養(yǎng)。
[0029]本實用新型的有益效果為:通過微型熱力脫毒裝置提高植物莖尖部分的生長最高溫度；延長植物在高溫環(huán)境中的生存時間；降低植物高溫脫毒死亡率；提高植物莖尖無病毒組織大小，組織越大，成活率越高，操作難度越??；提高植物莖尖培養(yǎng)成活率；提高脫毒效率；降低脫毒的技術難度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型實施例結構示意圖；
[0031 ] 圖2為圖1俯視示意圖；
[0032]圖3為圖1中隔熱片結構示意圖；
[0033]圖4為該實用新型實施例中可調溫控裝置原理框圖。

【具體實施方式】
[0034]如附圖所示的一種微型熱力脫毒裝置包括上部培養(yǎng)室I 1、下部培養(yǎng)室II 2、連接器3、隔熱片4、可控溫加熱裝置，培養(yǎng)室I 1、11 2通過連接器3上下連接，隔熱片4設置在連接器3內，將上下培養(yǎng)室1、II隔開，可控溫加熱裝置設置在上培養(yǎng)室I I外圍，上培養(yǎng)室I I頂部設置有通氣孔8，隔熱片4設置有植株通過孔。
[0035]通氣孔8為帶有濾膜的圓形通氣孔，其主要作用為濾菌、通氣、散熱，上培養(yǎng)室I I頂端共設置四個，分布在保護罩7橫梁兩側。
[0036]可控溫加熱裝置包括保護罩7、溫度傳感器5、螺旋電熱線6組成，溫度傳感器5設置在上培養(yǎng)室I I內頂端，上培養(yǎng)室I I頂端設置有螺絲通過用孔，溫度傳感器5端部設置有帶外螺紋的電線終端穿過孔并通過螺絲固定在上培養(yǎng)室I頂端，電熱線6螺旋套置在上培養(yǎng)室I外圍，保護罩7套置在電熱線6外圍，保護罩7為中空筒狀結構，其上部設置有橫梁9，電熱線6兩端部固定在橫梁9底部，溫度傳感器5固定在上培養(yǎng)室I頂端，保護罩7、電熱線6通過橫梁9固定設置在上培養(yǎng)室I頂端，電熱線6與上培養(yǎng)室I瓶壁及保護罩7內壁無接觸。
[0037]上、下培養(yǎng)室均為一端開口的透明培養(yǎng)瓶，其中，上部培養(yǎng)瓶采用耐高溫、高透明玻璃材料，內徑為15cm,外徑為15.8cm,高度為20cm,下培養(yǎng)室內徑15cm,外徑15.8cm,高度為12cm，上、下用培養(yǎng)瓶開口設置有外螺紋，連接器為中空，內設置有上螺紋、下螺紋的筒狀連接裝置，上下培養(yǎng)室1、II可與連接器螺紋連接。
[0038]所述的隔熱片4可分拆組裝，隔熱片4可分為相互對接的兩部分，植株通過孔的圓心設置在對接線上，隔熱片4外徑與下培養(yǎng)室II瓶口外徑相同，其可放置在下培養(yǎng)室II瓶口上。
[0039]所述的隔熱片4為兩半圓插接而成,兩半圓直徑處設置有相互配合的插條10和插槽11，其中一個半圓的插條10可插接在另一半圓的插槽11內，隔熱片4兩部分對接后，中間對接線處有多個圓形的植株通過孔，隔熱片4分離后植株通過孔也分離成兩個半圓，植株通過孔內設置有軟性防擠壓墊12，沿隔熱片4半圓對接線分成兩個小半圓，在無植株通過時，植株通過孔內兩個半圓型軟性防擠壓墊12可對接密封植株通過孔。
[0040]連接器3為耐高溫材質，隔熱片4的作用在于上下培養(yǎng)室的熱量隔絕。
[0041]所述軟性防擠壓墊12材質為耐高溫橡膠軟皮，其作用是實現(xiàn)組培苗與隔熱片4的軟性緊密連接。
[0042]可控溫加熱裝置還包括溫度控制裝置，該裝置包括溫度傳感器模塊、溫度變送器、A/D轉換模塊、中央控制系統(tǒng)模塊、加熱部件、電源模塊組成，溫度傳感器模塊通過線路13與上培養(yǎng)室I I內的溫度傳感器5連接，其通過溫度變送器、A/D轉換模塊與中央控制系統(tǒng)模塊連接，加熱部件與電源模塊連接，電源模塊與中央控制系統(tǒng)模塊連接，加熱部件為電熱絲。
[0043]溫度傳感器模塊，主要實現(xiàn)培養(yǎng)裝置上半部分的溫度信息采集。溫度傳感器5采用PT 1000，其工作溫度可以達到-200°c?+200°C，其精度等級在0.2級，溫度分辨率可以達到±0.01°C。完全滿足培養(yǎng)裝置在整個實驗過程中溫度測量的需求。
[0044]所述溫度變送器主要完成了 PT1000信號的處理。PT1000的工作原理為自身阻值隨溫度的變化而發(fā)生變化。進行溫度信息采集時需要首先將其阻值信息轉化為電量信息(電壓、電流)。本發(fā)明采用的是電阻橋的方式進行電阻變換，然后利用高精度的儀表AD620放大器將溫度信號轉化為變化的電壓信號。
[0045]所述A/D轉換模塊實現(xiàn)了 PT1000溫度信號到數(shù)字信號之間的轉換。為提高系統(tǒng)分辨率和采樣精度。該系統(tǒng)采用16位AD采樣芯片ADS8344，采樣基準電壓源選用AD586。
[0046]所述加熱部件可以完成培養(yǎng)裝置中溫度的提升。整個系統(tǒng)的控制穩(wěn)定度也取決于該模塊的加熱性能。本發(fā)明中選用硅橡膠螺旋電熱線作為加熱部件，其優(yōu)點在于其溫度上升比較穩(wěn)定、表面散熱均勻、工作電壓為5V-12V。
[0047]所述中央控制系統(tǒng)模塊為整個溫度控制系統(tǒng)的核心。首先結合當前系統(tǒng)時間和控制方案獲取培養(yǎng)容器中的設定溫度信息。然后利用溫度變送器和A/D模塊讀取當前培養(yǎng)容器中的溫度信息，并與設定溫度信息進行比較得到控制差值。在中央控制系統(tǒng)中集成了 PID控制算法，通過將差值信息輸入控制算法就可獲得當前的控制策略。通過加熱部件進行控制策略的執(zhí)行，使得培養(yǎng)裝置穩(wěn)定在設定溫度信息左右，其誤差精度不超過±0.5°C。
[0048]所述電源模塊提供整個系統(tǒng)運行所需要的電源，并且保證電壓、電流和紋波及諧波參數(shù)滿足系統(tǒng)需要。
[0049]可調溫控裝置先結合當前系統(tǒng)時間和控制方案獲取培養(yǎng)容器中的設定溫度信息，然后利用溫度變送器和A/D模塊讀取當前培養(yǎng)容器中的溫度信息，并與設定溫度信息進行比較得到控制差值，在中央控制系統(tǒng)中集成了 PID控制算法，通過將差值信息輸入控制算法就可獲得當前的控制策略，通過加熱部件進行控制策略的執(zhí)行，使得培養(yǎng)裝置穩(wěn)定在設定溫度信息左右，其誤差精度不超過±0.5°C，完成上培養(yǎng)室穩(wěn)定的高溫環(huán)境控制。
[0050]依據(jù)該裝置使用的熱力脫毒方法與傳統(tǒng)脫毒方法的對比
[0051]
培養(yǎng)方法I熱處理溫度I熱處理死亡率I時間I莖尖無病毒組織大小I莖尖組織培養(yǎng)成活|0.5mm脫毒效率I技術
_(S)_(%)_(d)_OmO_率(％)_(%)_要求熱力脫毒'37-4070~ 30-60 0.1-0.530~0很高莖尖培養(yǎng)—一~ 0.1-0.330O很高盆栽苗為材料的熱處理結合37-408030-45 0.1-0.54050很高莖尖脫毒法________
試管苗為材料的熱處理結合37-408030-45 0.1-0.54060^~
莖尖脫毒法________
新型植物脫毒方法|37-45 |20120-90 |θ.1-2 (甚至更高)丨90|θ5丨低—
[0052]通過上述表格數(shù)據(jù)對比，可以看出通過微型熱力脫毒裝置及植物熱力脫毒方法，提高植物莖尖部分的生長最高溫度；延長植物在高溫環(huán)境中的生存時間；降低植物高溫脫毒死亡率；提高植物莖尖無病毒組織大小，組織越大，成活率越高，操作難度越小；提高植物莖尖培養(yǎng)成活率；提高脫毒效率；降低脫毒的技術難度。
【權利要求】
1.一種微型熱力脫毒裝置，其特征在于:包括上部培養(yǎng)室1、下部培養(yǎng)室I1、連接器、隔熱片、可控溫加熱裝置，培養(yǎng)室1、II通過連接器上下連接，隔熱片設置在連接器內，將上下培養(yǎng)室1、II隔開，可控溫加熱裝置設置在上培養(yǎng)室I外圍，上培養(yǎng)室I頂部設置有通氣孔，隔熱片設置有植株通過孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的微型熱力脫毒裝置，其特征在于:通氣孔為帶有濾膜的圓形通氣孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的微型熱力脫毒裝置，其特征在于:可控溫加熱裝置包括保護罩、溫度傳感器、螺旋電熱線組成，溫度傳感器設置在上培養(yǎng)室I內，電熱線螺旋套置在上培養(yǎng)室I外圍，保護罩套置在電熱線外圍，保護罩為中空筒狀結構，其上部設置有橫梁，電熱線兩端部固定在橫梁底部，溫度傳感器固定在上培養(yǎng)室I頂端，保護罩、電熱線通過橫梁固定設置在上培養(yǎng)室I頂端，電熱線與上培養(yǎng)室I瓶壁及保護罩內壁無接觸。
4.根據(jù)權利要求1所述的微型熱力脫毒裝置，其特征在于:上下培養(yǎng)室均為一端開口的透明培養(yǎng)瓶，上、下用培養(yǎng)瓶開口設置有外螺紋，連接器為中空，內設置有上螺紋、下螺紋的筒狀連接裝置，上下培養(yǎng)室1、II可與連接器螺紋連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的微型熱力脫毒裝置，其特征在于:所述的隔熱片可分拆組裝，隔熱片可分為相互對接的兩部分，植株通過孔的圓心設置在對接線上，隔熱片外徑與下培養(yǎng)室II瓶口外徑相同，其放置在下培養(yǎng)室II瓶口上。
6.根據(jù)權利要求5所述的微型熱力脫毒裝置，其特征在于:所述的隔熱片為兩半圓插接而成，兩半圓直徑處設置有相互配合的插條和插槽，其中一個半圓的插條可插接在另一半圓的插槽內，隔熱片兩部分對接后，中間對接線處有多個圓形的植株通過孔，隔熱片分離后植株通過孔也分離成兩個半圓，植株通過孔內設置有軟性防擠壓墊，沿隔熱片半圓對接線分成兩個小半圓，植株通過孔內兩個半圓型軟性防擠壓墊可對接密封植株通過孔。
7.根據(jù)權利要求1所述的微型熱力脫毒裝置，其特征在于:可控溫加熱裝置還包括溫度控制裝置，該裝置包括溫度傳感器模塊、溫度變送器、A/D轉換模塊、中央控制系統(tǒng)模塊、加熱部件、電源模塊組成，溫度傳感器模塊通過線路與上培養(yǎng)室I內的溫度傳感器連接，其通過溫度變送器、A/D轉換模塊與中央控制系統(tǒng)模塊連接，加熱部件與電源模塊連接，電源模塊與中央控制系統(tǒng)模塊連接，加熱部件為電熱絲。
【文檔編號】A01H4/00GK204014698SQ201420493196
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】高東升, 肖偉, 李玲, 陳修德, 寧昕, 侯加林 申請人:山東農業(yè)大學