微型個人空氣微生物採樣器的製作方法

2023-10-10 00:06:59

專利名稱：微型個人空氣微生物採樣器的製作方法
技術領域：
本發明涉及空氣微生物採樣的技術領域，尤其是涉及一種微型可攜式個人用空氣 微生物採樣器。
背景技術：
空氣中存在著各種各樣的微生物，這些微生物細菌跟我們的生活環境有著很大的 關係，微生物的採樣和分析對我們來說越來越重要。為此，國內外對空氣微生物採樣器進 行了研究，專利號為=200720005287. 2、名稱為一種手持式空氣微生物採樣器，專利號為 200720005288. 7、名稱為一種多級空氣微生物採樣器，專利號為200720140530. 1、名稱為 一種多狹縫式空氣微生物採樣器，專利號為=200820123357. 9、名稱為一種大流量空氣微 生物採樣器，專利號為=200920225914. 2、名稱為全自動微生物採樣器的中國實用新型專 利，都公開了空氣微生物採樣器。但遺憾的是現有技術中的空氣微生物採樣器僅採用交流 供電、體積大、重量重，工作人員攜帶起來很不方便，採樣地點和環境受到很大的限制，這種 傳統的採樣方式由於其採樣的局限性，不僅對實驗人員的人身安全存在很大的潛在危害， 而且不能很好的代表一個區域的微生物環境的真實結果。另一方面，現有技術中的空氣採 樣器的濾氣裝置中，過濾膜通常設置在入口處，故不能有效地過濾空氣，不能取得有效的數 據。再一個方面，現有技術中，脈動氣流對流量檢測傳感器的影響很大，會使測量結果失真。

發明內容
本發明對現有技術的缺陷進行了改進，它可由工作人員隨身攜帶、任意地點採樣， 解決了實時、智能、隨意選點採樣的問題。本發明是通過以下技術方案來實現的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於它主要是由氣路部分1、電源部分2、信 號處理部分3和機械部分4所構成；氣路部分包含有微孔濾膜裝置11、濾氣器12、流量傳 感器13、緩衝器14、雙頭隔膜泵15和溫度傳感器16 ；電源部分包含有交流供電及充電單元 21、電源開關23、充電接口 24和高能鋰電池22，所述電源開關23、充電接口 24位於採樣器 的同一個側面；信號處理部分包含有微處理器31、顯示單元33和按鈕單元34，所述微處理 器31位於採樣器內部，顯示單元24、按鈕單元34位於採樣器正面的面板上，且顯示單元24 位於按鈕單元34的上方；所述微孔濾膜裝置11主要由進氣口 111、濾膜112、出氣口 113和 支架固定接口 114組成，所述進氣口 111上部是開口的，其下部連接濾膜112，出氣口 113位 於濾膜112的下方且兩者是相通的，所述濾膜112位於微孔濾膜裝置內部，所述支架固定接 口 114位於微孔濾膜裝置的下部；機械部分主要由抽氣口 30、測溫口 32、氣容38和高能鋰 電池39組成，所述抽氣口 30、測溫口 32位於採樣器的頂部，所述氣容38和高能鋰電池39 位於採樣器內部，氣容38位於高能鋰電池39上方，高能鋰電池39位於採樣器內部的近底 面處；微孔濾膜裝置11上方的氣體入口處進入採樣氣體，微孔濾膜裝置11的底部出氣口接 到濾氣器12的抽氣口處，濾氣器12的出口處接流量傳感器13，流量傳感器13後端接緩衝 器14，緩衝器14輸出的氣體進入雙頭隔膜泵15，流量傳感器13及安裝在氣體入口處的溫
3度傳感器16採集的數據輸入到微處理器31分析，微處理器31將分析結果與由按鈕單元34 設定、並在顯示單元33顯示的值進行比較後控制雙頭隔膜泵15的轉速進行調節；所述流量 傳感器13、緩衝器14、雙頭隔膜泵15都位於採樣器內部，且流量傳感器13、雙頭隔膜泵15 都位於氣容38的上方。上述所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於所述的流量傳感器為質量流 量傳感器；用於測量採集氣流的瞬時流量。上述所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於所述的雙頭隔膜泵為大流量 和高負壓型的。上述所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於所述的交流供電及充電單元 為可拆卸的；可以僅用高能鋰電池供電，大大減輕重量。本發明的原理是這樣的儀器工作時，環境空氣經過專用的採樣頭，即微孔濾膜裝 置，含有微生物的氣溶膠經整個管路的時候駐留在採樣載體中。溫度傳感器採集所測環境 氣體的溫度，流量傳感器測量採集氣流的瞬時流量，這些傳感器將採集到的數值送到微處 理器中，微處理器根據設定的流量值和計算出的當前流量對雙頭隔膜泵的轉速進行調節， 使實際採樣的流量與設定的流量始終保持相等。由於雙頭隔膜泵工作時產生脈動會對採樣 流量產生輕微的波動，在雙頭隔膜泵和流量傳感器之間串入一個緩衝器，有效消除脈動氣 流對流量檢測傳感器的影響，使流量更平穩，達到更好的採樣效果。本發明中採用交直流供 電系統，在交流電不存在的情況下，儀器內部的高能鋰離子電池會自動給儀器供電。先進可 靠的電源管理電路使儀器很方便的進行交直流供電切換，電池一次充滿電可連續工作長達 五小時，保證用戶很方便的對環境氣溶膠進行採樣。用戶通過按鈕單元設置需要的流量值 和採樣時間等參數後，處理器啟動雙頭隔膜泵，定時讀取流量計的流量值，經過特定的折算 後，將實時流量顯示出來。如果實時流量和設置的流量不同，處理器對泵的轉速自動進行調 整，使實時顯示流量和設定的流量相等，達到設定的採樣時間後儀器自動停止採樣。在此過 程中，操作者可隨時手動停止和重新啟動採樣。本發明中，由於機內電池可以供電，更便於 攜帶。故工作人員隨身攜帶、任意地點採樣，解決了實時、智能、隨意選點採樣的問題。本發明與現有的採樣器相比，其優點在於1、本發明體積小巧，重量輕，僅為500g，可佩戴在工作人員身上，隨時監測工作人 員所接觸到的微生物種類和數量，其測試數據更有代表性。2、現有的採樣器一般都沒有自動流量控制系統，當採樣負載發生變化時，採樣流 量會發生變化，影響測量結果精度；本發明採用體積小、精度高的質量流量計，測量的流量 精度高。並且內部採用高速處理器和高精度流量和壓力傳感器，對流量進行閉環控制，使流 量準確穩定，保證了測量精度。3、現有的採樣器一般僅採用交流供電，臨時拖接電源，操作不便，在沒有交流電插 座的地方不能使用。微型個人空氣微生物採樣器採用高效率雙頭微型隔膜泵，以及先進的 電源管理系統，保證較長的工作時間，可隨時隨地的進行採樣工作。4、本發明採用專用的採樣頭，即微孔濾膜裝置來進行採樣，由於增加了濾膜，且濾 膜位於微孔濾膜裝置內部，故將採樣氣體過濾的更乾淨，採集的數據更準確。5、本發明中在雙頭隔膜泵和流量傳感器之間串入一個緩衝器，有效地消除脈動氣 流對流量檢測傳感器的影響，使流量更平穩，達到了更好的採樣效果。
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本發明具有以下有益效果易攜帶、體積小、重量輕、採集效率高、監測結果準確可罪。


圖1是本發明的原理框圖；圖2是本發明的濾氣器剖面結構示意圖；圖3是本發明的主視圖；圖4是本發明的內部結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。實施實例請參閱圖1至圖4，微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於它主要是由氣路部 分1、電源部分2、信號處理部分3和機械部分4所構成；氣路部分包含有微孔濾膜裝置11、 濾氣器12、流量傳感器13、緩衝器14、雙頭隔膜泵15和溫度傳感器16 ；電源部分包含有交 流供電及充電單元21、電源開關23、充電接口 24和高能鋰電池22，所述電源開關23、充電 接口 24位於採樣器的同一個側面；信號處理部分包含有微處理器31、顯示單元33和按鈕 單元34，所述微處理器31位於採樣器內部，顯示單元24、按鈕單元34位於採樣器正面的面 板上，且顯示單元24位於按鈕單元34的上方；所述微孔濾膜裝置11主要由進氣口 111、濾 膜112、出氣口 113和支架固定接口 114組成，所述進氣口 111上部是開口的，其下部連接濾 膜112，出氣口 113位於濾膜112的下方且兩者是相通的，所述濾膜112位於微孔濾膜裝置 內部，所述支架固定接口 114位於微孔濾膜裝置的下部；機械部分主要由抽氣口 30、測溫口 32、氣容38和高能鋰電池39組成，所述抽氣口 30、測溫口 32位於採樣器的頂部，所述氣容 38和高能鋰電池39位於採樣器內部，氣容38位於高能鋰電池39上方，高能鋰電池39位於 採樣器內部的近底面處；微孔濾膜裝置11上方的氣體入口處進入採樣氣體，微孔濾膜裝置 11的底部出氣口接到濾氣器12的抽氣口處，濾氣器12的出口處接流量傳感器13，流量傳 感器13後端接緩衝器14，緩衝器14輸出的氣體進入雙頭隔膜泵15，流量傳感器13及安裝 在氣體入口處的溫度傳感器16採集的數據輸入到微處理器31分析，微處理器31將分析結 果與由按鈕單元34設定、並在顯示單元33顯示的值進行比較後控制雙頭隔膜泵15的轉速 進行調節；所述流量傳感器13、緩衝器14、雙頭隔膜泵15都位於採樣器內部，且流量傳感器 13、雙頭隔膜泵15都位於氣容38的上方。上述所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於所述的流量傳感器為質量流 量傳感器；用於測量採集氣流的瞬時流量。上述所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於所述的雙頭隔膜泵為大流量 和高負壓型的。上述所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於所述的顯示單元為液晶屏或 LED數碼指示燈。上述所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於所述的交流供電及充電單元 為可拆卸的；可以僅用高能鋰電池供電，大大減輕重量。
本發明的原理是這樣的儀器工作時，環境空氣經過專用的採樣頭，即微孔濾膜裝 置，含有微生物的氣溶膠經整個管路的時候駐留在採樣載體中。溫度傳感器採集所測環境 氣體的溫度，流量傳感器測量採集氣流的瞬時流量，這些傳感器將採集到的數值送到微處 理器中，微處理器根據設定的流量值和計算出的當前流量對雙頭隔膜泵的轉速進行調節， 使實際採樣的流量與設定的流量始終保持相等。由於雙頭隔膜泵工作時產生脈動會對採樣 流量產生輕微的波動，在雙頭隔膜泵和流量傳感器之間串入一個緩衝器，有效消除脈動氣 流對流量檢測傳感器的影響，使流量更平穩，達到更好的採樣效果。本發明中採用交直流供 電系統，在交流電不存在的情況下，儀器內部的高能鋰離子電池會自動給儀器供電。先進可 靠的電源管理電路使儀器很方便的進行交直流供電切換，電池一次充滿電可連續工作長達 五小時，保證用戶很方便的對環境氣溶膠進行採樣。用戶通過按鈕單元設置需要的流量值 和採樣時間等參數後，處理器啟動雙頭隔膜泵，定時讀取流量計的流量值，經過特定的折算 後，將實時流量顯示出來。如果實時流量和設置的流量不同，處理器對泵的轉速自動進行調 整，使實時顯示流量和設定的流量相等，達到設定的採樣時間後儀器自動停止採樣。在此過 程中，操作者可隨時手動停止和重新啟動採樣。本發明與現有的採樣器相比，其優點在於1、本發明體積小巧，重量輕，僅為500g，可佩戴在工作人員身上，隨時監測工作人 員所接觸到的微生物種類和數量，其測試數據更有代表性。2、現有的採樣器一般都沒有自動流量控制系統，當採樣負載發生變化時，採樣流 量會發生變化，影響測量結果精度；本發明採用體積小、精度高的質量流量計，測量的流量 精度高。並且內部採用高速處理器和高精度流量和壓力傳感器，對流量進行閉環控制，使流 量準確穩定，保證了測量精度。3、現有的採樣器一般僅採用交流供電，臨時拖接電源，操作不便，在沒有交流電插 座的地方不能使用。微型個人空氣微生物採樣器採用高效率雙頭微型隔膜泵，以及先進的 電源管理系統，保證較長的工作時間，可隨時隨地的進行採樣工作。4、本發明採用專用的採樣頭，即微孔濾膜裝置來進行採樣，由於增加了濾膜，且濾 膜位於微孔濾膜裝置內部，故將採樣氣體過濾的更乾淨，採集的數據更準確。5、本發明中在雙頭隔膜泵和流量傳感器之間串入一個緩衝器，有效地消除脈動氣 流對流量檢測傳感器的影響，使流量更平穩，達到了更好的採樣效果。本發明具有以下有益效果易攜帶、體積小、重量輕、採集效率高、監測結果準確可罪。本發明可以應用於科學實驗研究等其它可以想像的多個領域。本發明不局限於上述最佳實施方式，應當理解，本發明的構思可以按其他種種形 式實施運用，它們同樣落在本發明的保護範圍內。
權利要求
微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於它主要是由氣路部分(1)、電源部分(2)、信號處理部分(3)和機械部分(4)所構成；氣路部分包含有微孔濾膜裝置(11)、濾氣器(12)、流量傳感器(13)、緩衝器(14)、雙頭隔膜泵(15)和溫度傳感器(16)；電源部分包含有交流供電及充電單元(21)、電源開關(23)、充電接口(24)和高能鋰電池(22)，所述電源開關(23)、充電接口(24)位於採樣器的同一個側面；信號處理部分包含有微處理器(31)、顯示單元(33)和按鈕單元(34)，所述微處理器(31)位於採樣器內部，顯示單元(24)、按鈕單元(34)位於採樣器正面的面板上，且顯示單元(24)位於按鈕單元(34)的上方；所述微孔濾膜裝置(11)主要由進氣口(111)、濾膜(112)、出氣口(113)和支架固定接口(114)組成，所述進氣口(111)上部是開口的，其下部連接濾膜(112)，出氣口(113)位於濾膜(112)的下方且兩者是相通的，所述濾膜(112)位於微孔濾膜裝置內部，所述支架固定接口(114)位於微孔濾膜裝置的下部；機械部分主要由抽氣口(30)、測溫口(32)、氣容(38)和高能鋰電池(39)組成，所述抽氣口(30)、測溫口(32)位於採樣器的頂部，所述氣容(38)和高能鋰電池(39)位於採樣器內部，氣容(38)位於高能鋰電池(39)上方，高能鋰電池(39)位於採樣器內部的近底面處；微孔濾膜裝置(11)上方的氣體入口處進入採樣氣體，微孔濾膜裝置(11)的底部出氣口接到濾氣器(12)的抽氣口處，濾氣器(12)的出口處接流量傳感器(13)，流量傳感器(13)後端接緩衝器(14)，緩衝器(14)輸出的氣體進入雙頭隔膜泵(15)，流量傳感器(13)及安裝在氣體入口處的溫度傳感器(16)採集的數據輸入到微處理器(31)分析，微處理器(31)將分析結果與由按鈕單元(34)設定、並在顯示單元(33)顯示的值進行比較後控制雙頭隔膜泵(15)的轉速進行調節；所述流量傳感器(13)、緩衝器(14)、雙頭隔膜泵(15)都位於採樣器內部，且流量傳感器(13)、雙頭隔膜泵(15)都位於氣容(38)的上方。
2.根據權利要求1所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在所述的流量傳感器為 用於測量採集氣流的瞬時流量的質量流量傳感器。
3.根據權利要求1所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在所述的雙頭隔膜泵為 大流量和高負壓型的。
4.根據權利要求1所述的微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在所述的顯示單元為液 晶屏或LED數碼指示燈。
全文摘要
本發明涉及空氣微生物採樣的技術領域，尤其是涉及一種微型個人空氣微生物採樣器，其特徵在於它主要是由氣路部分(1)、電源部分(2)和信號處理部分(3)和機械部分(4)所構成；所述氣路部分的採樣頭採用了微孔濾膜裝置，且濾膜位於微孔濾膜裝置的內部。本發明主要解決了目前的採樣器僅使用交流供電而導致體積大、重量重，工作人員攜帶起來很不方便，採樣地點和環境受到很大限制的問題。本發明具有以下有益效果易攜帶、體積小、重量輕、採集效率高、監測結果準確可靠。
文檔編號C12M1/34GK101974418SQ201010517630
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月24日 優先權日2010年10月24日
發明者何春雷, 李勁松, 李娜, 楊曉平, 郭亮 申請人:青島眾瑞智能儀器有限公司