桌面型人工气候箱

郝千里

观察和研究动植物生长习性是颇受中小学生喜爱的一项科学实践活动，但因植物生长周期长，生长受空间、季节和气候条件影响较大，生活在城市中的学生缺乏像农村学生那样方便接近自然和观察各种植物的条件和机会。

建造大型的人工气候室使得科学家能通过人为控制人工气候室的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度和土壤含水量等参数，模拟和满足植物生长所需的各种气候条件，实现全年都可以观察、研究植物生长的科研需要。

但作为一种大型科研设施，人工气候室往往占地大、造价和运行维护成本高。本人在中国科学院的人工气候室开展过一段时期课外实践活动，于是萌发了开发一款体积小、可放置家中或学校的桌面型人工气候箱的想法。

一、材料工具

1.材料

PMMA板、粘胶、密封胶、合页；温湿度传感器、光强度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤含水量传感器；PTC加热片、半导体制冷片、内循环风扇、外循环风扇；储水箱/瓶、导管、电磁阀；LED光源；控制器用主板、CPU芯片、导线。

2.工具

切割机、电脑、绘图软件、电工钳、打孔机。

二、设计制作原理

桌面型人工气候箱由培养箱、控制箱（检测和控制单元）和储水箱构成，三者之间有导线和管路连接，如图1。

1.培养箱及其构造

培养箱箱体尺寸为40cm×30cm×30cm，箱内安装温湿度、光照度、二氧化碳浓度传感器、LED光源和内循环风扇。

箱内底部放置植物培养盘或培养盆等，土壤含水量传感器直接插入培养盘里的栽培土中。……