CN111286455A - 生物膜采样器 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种生物膜采样器，涉及生物检测技术领域。所述生物膜采样器包括固定圈、载片固定件和插入式载片。固定圈用于套设在管道上，所述固定圈上开设有安装孔；载片固定件所述载片固定件安装在所述安装孔内、并插入所述管道内，所述载片固定件插入所述管道内的一端开设有卡槽；插入式载片安装在所述卡槽内，用于采集所述管道内的生物膜样品。生物膜采样器可以根据需求对供水管道环切面上多点进行生物膜采样，便于比较管道断面环向上生物膜附着、微生物群落结构的差异。

Description

生物膜采样器

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，具体而言，涉及一种生物膜采样器。

背景技术

饮用水的供水安全问题与人民健康息息相关，向来备受关注。尽管供水管网是一个极端贫营养环境，但管道内壁附着的生物膜为微生物的生长繁殖提供了良好的庇护和营养场所，这些生物膜不仅会参与管道腐蚀过程，减少管道的使用寿命，而且一旦脱落进入水体中，将造成自来水的二次污染。因此，供水管道中生物膜的采样和检测，对于制定输配水管网的运行维护方案、保障供水水质安全具有至关重要的意义。

然而，管网生物膜样品的采集十分困难。小型生物膜反应器的模拟实验难以反映真实管道系统中的运行情况。管网原位中采样通常有两种方式：一是将检测管段切开采样，二是在管道中预先放置采样器。前者不仅操作困难、花费昂贵，而且会对管道造成不可逆破坏，施工过程中也会对管壁生物膜造成污染和破坏；后者虽然能对管道进行重复采样，但采样器的安放和取出都存在不便，并且采样器的安置会改变管道的水力条件，人为干扰了生物膜的形成和发育。

此外，首先，对于大直径输水干管，管道内壁的颗粒物沉积和生物膜附着，沿断面环向上存在着明显差异；其次，在管网的弯管段下游等特殊位置，水流由于离心力作用产生了二次流，由此也可能导致管道环切面上生物膜的附着存在显著差异，对此目前缺乏有效手段进行采样分析。

针对上述问题，设计一种生物膜采样器，能够采样方便、避免对管道原有水力条件产生干扰，这是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的包括提供一种生物膜采样器，能够采样方便、避免对管道原有水力条件产生干扰。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种，所述生物膜采样器包括：

固定圈，用于套设在管道上，所述固定圈上开设有安装孔；

载片固定件，所述载片固定件安装在所述安装孔内、并插入所述管道内，所述载片固定件插入所述管道内的一端开设有卡槽；

插入式载片，安装在所述卡槽内，用于采集所述管道内的生物膜样品。

这样，首先，可以根据需求对供水管道环切面上多点进行生物膜采样，便于比较管道断面环向上生物膜附着、微生物群落结构的差异；然后，插入式载片的设置既方便现场快速观测，也可取回实验室做进一步鉴定分析；最后，生物膜采样器结构简单、价格低廉、操作方便，便于在各类供水管道中推广应用。

在可选的实施方式中，所述载片固定件包括：

取样杆，所述取样杆安装在所述安装孔内；

采样件，连接在所述取样杆插入所述安装孔的一端，所述卡槽开设在所述采样件的端部。

在可选的实施方式中，所述取样杆插入所述安装孔的一端开设有螺纹孔，所述采样件包括：

螺纹部，用于所述螺纹孔配合；

承载部，与所述螺纹部连接，所述卡槽开设在所述承载部远离所述螺纹部的一端。

这样，所述取样杆与所述采样件组装、拆卸方便，结构简单。

在可选的实施方式中，所述安装孔内设置有内螺纹，所述载片固定件上设置有与所述安装孔的内螺纹相配合的外螺纹。

这样，所述载片固定件在所述固定圈上组装、拆卸方便，结构简单。

在可选的实施方式中，所述卡槽为梯形槽，所述梯形槽包括相对设置的顶边和底边，所述顶边相对于所述底边靠近所述管道的轴线，所述顶边的长度小于所述底边的长度。

这样，插入式载片在所述卡槽内安装稳固，能够承受住管道内流体的冲击。

在可选的实施方式中，所述固定圈包括：

多个弧形圈，每个弧形圈包括弧形段和位于所述弧形段两端的连接端，相邻两个所述弧形圈通过所述连接端连接；

所述安装孔开设在所述弧形段上。

在可选的实施方式中，所述连接端上开设有通孔，相互配合的两个所述连接端采用螺栓贯穿所述通孔连接。

这样，所述固定圈结构简单，能够在管道上便捷地装卸。

在可选的实施方式中，所述载片固定件朝向所述管道内部的端面的弧度等于所述管道的内壁的弧度，所述插入式载片朝向所述管道内部的端面的弧度等于所述管道的内壁的弧度。

在可选的实施方式中，所述固定圈的内径等于所述管道的外径。

这样，所述载片固定件的端面、所述插入式载片的端面与所述管道的内壁平齐，保证生物膜采样器的安装不会改变管道内原有的水力条件，减少对管内生物膜的人为干扰。

在可选的实施方式中，所述采样件和所述插入式载片采用与所述管道相同的材料制成。

这样，所述采样件的安装不会改变管道内原有的避免材料，减少对管内生物膜的人为干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的生物膜采样器的结构示意图；

图2为图1中安装孔内部件的分解示意图；

图3为本发明第一实施例提供的生物膜采样器的使用示意图；

图4为本发明第二实施例提供的生物膜采样器的结构示意图；

图5为图4中安装孔内部件的分解示意图；

图6为本发明第二实施例提供的生物膜采样器的使用示意图。

图标：100-生物膜采样器；110-固定圈；111-弧形圈；112-弧形段；113-安装孔；114-连接端；120-载片固定件；121-取样杆；122-采样件；123-卡槽；130-插入式载片；200-管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

管网生物膜样品采集的两种方式：一是将检测管段切开采样，二是在管道中预先放置采样器。前者不仅操作困难、花费昂贵，而且会对管道造成不可逆破坏，施工过程中也会对管壁生物膜造成污染和破坏；后者虽然能对管道进行重复采样，但采样器的安放和取出都存在不便，并且采样器的安置会改变管道的水力条件，人为干扰了生物膜的形成和发育。

本发明实施例提供一种生物膜采样器，能够采样方便、避免对管道原有水力条件产生干扰。

第一实施例

请参考图1，本实施例提供了一种生物膜采样器100，生物膜采样器100包括固定圈110、载片固定件120和插入式载片130。

固定圈110用于套设在管道200上，固定圈110的内径等于管道200的外径。这样，能够使固定圈110与管道200紧密贴合。

固定圈110包括多个弧形圈111，每个弧形圈111包括弧形段112和位于弧形段112两端的连接端114，相邻两个弧形圈111通过连接端114连接。连接端114上开设有通孔，相互配合的两个连接端114采用螺栓贯穿通孔连接。这样，固定圈110结构简单，能够在管道200上便捷地装卸。

弧形段112上开设有安装孔113。本实施例中，设计弧形圈111的数量为两个，每个弧形圈111上的弧形段112上间隔设置两个安装孔113。整个固定圈110上形成有间隔均匀设置的四个安装孔113，每个安装孔113内安装一个载片固定件120。这样，可以在管道200的换切面上的多点进行生物膜采用，便于比较管道200断面环向上生物膜附着、微生物群落结构的差异。

请查阅图1和图2，载片固定件120包括取样杆121和采样件122，取样杆121安装在安装孔113内，安装孔113内设置有内螺纹，取样杆121上设置有与安装孔113的内螺纹相配合的外螺纹。这样，取样杆121在固定圈110上组装、拆卸方便，结构简单。

采样件122连接在取样杆121插入安装孔113的一端，卡槽123开设在采样件122的端部。取样杆121插入安装孔113的一端开设有螺纹孔。具体的，采样件122包括螺纹部和承载部，螺纹部用于螺纹孔配合，承载部与螺纹部连接，卡槽123开设在承载部远离螺纹部的一端。这样，取样杆121与采样件122组装、拆卸方便，结构简单。

卡槽123为梯形槽，梯形槽包括相对设置的顶边和底边，顶边相对于底边靠近管道200的轴线，顶边的长度小于底边的长度。插入式载片130为梯形。这样，插入式载片130在卡槽123内安装稳固，能够承受住管道200内流体的冲击。

请查阅图3，载片固定件120朝向管道200内部的端面的弧度等于管道200的内壁的弧度，插入式载片130朝向管道200内部的端面的弧度等于管道200的内壁的弧度。固定圈110的内径等于管道200的外径。这样，载片固定件120的端面、插入式载片130的端面与管道200的内壁平齐，保证生物膜采样器100的安装不会改变管道200内原有的水力条件，减少对管内生物膜的人为干扰。

采样件122和插入式载片130采用与管道200相同的材料制成。这样，采样件122的安装不会改变管道200内原有的避免材料，减少对管内生物膜的人为干扰。

本实施例提供的生物膜采样器100的工作原理：

生物膜采样器100的安装过程，首先，将固定圈110通过螺栓套设在管道200外部，保证固定圈110与管道200紧密贴合；然后，将插入式载片130插入采样件122的卡槽123，再将采样件122旋入取样杆121；最后，将取样杆121旋入固定圈110的安装孔113和管道200的螺纹孔内。采样件122和插入式载片130即可对管道200的环切面上各点进行生物膜采样。

当采样完成需要对生物膜进行分析时，首先，将取样杆121连同采样件122从固定圈110的安装孔113和管道200的螺纹孔中旋出，若只需对生物膜附着情况进行阶段性现场观测，可将插入式载片130从采样件122上取下，利用显微镜等观察测试后插回采样件122中，再将取样杆121连同采样件122旋入固定圈110的安装孔113和管道200的螺纹孔中继续采样；若需要将生物膜样品取回实验室进行详细的分析鉴定，则将采样件122从取样杆121中旋出取下，最后，从插入式载片130和采样件122上分离生物膜样品进行测试分析。

本实施例提供的生物膜采样器100的有益效果：

1.可以根据需求对供水管道200环切面上多点进行生物膜采样，便于比较管道200断面环向上生物膜附着、微生物群落结构的差异；

2.插入式载片130的设置既方便现场快速观测，也可取回实验室做进一步鉴定分析；

3.生物膜采样器100结构简单、价格低廉、操作方便，便于在各类供水管道200中推广应用；

4.载片固定件120的端面、插入式载片130的端面与管道200的内壁平齐，保证生物膜采样器100的安装不会改变管道200内原有的水力条件，采样件122的安装不会改变管道200内原有的避免材料，减少对管内生物膜的人为干扰。

第二实施例

请参考图4，本实施例提供了一种生物膜采样器100，其与第一实施例提供的生物膜采样器100结构相近，不同之处在于，载片固定件120的结构不同。

固定圈110用于套设在管道200上，固定圈110的内径等于管道200的外径。固定圈110包括两个弧形圈111，每个弧形圈111包括弧形段112和位于弧形段112两端的连接端114，相邻两个弧形圈111通过连接端114连接。每个弧形段112上开设有两个安装孔113。每个安装孔113内安装一个载片固定件120。

请参考图5，载片固定件120为圆柱状的整体结构，载片固定件120安装在安装孔113内，安装孔113内设置有内螺纹，载片固定件120上设置有与安装孔113的内螺纹相配合的外螺纹。载片固定件120插入安装孔113的一端开设有卡槽123，插入式载片130安装在卡槽123内。

请查阅图6，载片固定件120朝向管道200内部的端面的弧度等于管道200的内壁的弧度，插入式载片130朝向管道200内部的端面的弧度等于管道200的内壁的弧度。载片固定件120和插入式载片130采用与管道200相同的材料制成。

本实施例提供的生物膜采样器100的工作原理：

生物膜采样器100的安装过程，首先，将固定圈110通过螺栓套设在管道200外部，保证固定圈110与管道200紧密贴合；然后，将插入式载片130插入载片固定件120的卡槽123；最后，将取样杆121旋入固定圈110的安装孔113和管道200的螺纹孔内。载片固定件120和插入式载片130即可对管道200的环切面上各点进行生物膜采样。

当采样完成需要对生物膜进行分析时，首先，将载片固定件120从固定圈110的安装孔113和管道200的螺纹孔中旋出，然后，将插入式载片130从载片固定件120上取下，最后，从插入式载片130和载片固定件120上分离生物膜样品进行测试分析。

本实施例提供的生物膜采样器100的有益效果：

1.可以根据需求对供水管道200环切面上多点进行生物膜采样，便于比较管道200断面环向上生物膜附着、微生物群落结构的差异；

2.插入式载片130的设置既方便现场快速观测，也可取回实验室做进一步鉴定分析；

3.生物膜采样器100结构简单、价格低廉、操作方便，便于在各类供水管道200中推广应用；

4.载片固定件120的端面、插入式载片130的端面与管道200的内壁平齐，保证生物膜采样器100的安装不会改变管道200内原有的水力条件，采样件122的安装不会改变管道200内原有的避免材料，减少对管内生物膜的人为干扰。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种生物膜采样器，其特征在于，所述生物膜采样器包括：

固定圈(110)，用于套设在管道(200)上，所述固定圈(110)上开设有安装孔(113)；

载片固定件(120)，所述载片固定件(120)安装在所述安装孔(113)内、并插入所述管道(200)内，所述载片固定件(120)插入所述管道(200)内的一端开设有卡槽(123)；

插入式载片(130)，安装在所述卡槽(123)内，用于采集所述管道(200)内的生物膜样品。

2.根据权利要求1所述的生物膜采样器，其特征在于，所述载片固定件(120)包括：

取样杆(121)，所述取样杆(121)安装在所述安装孔(113)内；

采样件(122)，连接在所述取样杆(121)插入所述安装孔(113)的一端，所述卡槽(123)开设在所述采样件(122)的端部。

3.根据权利要求2所述的生物膜采样器，其特征在于，所述取样杆(121)插入所述安装孔(113)的一端开设有螺纹孔，所述采样件(122)包括：

螺纹部，用于所述螺纹孔配合；

承载部，与所述螺纹部连接，所述卡槽(123)开设在所述承载部远离所述螺纹部的一端。

4.根据权利要求1所述的生物膜采样器，其特征在于，所述安装孔(113)内设置有内螺纹，所述载片固定件(120)上设置有与所述安装孔(113)的内螺纹相配合的外螺纹。

5.根据权利要求1所述的生物膜采样器，其特征在于，所述卡槽(123)为梯形槽，所述梯形槽包括相对设置的顶边和底边，所述顶边相对于所述底边靠近所述管道(200)的轴线，所述顶边的长度小于所述底边的长度。

6.根据权利要求1所述的生物膜采样器，其特征在于，所述固定圈(110)包括：

多个弧形圈(111)，每个弧形圈(111)包括弧形段(112)和位于所述弧形段(112)两端的连接端(114)，相邻两个所述弧形圈(111)通过所述连接端(114)连接；

所述安装孔(113)开设在所述弧形段(112)上。

7.根据权利要求6所述的生物膜采样器，其特征在于，所述连接端(114)上开设有通孔，相互配合的两个所述连接端(114)采用螺栓贯穿所述通孔连接。

8.根据权利要求1所述的生物膜采样器，其特征在于，所述载片固定件(120)朝向所述管道(200)内部的端面的弧度等于所述管道(200)的内壁的弧度，所述插入式载片(130)朝向所述管道(200)内部的端面的弧度等于所述管道(200)的内壁的弧度。

9.根据权利要求1所述的生物膜采样器，其特征在于，所述固定圈(110)的内径等于所述管道(200)的外径。

10.根据权利要求2所述的生物膜采样器，其特征在于，所述采样件(122)和所述插入式载片(130)采用与所述管道(200)相同的材料制成。

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