專利名稱：水質(zhì)綜合生物毒性在線自動(dòng)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種水資源保護(hù)以及水質(zhì)環(huán)保監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是一種水質(zhì)綜合生物 毒性在線自動(dòng)分析儀。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的需要，解決生物毒性監(jiān)測(cè)存在的繁瑣、費(fèi)時(shí)、費(fèi)用高及重復(fù)性 和靈敏度等方面的問(wèn)題。國(guó)外一直在不斷研究改進(jìn)生物毒性的測(cè)試方法，使其快速、靈 敏、經(jīng)濟(jì)易行。從六十年代中期開始研究用發(fā)光細(xì)菌監(jiān)測(cè)環(huán)境污染，到七十年代發(fā)展成 為比較成熟的測(cè)試技術(shù)。以美國(guó)、英國(guó)、蘇聯(lián)、日本、澳大利亞等國(guó)家的學(xué)者研究應(yīng)用 較多，有的項(xiàng)目已經(jīng)申請(qǐng)了專利，八十年代以來(lái)美國(guó)的貝克曼儀器公司在這方面的研究 取得了突破性的進(jìn)展。他們研制了專門的測(cè)試儀器和發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)配套，在應(yīng)用發(fā)光細(xì) 菌法測(cè)定有毒物質(zhì)的生物毒性方面作了許多成功的研究。使得此法得到很快發(fā)展的推廣。 近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)發(fā)光細(xì)菌的研究和應(yīng)用做了大量工作，研制生產(chǎn)了專門的測(cè)試儀器， 建立了發(fā)光細(xì)菌法生物毒性測(cè)試系統(tǒng)(LB系統(tǒng))，為發(fā)光菌毒性監(jiān)測(cè)在我國(guó)的推廣應(yīng)用 打下了基礎(chǔ)。
但是上述以往利用發(fā)光細(xì)菌制作的測(cè)試儀器存在以下一些問(wèn)題如貝克曼公司生產(chǎn) 的專門的測(cè)試儀器和發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)配套，但屬于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用，價(jià)格高昂且對(duì)環(huán)境的要 求過(guò)于苛刻。北美儀器生產(chǎn)的在線自動(dòng)分析采用的是COD和BOD方法，也只停留在實(shí)驗(yàn) 室使用的底層上。國(guó)內(nèi)華東師范大學(xué)生物系和南京晶體管廠曾生產(chǎn)出利用發(fā)光細(xì)菌制作 的測(cè)試儀器，但它是屬于手動(dòng)取樣，人工讀取數(shù)據(jù)、斷續(xù)性測(cè)試方式，非在線式的只能 在實(shí)驗(yàn)室連同冷凍設(shè)備組合工作。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生毒理學(xué)教研室曾報(bào) 道生產(chǎn)急性毒性發(fā)光細(xì)菌傳感器和急性毒性快速測(cè)試儀，設(shè)計(jì)一種用明亮發(fā)光桿菌與硅 光二極管組成的急性毒性細(xì)菌發(fā)光傳感器和流通式微機(jī)化快速測(cè)定環(huán)境污染物急性毒性 測(cè)定儀，只能實(shí)現(xiàn)定性測(cè)試的目的，不能實(shí)現(xiàn)在線測(cè)試功能和對(duì)比濃度分析試驗(yàn)判斷污 水的毒性等級(jí)。沈陽(yáng)七彩科技工程公司研制生產(chǎn)的CTOZF-I型城市污水生物毒性在線自 動(dòng)分析儀(專利號(hào)為2004100213555)具有現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)試和對(duì)抗惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，特別適 用于城市污水生物綜合毒性的檢測(cè)，但它存在如下的不足和缺點(diǎn)
1、 CWDZF-I型在線分析儀由于沒(méi)有在線活化裝置，因此每一次檢測(cè)所需要的發(fā)光菌 都是事先活化好后，再注入到儀器中，因?yàn)榫膲勖怯邢薜?，最長(zhǎng)壽命是117小時(shí)，所以連續(xù)測(cè)試不需要人為干預(yù)的時(shí)間最長(zhǎng)就是5天，根據(jù)發(fā)光菌生命曲線探測(cè)結(jié)果表明， 發(fā)光菌最好的發(fā)光時(shí)間是活化開始20小時(shí)到36小時(shí)這段時(shí)間，CWDZF- I型分析儀沒(méi)有 解決最佳生命周期和盡可能延長(zhǎng)連續(xù)檢測(cè)的問(wèn)題。
2、 CWDZF-I型在線分析儀管路使用醫(yī)用導(dǎo)管和醫(yī)用容器瓶，利用吊鹽水的原理實(shí)現(xiàn) 發(fā)光菌的注入，會(huì)出現(xiàn)在管道內(nèi)部出現(xiàn)其他細(xì)菌而與發(fā)光菌爭(zhēng)資源的問(wèn)題。從而影響檢 測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3、 CWDZF-I型在線分析儀原來(lái)只具有一個(gè)溫區(qū)，不能很好保證發(fā)光菌的活性處于最 佳狀態(tài)，所以測(cè)試過(guò)程中的發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度不足，影響檢測(cè)質(zhì)量。
4、 CWDZF-I型在線分析儀原來(lái)測(cè)試單元采用上下移動(dòng)光電倍增管的電機(jī)等結(jié)構(gòu)，使 得測(cè)試單元轉(zhuǎn)動(dòng)與光電倍增管上下移動(dòng)共同存在，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，每個(gè)測(cè)試試管被測(cè)到的 數(shù)據(jù)少。
5、 CWDZF-I型在線分析儀的測(cè)試單元轉(zhuǎn)動(dòng)后，向試管內(nèi)注入液體不易準(zhǔn)確，特別是 當(dāng)光電倍增管的頭與試管不直接對(duì)應(yīng)，由于光電倍增管電機(jī)的上下移動(dòng)，會(huì)損害光電倍 增管。影響檢測(cè)的可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的旨在解決上述的問(wèn)題，提供一種水質(zhì)綜合生物毒性在線自動(dòng)分析 儀器，實(shí)現(xiàn)測(cè)試用發(fā)光桿菌在儀器內(nèi)的冷凍保存和在線活化，保證發(fā)光菌的活性處于最 佳狀態(tài)，不需要人為干預(yù)可自動(dòng)檢測(cè)毒性延長(zhǎng)到20天，測(cè)試時(shí)間短，數(shù)據(jù)采集多，檢測(cè) 的可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。
本實(shí)用新型提供的在線自動(dòng)分析儀器它包括儀器殼體、連接電控裝置的操作面板、 連接流量控制管路的緩沖液儲(chǔ)存罐、帶流量控制閥的清洗管、連接流量控制管路的待測(cè) 液缸、以及設(shè)置有旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸、暗箱和試管的精密測(cè)試裝置，其特征是殼體內(nèi)腔設(shè)置0 'C 4'C溫區(qū)和20'C 25'C溫區(qū)，0'C 4-C溫區(qū)內(nèi)裝有冷凝管，外接氣體壓縮機(jī)，20°C 25'C溫區(qū)內(nèi)裝有電熱件，在兩個(gè)溫區(qū)內(nèi)設(shè)置溫度采集元件，溫度采集元件連接電控裝置 的單片機(jī)CPU;在0'C 4'C溫區(qū)內(nèi)設(shè)置緩沖液槽、兩套凍干粉儲(chǔ)存定量控制裝置、營(yíng)養(yǎng) 液儲(chǔ)存器；20'C 25'C溫區(qū)內(nèi)設(shè)置兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜、活化發(fā)光菌儲(chǔ)存罐、緩沖液 儲(chǔ)存罐、待測(cè)液缸和精密測(cè)試裝置；其中，緩沖液槽通過(guò)流量控制管路連接緩沖液儲(chǔ)存 罐，緩沖液儲(chǔ)存罐通過(guò)流量控制輸出管連接兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜，兩套凍干粉儲(chǔ)存定 量控制裝置分別通過(guò)管路連接對(duì)應(yīng)的發(fā)光菌活化反應(yīng)釜，兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜通過(guò)流 量控制管路共接活化發(fā)光菌儲(chǔ)存罐，營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存器通過(guò)流量控制管路連接發(fā)光菌活化反 應(yīng)釜；精密測(cè)試裝置的暗箱內(nèi)組裝旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸，旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸連接定位電機(jī)，與旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸固接的圓盤上組裝數(shù)個(gè)試管，各試管下端分別連接帶電磁閥的排放管；各流量控制管道穿過(guò) 暗箱蓋分別連接發(fā)光菌活化儲(chǔ)存罐、緩沖液儲(chǔ)存罐、待測(cè)液缸和清水管；在暗箱壁與試 管組定位圓環(huán)上分別設(shè)置光電霍爾開關(guān)和配套磁鐵，在試管的旁側(cè)設(shè)置光電倍增管。
上述凍千粉儲(chǔ)存、定量控制裝置設(shè)置帶漏孔的定盤，定盤的上面組裝由定位電機(jī)帶 動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤設(shè)置多個(gè)凍干粉儲(chǔ)存孔洞。
在儀器殼體內(nèi)腔上部組裝紫光燈。 本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 實(shí)現(xiàn)了發(fā)光菌在線活化，從而解決了掌握發(fā)光菌最佳生命周期和盡可能延長(zhǎng)連續(xù) 檢測(cè)的問(wèn)題。提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2、 本實(shí)用新型在更換凍干粉前殺菌，并在活化流程管路加正壓，實(shí)現(xiàn)殺除其他細(xì)菌 的目的，保證發(fā)光桿菌順利活化并保持較好生存狀態(tài)。
3、 設(shè)置兩個(gè)溫區(qū)的設(shè)計(jì)既解決了長(zhǎng)久保存、在線活化，也可以保證發(fā)光菌的活性處 于最佳狀態(tài)，不需要人為干預(yù)可自動(dòng)檢測(cè)毒性延長(zhǎng)到20天。
4、 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)光電倍增管固定，只是轉(zhuǎn)動(dòng)試管組，測(cè)試時(shí)間短、數(shù)據(jù)采集多， 減少主要器件出現(xiàn)故障的可能性。
5、 本實(shí)用新型設(shè)置定位裝置，可以保證檢測(cè)速度較高情況下仍可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試單元各 試管與緩沖液、發(fā)光菌、待測(cè)水、清水管接頭的一一對(duì)應(yīng)，與光電倍增管的位置也是一 一對(duì)應(yīng)，保證檢測(cè)的可靠性。
6、 能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)綜合生物毒性在線檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方面，自動(dòng)化程度高，連續(xù) 性好、所以能夠得到合理的性能價(jià)格比。
7、 能適用于較惡劣環(huán)境的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，利用它可以作為單機(jī)使用，也可以充當(dāng)監(jiān) 測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的前端產(chǎn)品。適用于水資源保護(hù)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物、環(huán)保、石油化工等場(chǎng) 所用帶計(jì)量的在線監(jiān)測(cè)或分析儀器。


圖1是本實(shí)用新型的儀器總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是凍干粉儲(chǔ)存、定量控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是精密測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖3的A—A的剖視圖。 圖5是本實(shí)用新型的儀器正面面板示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖1—4，本實(shí)用新型提供的在線自動(dòng)分析儀器具體結(jié)構(gòu)如下在儀器殼體28內(nèi)腔設(shè)置隔斷的0。C 4。C溫區(qū)和的20。C 25。C溫區(qū)，0'C 4。C溫區(qū) 應(yīng)用冰箱原理在內(nèi)壁上裝有冷凝管32，外接氣體壓縮機(jī)。20'C 25'C溫區(qū)內(nèi)裝有電熱 管18，實(shí)現(xiàn)加熱功能。在兩個(gè)溫區(qū)內(nèi)分別設(shè)置溫度采集元件，即在0'C 4'C溫區(qū)內(nèi)裝有 溫度采集板22，在2(TC 25。C溫區(qū)內(nèi)裝有溫度采集板11。溫度采集元件連接電控裝置的 單片機(jī)CPU;通過(guò)單片機(jī)CPU檢測(cè)兩個(gè)溫區(qū)的溫度，與控制溫度比較，需要升溫就通電電 熱管，需要降溫就啟動(dòng)壓縮機(jī)。釆集這兩處溫度的目的是為控制這兩處溫度處于某個(gè)定 值做準(zhǔn)備，這樣可以使儀器中的溫度環(huán)境適合發(fā)光菌生存。
在O'C 4'C溫區(qū)內(nèi)的設(shè)置在儀器殼體內(nèi)腔的上部安裝有緩沖液槽27和紫外燈26; 緩沖液槽27通過(guò)帶電磁閥的流量控制管路29連接緩沖液儲(chǔ)存罐25，緩沖液槽27存儲(chǔ)緩 沖液可供系統(tǒng)使用10天左右，緩沖液儲(chǔ)存罐25通過(guò)緩沖液流量控制管路9將緩沖液滴 進(jìn)測(cè)試部分的試管內(nèi)。在儀器殼體內(nèi)的上部設(shè)置兩套凍干粉儲(chǔ)存、定量控制裝置，見圖2， 每套儲(chǔ)存、定量控制裝置設(shè)置有帶漏孔的定盤34，定盤34上有一個(gè)與凍干粉管路19(36) 連通的漏孔，凍干粉管路19 (36)另一端連至發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15 (37)。定盤34的上 面組裝由定位電機(jī)21帶動(dòng)的轉(zhuǎn)盤33，轉(zhuǎn)動(dòng)定位電機(jī)21可以控制轉(zhuǎn)盤33的定位。轉(zhuǎn)盤 33上有8個(gè)存儲(chǔ)凍干粉的孔洞23。在轉(zhuǎn)盤33上面通過(guò)連接件固定密封蓋31。初始狀態(tài) 時(shí)轉(zhuǎn)盤33上的存儲(chǔ)孔洞23和定盤33上的漏孔錯(cuò)開，每次在線活化時(shí)定位電機(jī)21會(huì)順 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度使轉(zhuǎn)盤33上的下一個(gè)存儲(chǔ)孔洞對(duì)準(zhǔn)定盤34上的漏孔，使一份凍干粉 通過(guò)凍干粉管路19 (36)滑落到發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15 (37)中。在該溫區(qū)內(nèi)還設(shè)置營(yíng)養(yǎng) 液儲(chǔ)存器30，營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存器30通過(guò)帶電磁閥的流量控制管路20連接20'C 25'C溫區(qū)內(nèi) 的兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15、 37。每次活化前控制系統(tǒng)會(huì)打開流量控制電磁閥向活化釜 15 (37)中添加定量的營(yíng)養(yǎng)液。緩沖液儲(chǔ)存罐25通過(guò)帶電磁閥的流量控制管路17連接 兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15和37，每次活化前控制系統(tǒng)打開流量控制電磁閥向活化反應(yīng)釜 15 (37)添加定量的緩沖液。
2(TC 25'C溫區(qū)內(nèi)的設(shè)置在儀器殼體內(nèi)的中部安裝兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15和 37，發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15和37內(nèi)分別組裝由電機(jī)35帶動(dòng)的攪拌器16。攪拌活化反應(yīng)釜 中的菌液使其混合均勻。兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15和37的下端分別通過(guò)帶電磁閥的流 量控制管路13、 14連接一個(gè)發(fā)光菌儲(chǔ)存罐12。當(dāng)菌液活化好后，系統(tǒng)會(huì)打開活化釜15 (37)下側(cè)流量電磁閥把活化好的菌液釋放到活化后發(fā)光菌存儲(chǔ)罐12中用于測(cè)試。該溫 區(qū)還設(shè)置待測(cè)液缸40，待測(cè)液缸40設(shè)置帶電磁閥的待測(cè)液管45，通過(guò)待測(cè)液管45將待 測(cè)液滴進(jìn)測(cè)試部分的試管中。同時(shí)還設(shè)置帶電磁閥的清水管44。在儀器殼體內(nèi)的下部安 裝精密測(cè)試裝置，精密測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)見圖l、圖3、圖4,暗箱51內(nèi)組裝旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸46，旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸46連接定位電機(jī)42，旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸46固接圓盤49，圓盤49上沿圓周均布組裝六 個(gè)試管，各試管下端分別連接帶電磁閥4的排放管2，各試管下端的電磁閥4和排放管2 固定連接在圓環(huán)3上。各流量控制管路穿過(guò)暗箱蓋43分別連接發(fā)光菌活化儲(chǔ)存罐12、緩 沖液儲(chǔ)存器25、待測(cè)液缸40和清水管44;在暗箱壁與試管組定位圓環(huán)上分別設(shè)置光電 霍爾開關(guān)52和配套磁鐵5,在試管的旁側(cè)設(shè)置光電倍增管50。
在系統(tǒng)中設(shè)置壓縮空氣輸入管39，向緩沖液儲(chǔ)存罐25、營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存器30、兩個(gè)發(fā)光 菌活化反應(yīng)釜15和37、發(fā)光菌存儲(chǔ)罐12和與其連接的流量傳輸控制管道內(nèi)施加1 2Kg 的壓力，以提供防止活化過(guò)程中外界細(xì)菌的侵入。
活化部分主要包括凍干粉儲(chǔ)存、定量控制裝置、發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15和37、營(yíng)養(yǎng) 液儲(chǔ)存器30、緩沖液儲(chǔ)存罐25、活化后發(fā)光菌存儲(chǔ)罐12、溫度采集部件和相應(yīng)的管路及 電磁閥。
測(cè)試部分主要包括、旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸46、測(cè)試用試管組、光電倍增管50、待測(cè)液缸40和光 電霍爾開關(guān)。
見圖5，本實(shí)用新型儀器正面面板設(shè)置電源開關(guān)58、紫外線燈開關(guān)59、液晶顯示屏60、 按鍵61、以及待測(cè)液溢流管出口55、待測(cè)液輸入管接口56、壓縮空氣輸入管接口57、清 水輸入管接口62。
本實(shí)用新型提供的在線自動(dòng)分析儀器的使用方法如下-系統(tǒng)的在線活化過(guò)程如下
1、 紫外燈26在每次活化前開啟半小時(shí)左右用于對(duì)活化部分容器、設(shè)備和殼體上側(cè)空 間進(jìn)行殺菌處理，以利于發(fā)光菌的生長(zhǎng)。
2、 在線活化開始前打開流量控制電磁閥向緩沖液罐25中添加一定量的緩沖液。測(cè)試 時(shí)通過(guò)流量控制電磁閥向試管中添加定量的緩沖液。緩沖液主要是補(bǔ)充容器內(nèi)液體體積， 以達(dá)到不同濃度的目的，緩沖液對(duì)發(fā)光桿菌的發(fā)光強(qiáng)度沒(méi)有影響。
3、 啟動(dòng)控制裝置，將儲(chǔ)存活性發(fā)光菌凍干粉的溫區(qū)控制在(TC 4'C，將儀器內(nèi)另一 溫區(qū)保持在20。C 25。C。
4、 通過(guò)凍干粉定量控制裝置控制將凍干粉以一定量值，通過(guò)凍干粉管路19注入到第 一個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜15中，同時(shí)將一定量值的營(yíng)養(yǎng)液和一定量值的緩沖液注入到該發(fā) 光菌活化反應(yīng)釜中，控制攪拌電機(jī)定時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，在適宜的溫度20'C 25'C下，開始活化反 應(yīng)釜中的菌液活化。
5、 16小時(shí)后通過(guò)凍干粉定量控制裝置控制將凍干粉以一定量值，通過(guò)凍干粉管路19 注入到第二個(gè)活化反應(yīng)釜37中，同時(shí)將一定量值的營(yíng)養(yǎng)液和一定量值的緩沖液注入到該發(fā)光菌活化反應(yīng)釜中，控制攪拌電機(jī)定時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，在適宜的溫度20'C 25'C下，開始活化 反應(yīng)釜中的菌液活化。
6、 再經(jīng)過(guò)4小時(shí)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)活化反應(yīng)釜15中菌液活化20小時(shí)后，將其釋放到活化后 發(fā)光菌存儲(chǔ)罐12中以備測(cè)試使用。
7、 再經(jīng)過(guò)12小時(shí)后向第一個(gè)活化反應(yīng)釜15中添加原料重復(fù)作菌液活化。
8、 再過(guò)4小時(shí)當(dāng)?shù)诙€(gè)活化反應(yīng)釜37中菌液活化20小時(shí)后，將其中菌液釋放到活化 后發(fā)光菌存儲(chǔ)罐12中。
9、 再過(guò)12小時(shí)向第二個(gè)活化釜37添加定量的凍干粉、緩沖液和營(yíng)養(yǎng)液等原料重復(fù)作 活化反應(yīng)釜37中的菌液活化。
兩個(gè)活化反應(yīng)釜交替重復(fù)上述活化程序，以32小時(shí)為周期交替對(duì)兩個(gè)活化釜做添加 原料和釋放菌液的操作即可。
系統(tǒng)測(cè)試原理如下系統(tǒng)通過(guò)控制電機(jī)42的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)改變?cè)嚬艿奈恢?。?dāng)試管圓盤49 處于初始位置時(shí)光電霍爾開關(guān)52輸出一個(gè)低電平的信號(hào)，否則輸出的為高電平信號(hào)。每 次測(cè)試開始前和測(cè)試完時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)對(duì)光電霍爾開關(guān)52的輸出信號(hào)做檢測(cè)。如果信號(hào)為 高電平則采用合理的定位算法轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)42來(lái)為試管盤定位，使其回到初始位置。光電霍 爾開關(guān)52和步進(jìn)電機(jī)結(jié)合使用能很好地定位試管圓盤49從而實(shí)現(xiàn)試管的定位。光電倍增 管50位于4號(hào)試管48的一側(cè)，它能采集發(fā)光菌發(fā)出的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為微弱的電 信號(hào)供控制系統(tǒng)釆集處理。在試管圓盤49處于初始位置時(shí)，l號(hào)試管6對(duì)準(zhǔn)添加菌液管8， 2號(hào)試管7對(duì)準(zhǔn)緩沖液管9， 3號(hào)試管47對(duì)準(zhǔn)清水管43， 4號(hào)試管48對(duì)準(zhǔn)待測(cè)液管45，同時(shí)4 號(hào)試管還對(duì)準(zhǔn)了光電倍增管50。添加菌液管8與活化后發(fā)光菌存儲(chǔ)罐12相連，系統(tǒng)通過(guò)開 閉添加菌液流量控制電磁閥來(lái)向試管中添加定量的菌液。緩沖液管9和緩沖液存儲(chǔ)罐25相 連，通過(guò)控制流量電磁閥向試管中添加定量的緩沖液。清水管44與水泵管或者自來(lái)水管 相連隨時(shí)供水，系統(tǒng)通過(guò)開關(guān)流量控制電磁閥來(lái)向試管添加清水，用于沖洗試管。待測(cè) 液管45與待測(cè)液缸40相連，系統(tǒng)可以通過(guò)流量控制電磁閥的開閉來(lái)向試管中添加定量的 待測(cè)液。待測(cè)液缸與水泵相連，水泵會(huì)一直向待測(cè)液缸中送待測(cè)液以保持待測(cè)液缸中的 待測(cè)液為最新的。待測(cè)液缸40的上側(cè)有溢流口與溢流管41相連，待測(cè)液可以通過(guò)溢流管 41流到其它地方以防止待測(cè)液缸的待測(cè)液外溢。排放管2下邊有廢水槽1，測(cè)試完試管中 的廢液和清洗試管的液體都將被排到廢水槽l中。
系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程如下
1、先向第一支試管添加一定量的菌液、緩沖液和待測(cè)液。電機(jī)42順時(shí)針轉(zhuǎn)60度，向 第二支試管添加定量的三種液體。電機(jī)先后轉(zhuǎn)動(dòng)60度5次，相應(yīng)的向?qū)?yīng)的試管中添加對(duì)應(yīng)量的三種液體5次。從而使6支試管中都添加好對(duì)應(yīng)量的三種液體。液體添加好后電機(jī) 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)300度。
2、 重新定位使試管圓盤49回到初始位置。先通過(guò)光電倍增管50采集試管中的發(fā)光菌 發(fā)光強(qiáng)度，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)定位電機(jī)60度5次。每轉(zhuǎn)動(dòng)一次采集對(duì)應(yīng)試管的發(fā)光菌發(fā)光強(qiáng) 度。6支試管中的光強(qiáng)都采集完后，電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)300度。重新定位試管圓盤49使其回 到初始位置，然后按照上面的方式再次采集各試管中的光強(qiáng)。重復(fù)執(zhí)行采集流程10次。
3、 放掉試管中的廢液，向試管中添加清水清洗試管2次。
水質(zhì)毒性的污染等級(jí)由專用軟件包計(jì)算后顯示以及存儲(chǔ)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。測(cè)量數(shù) 據(jù)在工作現(xiàn)場(chǎng)LED顯示和存儲(chǔ)在單片機(jī)的程序內(nèi)，并且通過(guò)485/232轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)串口 通訊，把現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程控制室，既可實(shí)現(xiàn)單機(jī)操作，也可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)操作。
發(fā)光桿菌發(fā)光強(qiáng)度參數(shù)與被測(cè)物質(zhì)毒理指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是通過(guò)試驗(yàn)建立相關(guān)的毒 理分析數(shù)據(jù)庫(kù)，并采用美國(guó)BULICH. A. A提出的發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)百分位數(shù)法等級(jí)劃分原 則進(jìn)行毒性等級(jí)劃分。毒性強(qiáng)度的度量指標(biāo)如下
(1) 相對(duì)光強(qiáng)度相對(duì)光強(qiáng)度=樣品光強(qiáng)度/對(duì)照光強(qiáng)度乂100%
(2) 相對(duì)抑光率相對(duì)抑光率=對(duì)照光強(qiáng)度_樣品光強(qiáng)度/對(duì)照光強(qiáng)度乂100%
(3) EC50:EC50為使發(fā)光強(qiáng)度減少5(^的毒物濃度或污水的稀釋濃度(或稀釋倍數(shù))。 發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)百分位數(shù)法等級(jí)劃分
EC50或LC50(百分 濃度)毒性級(jí)別等級(jí)
<25%強(qiáng)毒I
25-75%毒II
75-100%微毒m
> 100%或求不出無(wú)毒IV
EC50
權(quán)利要求1、一種水質(zhì)綜合生物毒性在線自動(dòng)分析儀，它包括儀器殼體、連接電控裝置的操作面板、連接流量控制管路的緩沖液罐、帶流量控制閥的清洗管、連接流量控制管路的待測(cè)液缸、以及設(shè)置有旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸、暗箱和試管的精密測(cè)試裝置，其特征是殼體內(nèi)腔設(shè)置0℃～4℃溫區(qū)和20℃～25℃溫區(qū)，0℃～4℃溫區(qū)內(nèi)裝有冷凝管，外接氣體壓縮機(jī)，20℃～25℃溫區(qū)內(nèi)裝有電熱件，在兩個(gè)溫區(qū)內(nèi)設(shè)置溫度采集元件，溫度采集元件連接電控裝置的單片機(jī)CPU；在0℃～4℃溫區(qū)內(nèi)設(shè)置緩沖液槽、兩套凍干粉儲(chǔ)存定量控制裝置、營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存器；20℃～25℃溫區(qū)內(nèi)設(shè)置兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜、活化發(fā)光菌儲(chǔ)存罐、緩沖液儲(chǔ)存罐、待測(cè)液缸和精密測(cè)試裝置；其中，緩沖液槽通過(guò)流量控制管路連接緩沖液儲(chǔ)存罐，緩沖液儲(chǔ)存罐通過(guò)流量控制輸出管連接兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜，兩套凍干粉儲(chǔ)存定量控制裝置分別通過(guò)管路連接對(duì)應(yīng)的發(fā)光菌活化反應(yīng)釜，兩個(gè)發(fā)光菌活化反應(yīng)釜通過(guò)流量控制管路共接活化發(fā)光菌儲(chǔ)存罐，營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存器通過(guò)流量控制管路連接發(fā)光菌活化反應(yīng)釜；精密測(cè)試裝置的暗箱內(nèi)組裝旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸，旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸連接定位電機(jī)，與旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸固接的圓盤上組裝數(shù)個(gè)試管，各試管下端分別連接帶電磁閥的排放管；在暗箱蓋上分別通過(guò)流量控制管道連接發(fā)光菌活化儲(chǔ)存罐、緩沖液儲(chǔ)存罐、待測(cè)水調(diào)控裝置和分析儀外接清洗管；在暗箱壁與試管組定位圓盤上分別設(shè)置光電霍爾開關(guān)和配套磁鐵，在試管的旁側(cè)設(shè)置光電倍增管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水質(zhì)綜合生物毒性在線自動(dòng)分析儀，其特征是凍干 粉儲(chǔ)存定量控制裝置設(shè)置帶漏孔的定盤，定盤的上面組裝由定位電機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn) 盤設(shè)置多個(gè)凍干粉儲(chǔ)存孔洞。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水質(zhì)綜合生物毒性在線自動(dòng)分析儀，其特征是在儀 器殼體內(nèi)腔上部組裝紫外線殺菌燈。
專利摘要一種水質(zhì)綜合生物毒性在線自動(dòng)分析儀，其特征是儀器內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)溫度控制區(qū)，0℃～4℃的溫區(qū)主要包括凍干粉儲(chǔ)存裝置、殺菌裝置、凍干粉定量控制裝置、營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存裝置，20℃～25℃的溫區(qū)主要包括發(fā)光菌活化反應(yīng)儲(chǔ)存釜、緩沖液儲(chǔ)存裝置、待測(cè)水調(diào)控裝置、清水流量傳輸控制管道、精密測(cè)試裝置，暗箱內(nèi)的旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸固接圓板，圓板上組裝試管，在暗箱蓋上通過(guò)流量傳輸控制管道連接發(fā)光菌活化反應(yīng)儲(chǔ)存釜、緩沖液儲(chǔ)存裝置、待測(cè)水調(diào)控裝置和分析儀外接清洗管；在暗箱的內(nèi)部設(shè)置有光電探測(cè)器。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)綜合生物毒性在線檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方面，自動(dòng)化程度高，所以能夠得到合理的性能價(jià)格比、能適用于較惡劣環(huán)境的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，利用它可以作為單機(jī)使用，也可以充當(dāng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的前端產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C12R1/01GK201344934SQ2009200101
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者洪偉榮, 趙大明, 靜 黃 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)