专利名称：自动化多层级生物样品集滤系统的制作方法
技术领域：
本发明发明涉及生态微生物技术和海洋调查技术。具体的说是一种可以将生物采集水样一次性通过多级真空分层的自动化智能集滤系统。
背景技术：
在海洋生物科学技术领域中，对大量的海水样品进行抽滤，获得不同专业所需的原始数据，是生物科学实验与样品采集的一种基本方法。迄今为止，由于缺少有针对性、适合海上与野外工作所需的生物样品集滤器设备，相关的实验工作，目前还需要经过大量的、重复的、渐进式的方法逐一获取。例如，目前为止从事这项实验工作完全依靠简单的抽滤设备，将实验所需的不同粒度级样品，分别需要进行数次由粗渐细的集滤过程，不仅劳动强度极大，还需要长时间专人照看，对水样的污染也在这个过程中难免增加。这类设备的使用，还有一个占空间较大的问题，加大了海上、野外有限实验空间的使用压力。目前，能够提供作为生物科学实验和海洋调查工作的自动化多层级生物样品集滤器未见任何报道。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是能够利用真空抽滤方法，通过密闭的筒状结构，一次性获取不同粒度级需求的多个试验样品；并可以在本发明装置正常工作期间，完全实现无人值守。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:本发明一种自动化多层级生物样品集滤系统，多层级生物样品集滤器两端接出的进、出水管路分别与样品盛水器和流量监测装置连接，流量监测装置通过管路与气水分离装置连接，气水分离装置与抽真空设备通过管路相连；流量检测装置、气水分离器的排水控制阀、呼叫转换器及抽真空设备分别与系统控制器连接；所述多层级生物样品集滤器是由一套集滤筒和滤膜组合压板构成的按照初级过滤，中级过滤，末级过滤(细滤)的顺序组装起来的集滤装置，其两端为上、下连接段，分别引出进、出水管路；集滤筒的底端设有一个滤膜组合压板槽，滤膜组合压板槽中置入滤膜组合压板。所述集滤筒使用耐海水腐蚀的圆筒材料制成，两端分别有外牙接口和内牙接口，在筒壁上下两端还分别设置环形的密封槽可以放置“O”型密封圈，集滤筒通过外牙接口和内牙接口采用螺纹旋接紧固。所述集滤筒还可以采用铰链压紧的方式进行连接。所述滤膜组合压板由上组合压板、下组合压板和滤膜组成；上组合压板采用中空耐腐蚀材料，上表面光滑可与集滤筒的滤膜组合压板槽紧密结合，下表面设有凹槽与下组合压板上表面凸槽啮合；下组合压板为一密布微孔的平板，下表面为光滑平面；滤膜装置在下组合压板的中心位置。所述滤膜组合压板根据不同用途，可以更换不同规格的滤膜及上下组合压板。所述多层级生物样品集滤器可以选择单组直接方式和多组合分组连接方式与流量监测装置和样品水盛器连接。所述样品盛水器的进气口设有空气过滤器。所述气水分离器中还包括连接在系统控制器上的水位监测感应装置。所述系统控制器可以在0.5L 20L的范围内采样，其采样操作步骤为:组装采集系统，设置水样采集量；启动采集系统，当流量监测装置检测到水样达到设定值，系统控制器切断抽真空装置的电源，停止工作同时鸣响信号；鸣响信号结束30秒内，无人工操作介入，发出无线呼叫信号。所述系统控制器内部设有干电池，外部电源断电时，系统控制器通过干电池供电，发出鸣响信号，向工作人员发出提示。本发明具有以下优点:1.使用自动化多层级生物样品集滤设备极大减少了样品水样的污染可能。由于本发明大部分工作处于真空状态，唯一的空气补充口开度很�。柚玫墓俗爸酶艟丝掌廴驹矗顾贾沾τ诓杉脑甲刺校反淼目尚哦鹊玫酱蟠笤黾�。2.本发明可以宽泛的适用于生物、微生物的数据采集工作。凡是对水样有集滤要求的工作(无论海水还是淡水，本发明装置对水的介质没有设限)，本发明均可满足需要。3.本发明由于不再需要对采集水样进行分装，亦不需要为获得不同粒度级反复进行相关的抽滤，再加上具备了对水样总量的控制系统和传呼系统，使实地采样工作的劳动强度大大减少，亦有效控制了实验差错率。4.本发明使用直径较小的耐腐蚀组合集滤筒，各节集滤筒相加的总长度不超过50cm，不仅有效减少了空间占用面积，且对实验室的条件不再苛求，更能够在大量工作的需求下，同时增设多组多层级生物样品集滤器，加快工作的进展。5.本发明可以将现用的不同规格滤膜，实现最大限度地样品水通过量。不仅有效减少采集水样所需的时间。也保证了样品的均匀性，可以为后续工作提供良好的支持。6.本发明增加了电子水位监控，使实验数据获得更加容易、更加准确。7.本发明可以广泛适应不同学科的实验要求，只要进行简单的功能调整，即可成为宽泛的、科学实验组合数据的采集平台。
图1为自动化多层级生物样品集滤系统单组直接工作示意图；图2为自动化多层级生物样品集滤系统分组连接工作示意图；图3为多层级生物样品集滤器不意图；图4为本发明集滤筒正视图与俯视图；图5为本发明滤膜组合压板示意图；图6为本发明装置系统控制器示意图。具体实施例如图3所示，本发明的采样主体多层级生物样品集滤器(B)是由一套集滤筒(I)和滤膜组合压板(2)按照初级过滤，中级过滤，末级过滤(细滤)的顺序组装起来的集滤装置，各级集滤筒(I)的连接采用螺纹旋接或铰链紧固的方式连接。集滤筒的放置不受本身姿态的限制，但一般情况下立式悬挂较容易满足使用的需要。本实施例以螺纹旋接方式为例:如图4所示，集滤筒(I)使用耐海水腐蚀的圆筒材料制成，两端分别有外牙接口(11)和内牙接口(12)，在筒壁上下两端还分别设置环形的密封槽((13)、(14))可以放置“O”型密封圈，确保各级集滤筒⑴的连接不会漏气；在集滤筒
(I)的底端、内牙接口(12)的顶部，设有一个滤膜组合压板槽(15)，滤膜组合压板槽(15)的直径大于集滤筒(I)内径，小于内牙接口(12)的内径，滤膜组合压板(2)置入滤膜组合压板槽(15)中，构成一级集滤装置；如图5所示，滤膜组合压板(2)由上组合压板(21)、下组合压板(22)和滤膜(23)组成；上组合压板(21)采用中空耐腐蚀材料，上表面光滑可与集滤筒(I)的滤膜组合压板槽(15)紧密结合，下表面设有凹槽与下组合压板(22)上表面凸槽紧密啮合；下组合压板(22)为一密布微孔的平板，这些微孔的孔径、孔距均不大于
0.5_，下表面为光滑平面，承受下级集滤筒(I)连接的挤压，达到使用不漏气、不漏水的密封要求；滤膜(23)装置在下组合压板(22)的中心位置，再将上组合压板(21)扣入下组合压板(22)的卡槽中，确认上下组合压板扣好。根据不同的工作要求，可以使用所需的不同粒度级、不同尺寸规格的滤膜(23)，同时根据滤膜(23)的尺寸规格更换不同的上下组合压板。将扣好的滤膜组合压板(2)按照初级过滤，中级过滤，末级过滤(细滤)的顺序，依次置入各级集滤筒(I)的滤膜组合压板槽(15)中，再将各级集滤筒(I)顺序组装起来，其中首、尾两端为连接段，由连接段引出管路与其它装置相连，如图3所示。如图1所示多层级生物样品集滤器(B)上连接段接出的管路与样品盛水器(E)相连，下连接段引出的管路和流量监测装置(C)连接，流量监测装置(C)通过管路与气水分离装置(D)连接，气水分离装置(D)与抽真空设备(A)通过管路相连；流量检测装置(C)与系统控制器(F)的功能I端口相连，气水分离器⑶的排水控制阀⑴与系统控制器(F)的功能4端口相连，呼叫转换电路(G)与系统控制器(F)的功能5端口相连，抽真空设备(A)与系统控制器(F)的功能3端口相连。根据采样工作的需求不同，本发明自动化多层级生物样品集滤系统的多层级生物样品集滤器⑶可以选择单组直接(如图1)和分组连接(如图2)的方式连接。采用分组连接方式时，各组集滤器之间根据工作需要通过管路进行连接。装好集滤筒以及各种连接后，首先需要对自动化多层级生物样品集滤系统进行调试。调试过程通过系统控制器(F)进行，如图6所示，功能I为流量监测，功能2为水位感应监测，功能3为抽真空设备电源控制，功能4为排水控制，功能5为呼叫转换。根据不同工作对水样的采集量的不同要求，设定水样的采集量。本发明自动化多层级生物样品集滤系统可以在0.5L 20L范围内设置水样的采集量，通过系统控制器(F)面板上的功能I和功能2按键设定需要的水样的采集量。调试完成后，即可开始采样工作。按下面板上功能3按键，启动抽真空设备(A)，系统开始工作。本发明自动化多层级生物样品集滤系统的工作过程无需人工值守，当流量监测装置(C)检测到气水分离器(D)中的水样的采集量达到系统设定值之后，系统控制器(F)发出切断指令，切断抽真空设备(A)的电源，停止当前的工作，并且通过呼叫转换器(G)发出鸣响信号，同志工作人员更换水样继续或者结束采样工作，鸣响信号的时间为10秒。在鸣响信号结束30秒内，如无人工继续操作的介入，系统控制器(F)将控制呼叫转换器(G)发出无线呼叫信号，工作人员所携带的无线接收装置可接收到信号。在工作人员确认当次采样工作完成后，按下面板上功能4按键，放空气水分离器(D)中已经过滤完的样品水，进入下一阶段的工作准备中。为防止流量监测装置(C)的故障对工作造成不利影响，本发明还设有一套水位监测感应装置(H)。该装置感应器在设在气水分离器(D)中，与系统控制器(F)的功能2端口相连，能够对大于IL的水样采集要求进行设定。在达到采集量要求之后，该感应器亦可通过系统控制器(F)切断抽真空设备㈧的电源。停止当前的工作并发出信号，通知工作人员更换水样继续或者结束采样工作。
权利要求
1.一种自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于: 多层级生物样品集滤器(B)两端接出的进、出水管路分别与样品盛水器(E)和流量监测装置(C)连接，流量监测装置(C)通过管路与气水分离装置(D)连接，气水分离装置(D)与抽真空设备(A)通过管路相连；流量检测装置(C)、气水分离器(D)的排水控制阀(I)、呼叫转换器(G)及抽真空设备(A)分别与系统控制器(F)连接； 所述多层级生物样品集滤器(B)是由一套集滤筒(I)和滤膜组合压板(2)构成的按照初级过滤，中级过滤，末级过滤(细滤)的顺序组装起来的集滤装置，其两端为上、下连接段，分别引出进、出水管路；集滤筒(I)的底端设有一个滤膜组合压板槽(15)，滤膜组合压板槽(15)中置入滤膜组合压板(2)。
2.根据权利要求1所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述集滤筒(I)使用耐海水腐蚀的圆筒材料制成，两端分别有外牙接口(11)和内牙接口(12)，在筒壁上下两端还分别设置环形的密封槽((13)、(14))可以放置“O”型密封圈，集滤筒⑴通过外牙接口(11)和内牙接口(12)采用螺纹旋接紧固。
3.根据权利要求1或2所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述集滤筒(I)还可以采用铰链压紧的方式进行连接。
4.根据权利要求1所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述滤膜组合压板(2)由上组合压板(21)、下组合压板(22)和滤膜(23)组成；上组合压板(21)采用中空耐腐蚀材料，上表面光滑可与集滤筒(I)的滤膜组合压板槽(15)紧密结合，下表面设有凹槽与下组合压板(22)上表面凸槽啮合；下组合压板(22)为一密布微孔的平板，下表面为光滑平面；滤膜(23)装置在下组合压板(22)的中心位置。
5.根据权利要求1或4所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述滤膜组合压板(2)根据不同用途，可以更换不同规格的滤膜及上下组合压板。
6.根据权利要求1所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述多层级生物样品集滤器(B)可以选择单组直接方式和多组合分组连接方式与流量监测装置(C)和样品水盛器(E)连接。
7.根据权利要求1所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述样品盛水器(E)的进气口设有空气过滤器。
8.根据权利要求1所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述气水分离器(D)中还包括连接在系统控制器(F)上的水位监测感应装置(H)。
9.根据权利要求1所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述系统控制器(F)可以在0.5L 20L的范围内采样，其采样操作步骤为: a.组装采集系统，设置水样采集量； b.启动采集系统，当流量监测装置(C)检测到水样达到设定值，系统控制器(F)切断抽真空装置的电源，停止工作同时鸣响信号； c.鸣响信号结束30秒内，无人工操作介入，发出无线呼叫信号。
10.根据权利要求1所述的自动化多层级生物样品集滤系统，其特征在于:所述系统控制器(F)内部设有干电池，外部电源断电时，系统控制器(F)通过干电池供电，发出鸣响信号，向工作人员发出提示。
全文摘要
本发明涉及一种自动化多层级生物样品集滤系统，包括抽真空设备，多层级生物样品集滤器，流量监测装置，气水分离器，样品水盛器，系统控制器，呼叫转移器。本发明适用于各类生物科学实验的野外水样采集和处理。在使用中，本发明能够实现各种粒度级样品采获一次性完成。有效减少操作的工序，大大减少野外工作的占用面积、减少对原始样品的污染可能，在准确的基础上加快工作速度；本发明对采集工作进行全程监控，实现无人化操作，增加了实验工作的准确率，同时可以减少野外工作人员的数量，在繁重的野外科考工作中大大减轻科研人员劳动强度；本发明装置能够轻松的变换组合方式，与传统实验操作具有良好的亲和性。
文档编号G01N1/34GK103091147SQ20111034177
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者董逸, 肖天, 吴钧, 岳东海 申请人:中国科学院海洋研究所
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