一种多功能微生物培养装置的制作方法

1.本实用新型涉及微生物培养技术领域，具体是一种多功能微生物培养装置。


背景技术：

2.随着生物制药、食品工业等领域的发展，越来越多的实验室需要对微生物进行人工培养和生长特性研究。实验中，微生物需要在实验要求的特定环境中培养，例如特定的温度、湿度、氧浓度、二氧化碳浓度、光照强度等，培养一般由人工对微生物进行定时取样以观测浊度。这种取样检测的方式存在干扰微生物生长环境的风险，且一般微生物培养时间在24小时以上，需要人员长时间熬夜值守，比较费时费力。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种能够进行微生物的多条件培养与在线浓度检测的多功能微生物培养装置。
4.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多功能微生物培养装置，包括由箱门封闭的箱体，所述的箱体的外侧设置有进气泵、抽气泵和控制器，所述的箱体内设置有摇床、透明的多孔板、样品检测器、环境检测器和驱动模组，所述的摇床由摇床驱动机构驱动，所述的多孔板可拆卸地安装在所述的摇床上，所述的样品检测器由发光器、受光器和固定架组成，所述的受光器和所述的发光器上下间隔固定在所述的固定架上，所述的多孔板横穿所述的发光器和所述的受光器之间的间隙，所述的固定架与所述的驱动模组相连，所述的驱动模组用于驱动所述的固定架进行水平横向移动和水平纵向移动，所述的发光器用于发射特定波长的激光，所述的受光器用于接收穿过多孔板内单孔样品的激光、分析激光的强度并计算出单孔样品的相对浓度，所述的环境检测器用于检测所述的箱体内的气体浓度、温度和湿度，所述的控制器用于控制所述的箱体内的气体浓度、温度和湿度及装置的整体运作。
5.本实用新型培养装置的箱体内的气体浓度、温度和湿度可控、可调，能够进行微生物的多条件培养与在线浓度检测，实现无接触自动取样检测，无需科研人员熬夜值守，可大大减轻科研劳动强度，提高科研效率。
6.抽气泵用于吸出箱体内的空气，进气泵用于给箱体充入气体，气体一般选用氮气或者二氧化碳气体。如需实现箱体的低氧气浓度环境，可向箱体内充入氮气；如需实现箱体的高二氧化碳浓度环境，可向箱体内充入二氧化碳气体。
7.作为优选，所述的环境检测器包括气体传感器和温湿度传感器，所述的气体传感器和温湿度传感器用于向所述的控制器反馈所述的箱体内的气体浓度、温度和湿度。
8.作为优选，所述的驱动模组包括横向驱动模组和纵向驱动模组，所述的横向驱动模组包括第一电机以及并行设置的第一导轨和第一丝杠螺母组件，所述的纵向驱动模组包括第二电机、纵向底板以及并行设置的第二导轨和第二丝杠螺母组件，所述的第一导轨固定在所述的箱体的底板上，所述的第一丝杠螺母组件的丝杠与所述的第一电机的输出端连
接，所述的第一丝杠螺母组件的螺母固定在所述的纵向底板上，所述的纵向底板通过第一滑块可滑动地安装在所述的第一导轨上，所述的第二导轨固定在所述的纵向底板上，所述的第二导轨与所述的第一导轨呈垂直角度，所述的第二丝杠螺母组件的丝杠与所述的第二电机的输出端连接，所述的第二丝杠螺母组件的螺母固定在所述的固定架上，所述的固定架通过第二滑块可滑动地安装在所述的第二导轨上。第一电机驱动第一丝杠螺母组件，将第一丝杠的旋转运动转化成第一丝杠螺母组件的螺母的水平移动，驱动纵向底板横向移动，即可控制样品检测器的横向移动与定位。第二电机驱动第二丝杠螺母组件，将第二丝杠的旋转运动转化成第二丝杠螺母组件的螺母的水平移动，驱动固定架纵向移动，即可控制样品检测器的纵向移动与定位。通过横向驱动模组和纵向驱动模组配合，可实现样品检测器的精确定位，保证样品浓度检测结果的准确性。
9.作为优选，所述的摇床驱动机构包括两个偏心轴电机、两根偏心轴和平台板，所述的两个偏心轴电机分别直立固定在所述的箱体的底板上，所述的两个偏心轴电机的输出端分别通过转动副与所述的平台板连接，所述的多孔板可拆卸地安装在所述的平台板上。两个偏心轴电机同步旋转，可驱动两根偏心轴旋转，带动平台板随着固定的偏心距进行水平圆周摇动，从而实现对多孔板内样品的圆周振荡混匀。
10.作为优选，所述的平台板上开设有若干安装孔，所述的若干安装孔的周边分别设置有若干弹性预紧块，安装后，所述的多孔板安装于所述的安装孔并由所述的弹性预紧块压紧。
11.作为优选，所述的箱体内设置有加湿器和加热器，所述的加湿器用于向所述的箱体内提供水蒸汽，所述的加热器内置电热丝和风扇，所述的加热器用于循环加热所述的箱体内的气体。加湿器和加热器配合环境检测器，能够更好地实现箱体内部的温度和湿度控制。
12.作为优选，所述的箱体内设置有紫外灯，所述的紫外灯用于所述的箱体内部的杀菌消毒，以防止生物污染。为了防止紫外灯影响正常的微生物培养实验，紫外灯在微生物培养过程中不可开启，只允许在实验前或实验结束后打开。
13.作为优选，所述的箱体内设置有光照板，所述的光照板上均匀布置有多颗灯珠，用以产生不同颜色和不同强度的光照组合，从而满足藻类等微生物培养需要。
14.作为优选，所述的箱体由金属钣金制作而成，所述的箱体的外表面涂覆有隔热漆，所述的箱门设置在所述的箱体的顶部。将箱门设置在箱体的顶部，利于多孔板的取放。
15.作为优选，所述的箱门为塑料盖板，所述的箱体的顶部安装有门电机，所述的箱门的开合由所述的门电机驱动。在取放多孔板时，需要打开箱门到预设角度，在长时间进行微生物培养时，需要关闭箱门，以形成封闭的箱体内部培养环境。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型多功能微生物培养装置的箱体内的气体浓度、温度和湿度可控、可调，能够进行微生物的多条件培养与在线浓度检测，实现无接触自动取样检测，无需科研人员熬夜值守，可大大减轻科研劳动强度，提高科研效率。
附图说明
17.图1为实施例中多功能微生物培养装置的箱门关闭状态图；
18.图2为实施例中多功能微生物培养装置的箱门打开状态图；
19.图3为实施例中多功能微生物培养装置内部功能模块布置图；
20.图4为实施例中驱动模组的俯视图；
21.图5为实施例中摇床驱动机构的侧视图；
22.图6为实施例中样品检测器与多孔板的相对位置示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
24.实施例的多功能微生物培养装置，如图1~图6所示，包括由箱门14封闭的箱体1，箱体1的外侧设置有进气泵11、抽气泵12和控制器13，箱体1内设置有摇床2、透明的多孔板3、样品检测器、环境检测器和驱动模组，摇床2由摇床驱动机构驱动，多孔板3可拆卸地安装在摇床2上，样品检测器由发光器41、受光器42和固定架43组成，受光器42和发光器41上下间隔固定在固定架43上，多孔板3横穿发光器41和受光器42之间的间隙，固定架43与驱动模组相连，驱动模组用于驱动固定架43进行水平横向移动和水平纵向移动，发光器41用于发射特定波长的激光，受光器42用于接收穿过多孔板3内单孔样品的激光、分析激光的强度、与标准浓度的溶液对比并计算出单孔样品的相对浓度，环境检测器用于检测箱体1内的气体浓度、温度和湿度，控制器13用于控制箱体1内的气体浓度、温度和湿度及装置的整体运作。
25.本实施例中，环境检测器包括气体传感器51和温湿度传感器52，气体传感器51和温湿度传感器52用于向控制器13反馈箱体1内的气体浓度、温度和湿度。
26.本实施例中，驱动模组包括横向驱动模组和纵向驱动模组，横向驱动模组包括第一电机61以及并行设置的第一导轨62和第一丝杠螺母组件63，纵向驱动模组包括第二电机71、纵向底板72以及并行设置的第二导轨73和第二丝杠螺母组件74，第一导轨62固定在箱体1的底板上，第一丝杠螺母组件63的丝杠与第一电机61的输出端连接，第一丝杠螺母组件63的螺母固定在纵向底板72上，纵向底板72通过第一滑块75可滑动地安装在第一导轨62上，第二导轨73固定在纵向底板72上，第二导轨73与第一导轨62呈垂直角度，第二丝杠螺母组件74的丝杠与第二电机71的输出端连接，第二丝杠螺母组件74的螺母固定在固定架43上，固定架43通过第二滑块44可滑动地安装在第二导轨73上。
27.本实施例中，摇床驱动机构包括两个偏心轴电机81、两根偏心轴82和平台板83，两个偏心轴电机81分别直立固定在箱体1的底板上，两个偏心轴电机81的输出端分别通过转动副与平台板83连接，多孔板3可拆卸地安装在平台板83上，具体地，平台板83上开设有两个安装孔84，两个安装孔84的周边分别设置有若干弹性预紧块85，安装后，两块多孔板3安装于安装孔84并由弹性预紧块85压紧，本实施例中，弹性预紧块85采用橡胶材质。
28.本实施例中，箱体1内设置有加湿器91、加热器92、紫外灯93和光照板94，加湿器91用于向箱体1内提供水蒸汽，加热器92内置电热丝和风扇，加热器92用于循环加热箱体1内的气体，紫外灯93用于箱体1内部的杀菌消毒。光照板94上均匀布置有72颗灯珠95，灯珠95采用四色led灯（红光、绿光、蓝光、白光），用以产生不同颜色和不同强度的光照组合。
29.本实施例中，箱体1由金属钣金制作而成，箱体1的外表面涂覆有隔热漆，箱门14设置在箱体1的顶部。箱门14为塑料盖板，箱体1的顶部安装有门电机15，箱门14的开合由门电机15驱动。多孔板3上分布有多个圆孔，每个圆孔底部封闭、上端开口，具有一定的直径和深
度，可容纳一定量的微生物样品溶液。
30.抽气泵12用于吸出箱体1内的空气，进气泵11用于给箱体1充入气体，气体一般选用氮气或者二氧化碳气体。如需实现箱体1的低氧气浓度环境，可向箱体1内充入氮气；如需实现箱体1的高二氧化碳浓度环境，可向箱体1内充入二氧化碳气体。
31.气体传感器51用于检测箱体1内的氧气浓度和二氧化碳浓度，氧气浓度检测范围为0%~20%、检测分辨度为0.01%，二氧化碳浓度检测范围为0%~50%、检测分辨率为0.01%。温湿度传感器52用于检测箱体1内的气体温度和湿度，气体温度检测范围为0~80摄氏度、检测分辨率为0.1摄氏度，湿度检测范围为rh 0%~100%、检测分辨率为0.1%。
32.上述多功能微生物培养装置可实现不同气体浓度、不同温度、不同湿度、不同光照、摇床2等多种条件下的微生物培养及在线浓度检测，实现无接触自动取样检测，无需科研人员熬夜值守，可大大减轻科研劳动强度，提高科研效率。