专利名称：基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微生物呼吸速率测定装置，特别涉及一种基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置。
背景技术：
现有成熟的好氧呼吸速率测定，都是基于在密闭的微生物培养瓶中，由于微生物的呼吸作用而导致的溶解氧或者压力的变化。通过使用溶解氧探头(溶解氧传感器)或者压力探头(压力传感器)，记录这一变化，而达到测定的目的。这些方法的不足之处在于1只能测定好氧呼吸速率在一定值范围内的样品，超出允许值范围的样品必须稀释才能进行，2受传感器的精度制约，测定的精度相对较低，3由于传感器直接或间接地与测试样品接触，其性能较易受到试样理化性质的影响，同时给传感器的校准带来困难，4传感器在维护保养方面要求高。
发明内容
本实用新型解决了现有利用测定溶解氧或压力的变化来测定微生物呼吸速率的装置中所存在的技术问题，提供了一种基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，设置有微生物培养瓶，微生物培养瓶的气相与U型通道相连接，在所述U型通道内装有可透光的密封液，U型通道的入口立管是气体进入端，U型通道的出口立管是气体排出端，在所述出口立管上可透光的、有密封液的部位外侧，安装用于检测出口立管内气泡通过数量的光电感应检测装置。
作为以上技术方案的优选方案U型通道的两立管之间的连接管由入口立管到出口立管向下倾斜。
作为以上技术方案的优选方案U型通道或出口立管是由可透光的材料制成的。
作为以上技术方案的优选方案所述密封液为化学性质稳定且难挥发的液体。
作为以上技术方案的优选方案所述光电感应检测装置在所述出口立管一侧设置发光器件，在与该发光器件相对的出口立管的另一侧设置感应光线强度变化的感应器件，感应器件的输出端与信号处理设备、信号记录显示设备相连接。
作为以上技术方案的优选方案所述发光器件发出的光线通过出口立管的轴线，与感应器件正对。
作为以上技术方案的优选方案所述光电感应检测装置在所述出口立管一侧设置发光器件，在与该发光器件相对的出口立管的另一侧设置感应光线强度变化的感应器件，感应器件的输出端与信号处理设备相连接，信号处理设备的输出端与信号记录显示设备相连接。
作为以上技术方案的优选方案该微生物培养瓶的气相与U型通道的出口立管的气相相连接，而U型通道的入口立管的气相与供氧压力稳定的氧气供应装置相连接。
作为以上技术方案的优选方案氧气供应装置是设置稳压装置的氧气源。
作为以上技术方案的优选方案该微生物培养瓶的气相与U型通道的入口立管的气相相连接，而U型通道的出口立管的气相与大气相连接。
本实用新型的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置的有益效果是测定微生物呼吸速率范围大，精度高；且由于光电感应装置不和试样有任何接触，因此，它的维护保养变得简单易行，性能可以维持长时间的稳定。监测的精度和灵敏度可以提高到单个气泡变化(几个毫升)的范围内，所测量精度高。
本实用新型的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置通过改变U型通道的方向，直接用于废水生化需氧量(简称BOD)、活性污泥和土壤的好氧呼吸速率，微生物厌氧产气率，以及其它与其相关的指标及参量的测定，达到一机多用的目的。
图1表示本实用新型实施例1的用于BOD及好氧呼吸速率测定装置及原理结构示意图；图2表示本实用新型实施例1中U型通道的结构示意图；图3表示本实用新型实施例1中光电感应检测装置的方框结构图；图4表示本实用新型实施例2中用于厌氧产气率测定装置及原理结构示意图。
具体实施方式
参照附图，将详细叙述本实用新型的具体实施方式
。
实施例1本实施例是一种用于废水生化需氧量(简称BOD)、及好氧呼吸速率测定的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，图1示出其装置及原理结构示意图；该装置设置有U型通道2，在U型通道2内装有可透光的密封液23，还设置有微生物培养瓶1，在该微生物培养瓶1内装测试样品(如要测定的废水样品)和微生物菌种，该微生物培养瓶1的气相与U型通道2的出口立管21的气相相连接，而U型通道2的入口立管22的气相与供氧压力稳定的氧气供应装置3相连接，并在所述出口立管21有密封液的部位外安装光电感应检测装置4。
具体地，所述氧气供应装置3包括氧气源31，该氧气源31的出口分为两条管路，一条与所述入口立管22的气相相连接，为了使氧气压力保持一定，另一条管路连接压力平衡瓶32，该压力平衡瓶32可以是现有的，如图所示，氧气输入管插入到压力平衡瓶32内的液面下，压力平衡瓶32内的气相与大气相通。当然，也可以通过其他稳压结构来使氧气供应装置所提供的氧气压力保持一定。
所述光电感应检测装置4，如图3所示的方框结构图，包括发光器件41，感应器件42及信号处理设备43、信号记录显示设备44。其中，所述发光器件41发出的光可以是红外线，激光或其他单色、复色光。该感应器件2可以是各类光敏元件，比如光敏二极管(型号可以是HPD731GAW)，在本例中，光敏二极管和电阻串联后按照正常工作条件供电，当有气泡经过时，气泡使光线发生变化，使光敏二极管的阻值发生变化，从而使经过该光敏二极管及串联电阻的电流发生变化，通过检测该电阻两端电压的变化，得到具体变化的数值，从而可以判断出气泡通过的数量，再通过信号处理设备43即可计算出通过的气体量，最后可以将结果输出到信号记录显示设备44上。当然，也可以通过其他方法感应、检测由于气泡通过而引起的光的变化，从而可以得到通过气泡的数量。
为了更好地检测气泡通过数据，所以发光器件41发出的光线最好通过出口立管21的轴线，与感应器件42正对。
所述U型通道2的两立管之间的连接管24由入口立管22到出口立管最好向下倾斜，以保证气体通过时，在表面张力的作用下，气体会形成大小均匀的气泡。
所述密封液23可以为任何化学性质稳定且难挥发的液体。以保证测量的精度。
所述U型通道2材质可以为光线易透过的材质包括各类有机或无机玻璃，树脂等，也可以仅仅把该出口立管21装设光电感应检测装置4的部位制成透明的，允许光线通过，并被检测到。
工作时，由于U型通道2内密封液23的存在，使U型通道2两侧保持压力平衡，随着微生物培养瓶1中的微生物吸氧量增加，微生物培养瓶1侧的压力减小，小于氧气供应装置3侧的压力，所以氧气会沿U型通道2经密封液23进入微生物培养瓶1一侧，在经过密封液23过程中，由于两侧压差基本相同，所以在表面张力的作用下气体会形成大小均匀的气泡，在图1的实验条件下，气泡是按序连贯通过U型通道的，所述的发光器件41发出的光通过U型通道出口立管21内气泡通过的通路，并传到感应器件42上，当有气泡通过时，感应器件42便能感应到光的强度的变化，从而记录到气泡的通过。因此，可以通过该装置测定气泡的数量，结合单个气泡的含气量，从而可以直接换算出所消耗的氧气量及好氧速率。
实施例2本实施例的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，是用于厌氧产气率的测定，该装置及原理结构示意图如图4所示，设置有微生物培养瓶1(含测试样品和微生物菌种)，U型通道2，内将可透光的密封液23，光电感应检测装置4。该微生物培养瓶1的气相与U型通道2的入口立管22的气相相连接，而U型通道2的出口立管21的气相与大气相连接，并在所述出口立管21有密封液23的部位外安装光电感应检测装置4，其他条件与实施例1相同。
工作时，由于U型通道2内密封液23的存在，使U型通道2两侧保持压力平衡，随着微生物培养瓶1中的微生物厌氧代谢所产生的气体的增加，微生物培养瓶1侧的压力增加，当大于出口立管21侧的压力时，气体会沿U型通道2经密封液23排出大气，在经过密封液23过程中，由于两侧压差基本相同，并且由于连接管24由入口立管22到出口立管向下倾斜，所以在表面张力的作用下气体会形成大小均匀的气泡，在图4的实验条件下，气泡是按序连贯通过U型通道的，所述的发光器件41发出的光通过U型通道出口立管21内气泡通过的通路，并传到感应器件42上，当有气泡通过时，感应器件42便能感应到光的强度的变化，从而记录到气泡的通过。因此，可以通过该装置测定气泡的数量，结合单个气泡的含气量，从而可以直接换算出所产生的气体量及产气速率。
实施例3其他条件与实施例1或实施例2相同，只是为了满足同时测定多个样品的需要，设置上述多个微生物培养瓶及与其相连接的U型通道，在每个U型通道的出口立管外设置发光器件、感应器件，所述多个感应器件感应的信号输出端与一个或多个多通道信号处理设备、以及信号记录显示设备相连接。可以利用以上并列的多个微生物培养瓶、U型通道、发光器件、感应器件，采集多组样品的数据，再将多个感应器件感应的信号传给一个或多个多通道信号处理设备、以及信号记录显示设备，这样会降低成本，提高工作效率。该多通道信号处理设备是指可以同时处理多个输入信号的设备，处理原理与一个通道的信号处理设备是相同的。
权利要求1.一种基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，设置有微生物培养瓶(1)，其特征在于，微生物培养瓶(1)的气相与U型通道(2)相连接，在所述U型通道(2)内装有可透光的密封液(23)，U型通道(2)的入口立管(22)是气体进入端，U型通道(2)的出口立管(21)是气体排出端，在所述出口立管(21)上可透光的、有密封液的部位外侧，安装用于检测出口立管(21)内气泡通过数量的光电感应检测装置(4)。
2.根据权利要求1所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，U型通道(2)的两立管之间的连接管(24)由入口立管(22)到出口立管(21)向下倾斜。
3.根据权利要求2所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，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.根据权利要求2所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，所述密封液(23)为化学性质稳定且难挥发的液体。
5.根据权利要求2所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，所述光电感应检测装置(4)在所述出口立管(21)一侧设置发光器件(41)，在与该发光器件(41)相对的出口立管(21)的另一侧设置感应光线强度变化的感应器件(42)，感应器件(42)的输出端与信号处理设备(43)相连接，信号处理设备(43)的输出端与信号记录显示设备(44)相连接。
6.根据权利要求5所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，所述发光器件(41)发出的光线通过出口立管(21)的轴线，与感应器件(42)正对，所述感应器件(42)是光敏元件。
7.根据权利要求5所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，设置上述多个微生物培养瓶及与其相连接的U型通道，在每个U型通道的出口立管外设置发光器件、感应器件，所述多个感应器件感应的信号输出端与一个或多个多通道信号处理设备、以及信号记录显示设备相连接。
8.根据权利要求1至7任一所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，微生物培养瓶(1)的气相与U型通道(2)的出口立管(21)的气相相连接，而U型通道(2)的入口立管(22)的气相与供氧压力稳定的氧气供应装置(3)相连接。
9.根据权利要求8所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，氧气供应装置(3)是设置稳压装置的氧气源(31)。
10.根据权利要求1至7任一所述的基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，其特征在于，该微生物培养瓶(1)的气相与U型通道(2)的入口立管(22)的气相相连接，而U型通道(2)的出口立管(21)的气相与大气相连接。
专利摘要一种基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，设置有微生物培养瓶(1)，微生物培养瓶(1)的气相与U型通道(2)相连接，在所述U型通道(2)内装有可透光的密封液(23)，U型通道(2)的入口立管(22)是气体进入端，U型通道(2)的出口立管(21)是气体排出端，在所述出口立管(21)上可透光的、有密封液的部位外侧，安装用于检测出口立管(21)内气泡通过数量的光电感应检测装置(4)。本装置测定微生物呼吸速率范围大，精度高，仪器性能稳定、易保养，且可以一机多用。
文档编号C12M1/34GK2883386SQ2006200046
公开日2007年3月28日 申请日期2006年3月24日 优先权日2006年3月24日
发明者朱核光 申请人:朱核光, 秦文华