CN106479875A - 一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，用于微生物采集和数量监测技术领域，包括壳体、设在壳体顶部的采样头以及设在所述壳体内的可控降压气路系统，采样头上设有进风通道，所述壳体上在采样头的下方设有正对所述进风通道的培养皿座，培养皿座上设有出风通道，所述可控降压气路系统包括气路和设在所述气路上的气压调节阀与气体流量计，所述气路的一端在壳体上接到气源接口，另一端通过气体分散头与采样头的进风通道对接。本发明相比其它处理方法，其采样速度快，粒子捕获率高，并能较准确地表达出压缩空气中细菌的实际含量，是一种较理想的采样方法。

Description

一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器

技术领域

本发明用于微生物采集和数量监测技术领域，特别是涉及一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器。

背景技术

随着制药等生产技术的不断升级，洁净压缩空气作为工艺源气越来越广泛地应用于社会的各行各业，除了药品制造，洁净压缩空气还大量应用于诸如啤酒酿造、食品加工、乳制品及饮料的生产、医疗器械的制造等行业中。因直接接触原辅料或内包装材料，压缩空气源微生物限度达标与否成为直接影响产品质量的重要因素。其中《药品生产质量管理规范》（GMP）第二十五条就明确指出“与药品直接接触的干燥用空气、压缩空气和惰性气体应经净化处理，符合生产要求”，但直到目前，国内外还没有统一法定的医药级压缩空气质量标准，各企业标准和制备技术参差不齐，严重影响药品质量。

自压缩空气应用于生产以来，其微生物检测方法一般有三个：第1个：平皿接触法，该方法是比较传统、原始的检测方法。第2个，水吸收法。第3个，气体微生物采样器法，即借助压缩空气采样器检测压缩空气中的微生物气体。以上三种方法，平皿接触法简单易行，但收环境影响因素较大，尤其在细菌容易滋生的潮湿和温度较高的环境中。在吹气过程中，没有经过减压与外界环境空气形成的强对流，影响了检测效果的真实性。而水吸收法，其前期准备工作较为繁琐，对设备的要求高必须要特别制作；取样时气体流速调节不稳定，而且并非所有微生物都会被截留到水中，实验结果亦不足反应压缩空气中的微生物浓度。最后，对气体微生物采样器法，较之前两种方法有其明显的优势。压缩气体得到减压，不会与外环境形成对流。而且培养皿置于仪器内，外环境的影响较少。但其也有一明显缺点，其采用旋转培养皿的暴露方法，由于培养皿圆周部位与圆心的部位角速度相差较大，所以，培养皿圆心部位的暴露时间会较圆周部位要长，造成的结果就是菌落计数圆心部位微生物菌落会重合。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器。其采用安德森撞击原理，压缩空气经过降压限流处理后，通过选择不同的多孔采样头，达到安德森撞击5～8级的撞击速度和采样速率，使压缩气体中混合的微生物颗粒撞击附着在培养皿中琼脂培养基的表面。相比其它处理方法，其采样速度快，粒子捕获率高，轻便小巧。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，包括壳体、设在壳体顶部的采样头以及设在所述壳体内的可控降压气路系统，采样头上设有进风通道，所述壳体上在采样头的下方设有正对所述进风通道的培养皿座，培养皿座上设有出风通道，所述可控降压气路系统包括气路和设在所述气路上的气压调节阀与气体流量计，所述气路的一端在壳体上接到气源接口，另一端通过气体分散头与采样头的进风通道对接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体顶部设有固定孔，培养皿座嵌装在所述固定孔内，并通过固定支架固定，所述培养皿座上设有培养皿夹具，所述培养皿夹具包括基座以及若干位于所述基座四周并可将培养皿夹紧在基座顶部的卡扣，所述基座与培养皿座间留有间隔，基座的四周设有绕至基座下方的通风道。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述采样头的顶部具有凹槽，所述凹槽的槽底设有若干微孔，所述微孔形成进风通道，气体分散头呈倒置的漏斗状，气体分散头的下端与凹槽配合，且在配合面上设有密封圈凹槽，密封圈凹槽内设有密封圈，气体分散头的上端通过标准件快速管接头与气路螺纹连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述微孔排列呈涡旋线状或者若干旋臂状，微孔等间距分布或向外间距逐渐增大。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述气源接口位于壳体后侧，气源接口在壳体上设置第一隔板快插接头，所述气路沿气流方向依次设有气压调节阀、气体流量计和第一气道电磁阀，所述气压调节阀内置于壳体左侧面，气压调节阀的调节钮伸出壳体外侧，所述气体流量计内置于壳体右侧面，气体流量计的调节钮伸出壳体外侧。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述气路上在气压调节阀的前侧设有气体净化器和第二气道电磁阀，所述第二气道电磁阀可控制气路经气体净化器后导入气压调节阀或者直接导入气压调节阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体内设有电路板和电池，壳体表面设有显示器，所述电池、显示器、气压调节阀、第一气道电磁阀、第二气道电磁阀均与所述电路板连接，所述壳体后方设有电源开关和可给电池充电的DC电源接口。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体包括上壳和下壳，上壳和下壳固定连接，并在内部形成设置各部件的内腔，所述上壳具有倾斜的倾角面，上壳在倾角面设置显示器安装孔，所述显示器为安装在所述显示器安装孔内的LCD显示器。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体内设有安置气体净化器的放置仓，所述壳体后侧设有与放置仓相通的装取口，装取口通过可拆卸的挡板封闭。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述出风通道通过气体导管连接至壳体后侧的第二隔板快插接头，第二隔板快插接头连接有外置空气过滤器。

本发明所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器为食品和药品及其它标准严格的行业的压缩空气中微生物采集设计，用于各类压缩气体中的微生物采集和数量监测，可直接对压力介于0-1MPa之间的压缩气体进行采样。采样方法基于公认的安德森撞击法原理。配合不同的多孔采样头达到等效于安德森原理第五级（或第六级）的采样效果，保证大于1微米（或0.65微米）的颗粒全部被采集。一种利用采集微生物时可调的压力及流量的采样理论，设有一个可控降压气路系统，内置气压调节阀与气体流量计，采样速度为固定值（100L/min or 200L/min）。采集样本时，可根据压力表及流量计直观显示的数值，利用气压调节阀及气体流量计来调整当前管道内的气体压力与气体流量，进行流量补偿，保持采样速度的恒定，空气携带颗粒以一定的速度均匀撞击培养基表面，进而保证实际采样量的精度。压缩空气采样器主体包括不锈钢钣金壳体、控制电路板、LCD显示器、贴膜按键、气体扩散头、铝合金多孔采样头、培养皿座、气体流量计、气压调节阀、气道电磁阀、气体颗粒净化器、各连接导管及各接口配件、电池组件。并有配套的单片机对设备运行进行编程控制，以及配套电脑软件，可通过数据线或蓝牙与计算机连接，设置设备各项运行参数、查看存储数据。本发明主机壳体采用304不锈钢板，不锈蚀、使用寿命长，在外形结构设计上，外形美观、重量轻、安装方便、清洗维修简便、适应性强。本发明采用内置气体流量计、气压调节阀，可直观显示调节通道内气压与气体流量大小。采用内置可更换式气体净化器，可对气体流过的通道进行净化处理，避免气道受污染而影响后期的检测结果。本发明选用外置式空气过滤器，从气源出来的压缩空气中可能含有过量的水汽和油滴,同时还有固体杂质,为了达到洁净的目标，经过采样后的压缩气体，可选用外置空气过滤器。作用就是将压缩空气中的液态水、液态油滴分离出来,并滤去空气中的灰尘和固体杂质, 针对空气中的不同粒径的粉尘粒子进行捕捉，吸附，使排出的气体质量提高。可根据不同的采样气体及用户的需要选择不同的过滤器，使其达到相应的过滤精度。目的就是为了获得能够达到标准的洁净空气。

本发明的有益效果：本发明利用采集微生物时可调的压力及流量的采样理论，设有一个可控降压气路系统，内置气压调节阀与气体流量计，采样速度为固定值（100L/minor 200L/min）。采集样本时，可根据压力表及流量计直观显示的数值，利用气压调节阀及气体流量计来调整当前管道内的气体压力与气体流量，进行流量补偿，保持采样速度的恒定，空气携带颗粒以一定的速度均匀撞击培养基表面，进而保证实际采样量的精度。

其采用安德森撞击原理，压缩空气经过降压限流处理后，通过选择不同的多孔采样头，达到安德森撞击5～8级的撞击速度和采样速率，使压缩气体中混合的微生物颗粒撞击附着在培养皿中琼脂培养基的表面。相比其它处理方法，其采样速度快，粒子捕获率高，轻便小巧。

本发明能够适用于压缩气体的微生物含量测定。工作原理是制药业普遍使用的撞击法原理，惟一不同之处在于“撞击捕获”的过程是在压力下完成的，并有效地提高气体采样量的准确性。大容量存储，可自动记录8000次采样数据（采样气体编组号、采样量、采样时间等），可随时查询采样记录数据；从而保证了空气微生物检测的真实可靠。相比其它处理方法，其采样速度快，粒子捕获率高，并能较准确地反映出压缩空气中细菌的实际含量，是一种较理想的采样方法。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明内部结构示意图；

图3是本发明培养皿座结构示意图；

图4是本发明采样头结构示意图；

图5-图8是本发明采样头结构示意图。

具体实施方式

参照图1-图8，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各元件的结构特点，而如果有描述到方向( 上、下、左、右、前及后) 时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

本发明提供了一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，包括壳体1、设在壳体1顶部的采样头2以及设在所述壳体1内的可控降压气路系统，所述壳体1包括上壳11和下壳12，上壳11和下壳12固定连接，并在内部形成设置各部件的内腔，采样头2上设有进风通道，所述壳体1上在采样头2的下方设有正对所述进风通道的培养皿座3，培养皿座3上设有出风通道，所述可控降压气路系统包括气路41和设在所述气路41上的气压调节阀42与气体流量计43，并在上壳11顶部设有气压表位置，所述气路41的一端在壳体1上接到气源接口，另一端通过气体分散头44与采样头2的进风通道对接。

本发明利用采集微生物时可调的压力及流量的采样理论，设有一个可控降压气路系统，内置气压调节阀与气体流量计，采样速度为固定值（100L/min or 200L/min）。采集样本时，气源接口与外部气源相连，可根据压力表及气体流量计43直观显示的数值，利用气压调节阀42及气体流量计43来调整当前管道内的气体压力与气体流量，进行流量补偿，保持采样速度的恒定，空气携带颗粒以一定的速度均匀撞击培养基表面，进而保证实际采样量的精度。

其中，所述壳体1顶部设有固定孔，培养皿座3嵌装在所述固定孔内，并通过固定支架13固定，安装时培养皿座3从壳体1外部穿过预留固定孔位置，再借助于固定支架13通过螺丝与培养皿座3连接，而固定支架13就卡在了壳体1内部，此时的培养皿座3便可靠的固定，内部固定的方式，使得外形更加自然、美观。所述培养皿座3上设有培养皿夹具，所述培养皿夹具包括基座31以及三个位于所述基座31四周并可将培养皿32夹紧在基座31顶部的卡扣33，可适应直径为或50～90mm的培养皿32。所述基座31与培养皿座3间留有间隔，基座31的四周设有绕至基座31下方的通风道，空气携带颗粒以一定的速度均匀撞击培养基表面后，绕过基座31四周的通风道，最后经培养皿座3上的出风通道排出。

所述采样头2的顶部具有凹槽21，所述凹槽21的槽底设有若干微孔22，所述微孔22排列呈涡旋线状或者若干旋臂状，微孔22等间距分布或向外间距逐渐增大，采样头2可取出。微孔22保证空气携带颗粒在高速冲击到培养皿32表面时均匀分布，采样时有效减少了尘菌重叠的可能，降低了微生物计数误差。所述微孔22形成进风通道，气体分散头44呈倒置的漏斗状，气体分散头44的下端与凹槽21配合，且在配合面上设有密封圈凹槽，密封圈凹槽内设有密封圈23，使用优质航空铝制作采样头2及气体扩散头44，其可用于蒸汽灭菌或75％酒精擦拭灭菌。气体分散头44的上端通过标准件快速管接头与气路螺纹连接，此连接方式可靠、高效、经济、方便。

所述气源接口位于壳体1后侧，气源接口在壳体1上设置第一隔板快插接头45，方便快速连接气源，所述气路沿气流方向依次设有气压调节阀42、气体流量计43和第一气道电磁阀46，第一气道电磁阀46用于控制接通气源后整个采样工作的进程，所述气压调节阀42内置于壳体1左侧面，气压调节阀42的调节钮伸出壳体1外侧，所述气体流量计43内置于壳体1右侧面，气体流量计43的调节钮伸出壳体1外侧，在操作时，便于左右手同时控制气压调节阀42与气体流量计43，且同时对产品运行参数情况观察了解。所述的气体流量可调，可通过手动调整气压调节阀42及气体流量计43改变气路内部的压力及流量。

所述气路上在气压调节阀42的前侧设有气体净化器47和第二气道电磁阀48，所述第二气道电磁阀48可控制气路经气体净化器47后导入气压调节阀42或者直接导入气压调节阀42，当采样开始前可通过第二气道电磁阀48将从气源排出的空气经过气体净化器47处理后，再依次通过气压调节阀42、气体流量计43和第一气道电磁阀46，进行可控降压气路系统的冲刷、清理，当该步骤完成后通过第二气道电磁阀48将从气源排出的空气直接进入气压调节阀43、气体流量计43和第一气道电磁阀46，以完成后续采样工作。

所述壳体1内设有电路板5和电池6，并有配套的单片机对设备运行进行编程控制，以及配套电脑软件。全自动程序控制，大容量采样数据存贮，同时支持手动控制模式。可通过数据线与计算机连接，查看设置设备各项运行参数，存储数据。壳体1表面设有显示器7，所述电池6、显示器7、气压调节阀42、第一气道电磁阀46、第二气道电磁阀48均与所述电路板5连接，所述壳体1后方设有电源开关8和可给电池6充电的DC电源接口9。船型电源开关8控制电路板5的上电与断电，DC电源接口9为充电用圆型接口，隔板快插接头接口采用标准件，可实现方便快速地连接外部气体导管。所述上壳11具有倾斜的倾角面，上壳11在倾角面设置显示器安装孔，所述显示器7为安装在所述显示器安装孔内的LCD显示器，LCD显示器固定面倾斜角度设计，方便用户观察显示屏的数据。电路板5固定于LCD显示器背面，按键贴膜上部分为方型屏幕显示透明视窗，下部分为两排总六键或单排四键或无按键触摸控制面板，按键为圆角方型或圆型，可选择采样设定参数，包含采样量：10～6000L任意设定（以10L为单位），采样气体编组号设定，以及调整气体流量计：10～100L/min或20～200L/min，气压调节阀：0～1MPa等。采样参数及相关信息均由LCD显示器显示，采样量大小、实时流量及剩余电量等清楚明了。显示信息可以选择中文显示或者英文或其它用户需要的语言显示。

所述壳体1内设有安置气体净化器47的放置仓14，所述壳体1后侧设有与放置仓14相通的装取口15，装取口15通过可拆卸的挡板封闭，通过拆卸后部的挡板便可直接装取，气体净化器47可对气体流过的通道进行净化处理，避免气道受污染而影响后期的检测结果。气体净化器47为消耗品，长时间使用后，净化效果会有所下降。内置可更换空气气体净化器47安装结构，通过拆卸后部的挡板便可直接装取。气体导管接口也采用了易拔插接头，从而保证了微生物采集的工作效率。

所述出风通道通过气体导管连接至壳体1后侧的第二隔板快插接头49，第二隔板快插接头49连接有外置空气过滤器40。外置空气过滤器40可选，选用外置空气过滤器40，从气源出来的压缩空气中可能含有过量的水汽和油滴，同时还有固体杂质，为了达到洁净的目标，可选用外置空气过滤器40。作用就是将压缩空气中的液态水、液态油滴分离出来,并滤去空气中的灰尘和固体杂质, 针对空气中的不同粒径的粉尘粒子进行捕捉，吸附，使排出的气体质量提高。可根据不同的采样气体及用户的需要选择不同的过滤器，使其达到相应的过滤精度。

本发明电脑连接的方式为数据线或蓝牙，数据线可为3.5mm音频转USB-A型公对公专用转接线，或USB-A型公对公线，或USB-A转USB-B公对公连接线。通过数据线或蓝牙与计算机连接，可使用外部蓝牙打印机打印记录，可使用蓝牙或红外遥控控制采样开始。本发明可通过专用数据线将数据传输到电脑，使用配套电脑软件保存实验记录，可自动记录8000次采样数据，并可查询历史数据，可打印当前结果，可导出excel数据表格，可设置修改设备各项运行参数（采样气体编组号、采样量、采样时间）等。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：包括壳体、设在壳体顶部的采样头以及设在所述壳体内的可控降压气路系统，采样头上设有进风通道，所述壳体上在采样头的下方设有正对所述进风通道的培养皿座，培养皿座上设有出风通道，所述可控降压气路系统包括气路和设在所述气路上的气压调节阀与气体流量计，所述气路的一端在壳体上接到气源接口，另一端通过气体分散头与采样头的进风通道对接。

2.根据权利要求1所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述壳体顶部设有固定孔，培养皿座嵌装在所述固定孔内，并通过固定支架固定，所述培养皿座上设有培养皿夹具，所述培养皿夹具包括基座以及若干位于所述基座四周并可将培养皿夹紧在基座顶部的卡扣，所述基座与培养皿座间留有间隔，基座的四周设有绕至基座下方的通风道。

3.根据权利要求1所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述采样头的顶部具有凹槽，所述凹槽的槽底设有若干微孔，所述微孔形成进风通道，气体分散头呈倒置的漏斗状，气体分散头的下端与凹槽配合，且在配合面上设有密封圈凹槽，密封圈凹槽内设有密封圈，气体分散头的上端通过标准件快速管接头与气路螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述微孔排列呈涡旋线状或者若干旋臂状，微孔等间距分布或向外间距逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述气源接口位于壳体后侧，气源接口在壳体上设置第一隔板快插接头，所述气路沿气流方向依次设有气压调节阀、气体流量计和第一气道电磁阀，所述气压调节阀内置于壳体左侧面，气压调节阀的调节钮伸出壳体外侧，所述气体流量计内置于壳体右侧面，气体流量计的调节钮伸出壳体外侧。

6.根据权利要求5所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述气路上在气压调节阀的前侧设有气体净化器和第二气道电磁阀，所述第二气道电磁阀可控制气路经气体净化器后导入气压调节阀或者直接导入气压调节阀。

7.根据权利要求6所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述壳体内设有电路板和电池，壳体表面设有显示器，所述电池、显示器、气压调节阀、第一气道电磁阀、第二气道电磁阀均与所述电路板连接，所述壳体后方设有电源开关和可给电池充电的DC电源接口。

8.根据权利要求7所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述壳体包括上壳和下壳，上壳和下壳固定连接，并在内部形成设置各部件的内腔，所述上壳具有倾斜的倾角面，上壳在倾角面设置显示器安装孔，所述显示器为安装在所述显示器安装孔内的LCD显示器。

9.根据权利要求6所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述壳体内设有安置气体净化器的放置仓，所述壳体后侧设有与放置仓相通的装取口，装取口通过可拆卸的挡板封闭。

10.根据权利要求1所述的可调流量筛孔撞击式压缩空气微生物采样器，其特征在于：所述出风通道通过气体导管连接至壳体后侧的第二隔板快插接头，第二隔板快插接头连接有外置空气过滤器。