專(zhuān)利名稱(chēng)：基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微生物呼吸速率測(cè)定裝置，特別涉及一種基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有成熟的好氧呼吸速率測(cè)定，都是基于在密閉的微生物培養(yǎng)瓶中，由于微生物的呼吸作用而導(dǎo)致的溶解氧或者壓力的變化。通過(guò)使用溶解氧探頭(溶解氧傳感器)或者壓力探頭(壓力傳感器)，記錄這一變化，而達(dá)到測(cè)定的目的。這些方法的不足之處在于1只能測(cè)定好氧呼吸速率在一定值范圍內(nèi)的樣品，超出允許值范圍的樣品必須稀釋才能進(jìn)行，2受傳感器的精度制約，測(cè)定的精度相對(duì)較低，3由于傳感器直接或間接地與測(cè)試樣品接觸，其性能較易受到試樣理化性質(zhì)的影響，同時(shí)給傳感器的校準(zhǔn)帶來(lái)困難，4傳感器在維護(hù)保養(yǎng)方面要求高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有利用測(cè)定溶解氧或壓力的變化來(lái)測(cè)定微生物呼吸速率的裝置中所存在的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，設(shè)置有微生物培養(yǎng)瓶，微生物培養(yǎng)瓶的氣相與U型通道相連接，在所述U型通道內(nèi)裝有可透光的密封液，U型通道的入口立管是氣體進(jìn)入端，U型通道的出口立管是氣體排出端，在所述出口立管上可透光的、有密封液的部位外側(cè)，安裝用于檢測(cè)出口立管內(nèi)氣泡通過(guò)數(shù)量的光電感應(yīng)檢測(cè)裝置。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案U型通道的兩立管之間的連接管由入口立管到出口立管向下傾斜。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案U型通道或出口立管是由可透光的材料制成的。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案所述密封液為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且難揮發(fā)的液體。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案所述光電感應(yīng)檢測(cè)裝置在所述出口立管一側(cè)設(shè)置發(fā)光器件，在與該發(fā)光器件相對(duì)的出口立管的另一側(cè)設(shè)置感應(yīng)光線(xiàn)強(qiáng)度變化的感應(yīng)器件，感應(yīng)器件的輸出端與信號(hào)處理設(shè)備、信號(hào)記錄顯示設(shè)備相連接。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案所述發(fā)光器件發(fā)出的光線(xiàn)通過(guò)出口立管的軸線(xiàn)，與感應(yīng)器件正對(duì)。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案所述光電感應(yīng)檢測(cè)裝置在所述出口立管一側(cè)設(shè)置發(fā)光器件，在與該發(fā)光器件相對(duì)的出口立管的另一側(cè)設(shè)置感應(yīng)光線(xiàn)強(qiáng)度變化的感應(yīng)器件，感應(yīng)器件的輸出端與信號(hào)處理設(shè)備相連接，信號(hào)處理設(shè)備的輸出端與信號(hào)記錄顯示設(shè)備相連接。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案該微生物培養(yǎng)瓶的氣相與U型通道的出口立管的氣相相連接，而U型通道的入口立管的氣相與供氧壓力穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)裝置相連接。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案氧氣供應(yīng)裝置是設(shè)置穩(wěn)壓裝置的氧氣源。
作為以上技術(shù)方案的優(yōu)選方案該微生物培養(yǎng)瓶的氣相與U型通道的入口立管的氣相相連接，而U型通道的出口立管的氣相與大氣相連接。
本實(shí)用新型的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置的有益效果是測(cè)定微生物呼吸速率范圍大，精度高；且由于光電感應(yīng)裝置不和試樣有任何接觸，因此，它的維護(hù)保養(yǎng)變得簡(jiǎn)單易行，性能可以維持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定。監(jiān)測(cè)的精度和靈敏度可以提高到單個(gè)氣泡變化(幾個(gè)毫升)的范圍內(nèi)，所測(cè)量精度高。
本實(shí)用新型的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置通過(guò)改變U型通道的方向，直接用于廢水生化需氧量(簡(jiǎn)稱(chēng)BOD)、活性污泥和土壤的好氧呼吸速率，微生物厭氧產(chǎn)氣率，以及其它與其相關(guān)的指標(biāo)及參量的測(cè)定，達(dá)到一機(jī)多用的目的。


圖1表示本實(shí)用新型實(shí)施例1的用于BOD及好氧呼吸速率測(cè)定裝置及原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2表示本實(shí)用新型實(shí)施例1中U型通道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3表示本實(shí)用新型實(shí)施例1中光電感應(yīng)檢測(cè)裝置的方框結(jié)構(gòu)圖；圖4表示本實(shí)用新型實(shí)施例2中用于厭氧產(chǎn)氣率測(cè)定裝置及原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，將詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。
實(shí)施例1本實(shí)施例是一種用于廢水生化需氧量(簡(jiǎn)稱(chēng)BOD)、及好氧呼吸速率測(cè)定的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，圖1示出其裝置及原理結(jié)構(gòu)示意圖；該裝置設(shè)置有U型通道2，在U型通道2內(nèi)裝有可透光的密封液23，還設(shè)置有微生物培養(yǎng)瓶1，在該微生物培養(yǎng)瓶1內(nèi)裝測(cè)試樣品(如要測(cè)定的廢水樣品)和微生物菌種，該微生物培養(yǎng)瓶1的氣相與U型通道2的出口立管21的氣相相連接，而U型通道2的入口立管22的氣相與供氧壓力穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)裝置3相連接，并在所述出口立管21有密封液的部位外安裝光電感應(yīng)檢測(cè)裝置4。
具體地，所述氧氣供應(yīng)裝置3包括氧氣源31，該氧氣源31的出口分為兩條管路，一條與所述入口立管22的氣相相連接，為了使氧氣壓力保持一定，另一條管路連接壓力平衡瓶32，該壓力平衡瓶32可以是現(xiàn)有的，如圖所示，氧氣輸入管插入到壓力平衡瓶32內(nèi)的液面下，壓力平衡瓶32內(nèi)的氣相與大氣相通。當(dāng)然，也可以通過(guò)其他穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)來(lái)使氧氣供應(yīng)裝置所提供的氧氣壓力保持一定。
所述光電感應(yīng)檢測(cè)裝置4，如圖3所示的方框結(jié)構(gòu)圖，包括發(fā)光器件41，感應(yīng)器件42及信號(hào)處理設(shè)備43、信號(hào)記錄顯示設(shè)備44。其中，所述發(fā)光器件41發(fā)出的光可以是紅外線(xiàn)，激光或其他單色、復(fù)色光。該感應(yīng)器件2可以是各類(lèi)光敏元件，比如光敏二極管(型號(hào)可以是HPD731GAW)，在本例中，光敏二極管和電阻串聯(lián)后按照正常工作條件供電，當(dāng)有氣泡經(jīng)過(guò)時(shí)，氣泡使光線(xiàn)發(fā)生變化，使光敏二極管的阻值發(fā)生變化，從而使經(jīng)過(guò)該光敏二極管及串聯(lián)電阻的電流發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)該電阻兩端電壓的變化，得到具體變化的數(shù)值，從而可以判斷出氣泡通過(guò)的數(shù)量，再通過(guò)信號(hào)處理設(shè)備43即可計(jì)算出通過(guò)的氣體量，最后可以將結(jié)果輸出到信號(hào)記錄顯示設(shè)備44上。當(dāng)然，也可以通過(guò)其他方法感應(yīng)、檢測(cè)由于氣泡通過(guò)而引起的光的變化，從而可以得到通過(guò)氣泡的數(shù)量。
為了更好地檢測(cè)氣泡通過(guò)數(shù)據(jù)，所以發(fā)光器件41發(fā)出的光線(xiàn)最好通過(guò)出口立管21的軸線(xiàn)，與感應(yīng)器件42正對(duì)。
所述U型通道2的兩立管之間的連接管24由入口立管22到出口立管最好向下傾斜，以保證氣體通過(guò)時(shí)，在表面張力的作用下，氣體會(huì)形成大小均勻的氣泡。
所述密封液23可以為任何化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且難揮發(fā)的液體。以保證測(cè)量的精度。
所述U型通道2材質(zhì)可以為光線(xiàn)易透過(guò)的材質(zhì)包括各類(lèi)有機(jī)或無(wú)機(jī)玻璃，樹(shù)脂等，也可以?xún)H僅把該出口立管21裝設(shè)光電感應(yīng)檢測(cè)裝置4的部位制成透明的，允許光線(xiàn)通過(guò)，并被檢測(cè)到。
工作時(shí)，由于U型通道2內(nèi)密封液23的存在，使U型通道2兩側(cè)保持壓力平衡，隨著微生物培養(yǎng)瓶1中的微生物吸氧量增加，微生物培養(yǎng)瓶1側(cè)的壓力減小，小于氧氣供應(yīng)裝置3側(cè)的壓力，所以氧氣會(huì)沿U型通道2經(jīng)密封液23進(jìn)入微生物培養(yǎng)瓶1一側(cè)，在經(jīng)過(guò)密封液23過(guò)程中，由于兩側(cè)壓差基本相同，所以在表面張力的作用下氣體會(huì)形成大小均勻的氣泡，在圖1的實(shí)驗(yàn)條件下，氣泡是按序連貫通過(guò)U型通道的，所述的發(fā)光器件41發(fā)出的光通過(guò)U型通道出口立管21內(nèi)氣泡通過(guò)的通路，并傳到感應(yīng)器件42上，當(dāng)有氣泡通過(guò)時(shí)，感應(yīng)器件42便能感應(yīng)到光的強(qiáng)度的變化，從而記錄到氣泡的通過(guò)。因此，可以通過(guò)該裝置測(cè)定氣泡的數(shù)量，結(jié)合單個(gè)氣泡的含氣量，從而可以直接換算出所消耗的氧氣量及好氧速率。
實(shí)施例2本實(shí)施例的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，是用于厭氧產(chǎn)氣率的測(cè)定，該裝置及原理結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，設(shè)置有微生物培養(yǎng)瓶1(含測(cè)試樣品和微生物菌種)，U型通道2，內(nèi)將可透光的密封液23，光電感應(yīng)檢測(cè)裝置4。該微生物培養(yǎng)瓶1的氣相與U型通道2的入口立管22的氣相相連接，而U型通道2的出口立管21的氣相與大氣相連接，并在所述出口立管21有密封液23的部位外安裝光電感應(yīng)檢測(cè)裝置4，其他條件與實(shí)施例1相同。
工作時(shí)，由于U型通道2內(nèi)密封液23的存在，使U型通道2兩側(cè)保持壓力平衡，隨著微生物培養(yǎng)瓶1中的微生物厭氧代謝所產(chǎn)生的氣體的增加，微生物培養(yǎng)瓶1側(cè)的壓力增加，當(dāng)大于出口立管21側(cè)的壓力時(shí)，氣體會(huì)沿U型通道2經(jīng)密封液23排出大氣，在經(jīng)過(guò)密封液23過(guò)程中，由于兩側(cè)壓差基本相同，并且由于連接管24由入口立管22到出口立管向下傾斜，所以在表面張力的作用下氣體會(huì)形成大小均勻的氣泡，在圖4的實(shí)驗(yàn)條件下，氣泡是按序連貫通過(guò)U型通道的，所述的發(fā)光器件41發(fā)出的光通過(guò)U型通道出口立管21內(nèi)氣泡通過(guò)的通路，并傳到感應(yīng)器件42上，當(dāng)有氣泡通過(guò)時(shí)，感應(yīng)器件42便能感應(yīng)到光的強(qiáng)度的變化，從而記錄到氣泡的通過(guò)。因此，可以通過(guò)該裝置測(cè)定氣泡的數(shù)量，結(jié)合單個(gè)氣泡的含氣量，從而可以直接換算出所產(chǎn)生的氣體量及產(chǎn)氣速率。
實(shí)施例3其他條件與實(shí)施例1或?qū)嵤├?相同，只是為了滿(mǎn)足同時(shí)測(cè)定多個(gè)樣品的需要，設(shè)置上述多個(gè)微生物培養(yǎng)瓶及與其相連接的U型通道，在每個(gè)U型通道的出口立管外設(shè)置發(fā)光器件、感應(yīng)器件，所述多個(gè)感應(yīng)器件感應(yīng)的信號(hào)輸出端與一個(gè)或多個(gè)多通道信號(hào)處理設(shè)備、以及信號(hào)記錄顯示設(shè)備相連接?？梢岳靡陨喜⒘械亩鄠€(gè)微生物培養(yǎng)瓶、U型通道、發(fā)光器件、感應(yīng)器件，采集多組樣品的數(shù)據(jù)，再將多個(gè)感應(yīng)器件感應(yīng)的信號(hào)傳給一個(gè)或多個(gè)多通道信號(hào)處理設(shè)備、以及信號(hào)記錄顯示設(shè)備，這樣會(huì)降低成本，提高工作效率。該多通道信號(hào)處理設(shè)備是指可以同時(shí)處理多個(gè)輸入信號(hào)的設(shè)備，處理原理與一個(gè)通道的信號(hào)處理設(shè)備是相同的。
權(quán)利要求1.一種基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，設(shè)置有微生物培養(yǎng)瓶(1)，其特征在于，微生物培養(yǎng)瓶(1)的氣相與U型通道(2)相連接，在所述U型通道(2)內(nèi)裝有可透光的密封液(23)，U型通道(2)的入口立管(22)是氣體進(jìn)入端，U型通道(2)的出口立管(21)是氣體排出端，在所述出口立管(21)上可透光的、有密封液的部位外側(cè)，安裝用于檢測(cè)出口立管(21)內(nèi)氣泡通過(guò)數(shù)量的光電感應(yīng)檢測(cè)裝置(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，U型通道(2)的兩立管之間的連接管(24)由入口立管(22)到出口立管(21)向下傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，U型通道(2)或出口立管(21)是由可透光的材料制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，所述密封液(23)為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且難揮發(fā)的液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，所述光電感應(yīng)檢測(cè)裝置(4)在所述出口立管(21)一側(cè)設(shè)置發(fā)光器件(41)，在與該發(fā)光器件(41)相對(duì)的出口立管(21)的另一側(cè)設(shè)置感應(yīng)光線(xiàn)強(qiáng)度變化的感應(yīng)器件(42)，感應(yīng)器件(42)的輸出端與信號(hào)處理設(shè)備(43)相連接，信號(hào)處理設(shè)備(43)的輸出端與信號(hào)記錄顯示設(shè)備(44)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，所述發(fā)光器件(41)發(fā)出的光線(xiàn)通過(guò)出口立管(21)的軸線(xiàn)，與感應(yīng)器件(42)正對(duì)，所述感應(yīng)器件(42)是光敏元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，設(shè)置上述多個(gè)微生物培養(yǎng)瓶及與其相連接的U型通道，在每個(gè)U型通道的出口立管外設(shè)置發(fā)光器件、感應(yīng)器件，所述多個(gè)感應(yīng)器件感應(yīng)的信號(hào)輸出端與一個(gè)或多個(gè)多通道信號(hào)處理設(shè)備、以及信號(hào)記錄顯示設(shè)備相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，微生物培養(yǎng)瓶(1)的氣相與U型通道(2)的出口立管(21)的氣相相連接，而U型通道(2)的入口立管(22)的氣相與供氧壓力穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)裝置(3)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，氧氣供應(yīng)裝置(3)是設(shè)置穩(wěn)壓裝置的氧氣源(31)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，其特征在于，該微生物培養(yǎng)瓶(1)的氣相與U型通道(2)的入口立管(22)的氣相相連接，而U型通道(2)的出口立管(21)的氣相與大氣相連接。
專(zhuān)利摘要一種基于氣泡計(jì)數(shù)的微生物呼吸速率測(cè)定裝置，設(shè)置有微生物培養(yǎng)瓶(1)，微生物培養(yǎng)瓶(1)的氣相與U型通道(2)相連接，在所述U型通道(2)內(nèi)裝有可透光的密封液(23)，U型通道(2)的入口立管(22)是氣體進(jìn)入端，U型通道(2)的出口立管(21)是氣體排出端，在所述出口立管(21)上可透光的、有密封液的部位外側(cè)，安裝用于檢測(cè)出口立管(21)內(nèi)氣泡通過(guò)數(shù)量的光電感應(yīng)檢測(cè)裝置(4)。本裝置測(cè)定微生物呼吸速率范圍大，精度高，儀器性能穩(wěn)定、易保養(yǎng)，且可以一機(jī)多用。
文檔編號(hào)C12M1/34GK2883386SQ2006200046
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者朱核光 申請(qǐng)人:朱核光, 秦文華