CN112300914B - 一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，包括激光模块、光路偏转与调节组件、培养瓶、探测电路板和培养瓶位置调整机构。本发明通过一分二式光纤跳线实现激光器单路激光输出变为双路激光输出；通过光路偏转与调节组件实现激光准直和光路的90°偏转，激光沿培养瓶中无培养液区域穿过，经过其中气体后由探测电路板上红外探测器接收；红外探测器将接收的激光信号转换成电信号，作为判断培养瓶中是否有细菌生长的信号依据。将单路激分为双路激光，实现了双路激光同步检测，提高了检测效率，降低了检测成本；光路偏转与调节组件实现光路的90°偏转以及精确调节，缩小了检测装置的尺寸，提高了检测结果的精确性。

Description

一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置

技术领域

本发明涉及分析实验设备技术领域，具体为一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置。

背景技术

细菌培养检测是常用于检测血液样品及食品样品中是否存在细菌的一种微生物学检查方法。健康的人体血液中是没有细菌的，一旦血液感染了细菌，就可能出现各种不适，出现菌血症、败血症和脓毒症等，严重者可导致死亡。受到细菌污染的食品，容易发生腐败变质、造成食源性疾病。

通过检测细菌代谢过程中产生的二氧化碳气体可以判定是否有细菌生长。采用可调谐吸收光谱技术可以有效、快速地检测二氧化碳气体的含量。然而，目前采用可调谐吸收光谱技术的检测装置存在体积大的问题，并且都是单路检测，一次检测一个培养瓶，检测效率有待提高，并且一般只检测培养瓶的单一位置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，体积小，并且可以一次完成两个培养瓶的检测，可以对培养瓶的不同高度位置和横向方向进行分别检测，也可以将两个培养瓶快速复检，可提高检测准确度，检测效率也能得到提高，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，包括；

激光模块，其包含有激光器、固定支架、一分二式光纤跳线，所述固定支架的前侧安装有激光器，所述激光器的顶部连接一分二式光纤跳线的输入端；

光路偏转与调节组件，其包含有光路调节支架、激光准直与出射角度调节组件，所述光路调节支架为拱形结构，所述光路调节支架的两端底部分别安装有激光准直与出射角度调节组件，所述一分二式光纤跳线的两个输出端分别与两个激光准直与出射角度调节组件的顶部螺纹孔紧密连接；

探测电路板，其顶部安装中光路调节支架的中部下侧，两个激光准直与出射角度调节组件相对于探测电路板镜像对称排布，探测电路板的底部两侧设有红外探测器；

培养瓶位置调整机构，其设置在光路偏转与调节组件的下方；

培养瓶，其成对排列在培养瓶位置调整机构上。

激光器发射的单束激光通过一分二式光纤跳线分为两束激光，调整激光准直与出射角度调节组件可实现分光后的激光射出角度调整，激光经激光准直与出射角度调节组件准直射出，穿过培养瓶上方无液体区域，最后被探测电路板上的红外探测器接收。通过一分二式光纤跳线实现激光器单路激光输出变为双路激光输出，通过光路偏转与调节组件实现激光准直和光路的90°偏转，激光沿培养瓶中无培养液区域穿过，经过其中气体后由探测电路板上红外探测器接收；红外探测器将接收的激光信号转换成电信号，作为判断培养瓶中是否有细菌生长的信号依据。

进一步的，单个培养瓶的轴线位于激光准直与出射角度调节组件的激光出射口和探测电路板上红外探测器的中间。

进一步的，所述激光准直与出射角度调节组件的激光出射口的轴线和探测电路板上红外探测器的探测面垂直，并穿过培养瓶中无液体区域。

进一步的，所述培养瓶位置调整机构包含有用于改变培养瓶检测高度的培养瓶升降单元、用于将两个培养瓶交换位置的培养瓶位置交换单元、用于使培养瓶转动的培养瓶旋转单元和用于固定安放培养瓶的培养瓶固定单元。

进一步的，所述培养瓶升降单元包含有底板、转动轴承、活动块、导杆、丝杠、连接板和升降电机，所述连接板固定在光路调节支架的中部后侧，所述连接板和底板的后侧表面之间通过竖向的导杆固定连接，所述连接板和底板的后侧表面之间通过转动轴承转动连接有平行于导杆的丝杠，所述连接板上固定安装有升降电机，所述升降电机的输出轴连接丝杠的顶端，所述活动块上的滑孔与导杆滑动连接，且活动块上的螺孔与丝杠螺纹配合连接。

升降电机工作带动丝杠转动，由于丝杠与活动块上的螺孔的螺纹作用，可以带动活动块沿导杆上下活动，从而通过活动块带动培养瓶位置交换单元实现高度改变，最终带动培养瓶升降，可以检测培养瓶中无培养液区域不同高度的情况，可以提高检测准确度。

进一步的，所述培养瓶位置交换单元包含有安装板、齿盘、交换电机、交换轴和交换齿轮，所述安装板水平固定在活动块的前侧，所述安装板上通过轴承转动连接交换轴的底端，所述交换轴的顶端固定有齿盘，所述安装板上还固定有交换电机，所述交换电机的输出轴连接有交换齿轮，所述交换齿轮与齿盘外侧等角度分布的齿啮合连接。

交换电机工作可以带动齿轮转动，从而使齿盘转动，如果齿盘转动一百八十度，则两个培养瓶会互换位置，可以交叉检测验证，提高检测准确度。

进一步的，所述培养瓶旋转单元包含有支柱、矩形板、从动齿轮、旋转轴、旋转电机、主动齿轮和中心轴，所述齿盘上沿轴线对称设有两个支柱，两个支柱的底部分别固定连接矩形板的两端，所述矩形板的顶部两侧分别通过轴承转动连接有两个旋转轴，两个旋转轴的中部分别固定套接有两个从动齿轮，所述矩形板的中部下侧固定有旋转电机，所述旋转电机的输出轴连接中心轴，所述中心轴的顶部穿过矩形板的中心孔并且连接有主动齿轮，所述主动齿轮的两侧分别与两个从动齿轮啮合连接。

通过旋转电机工作可以通过中心轴带动主动齿轮转动，由于啮合作用带动两个从动齿轮自转，从而带动培养瓶绕自身轴线转动，可以改变激光射入培养瓶的水平方向，实现多个角度的检测，避免培养瓶瓶体结构影响检测准确性。

进一步的，所述培养瓶固定单元包含有固定套筒、套筒斜口、底槽和橡胶吸盘，两个旋转轴的顶部分别与两个固定套筒的底部中心固定连接，所述固定套筒的顶部内侧设有套筒斜口，所述固定套筒的内侧底部中心开设有底槽，所述底槽内安装有用于吸附培养瓶底面的橡胶吸盘，所述培养瓶的外径等于固定套筒的内径。

套筒斜口方便培养瓶的底部伸入到固定套筒内，然后通过橡胶吸盘吸附培养瓶的底部，保证培养瓶的稳定性，培养瓶的外径等于固定套筒的内径，保证培养瓶的竖直放置，避免由于橡胶吸盘导致培养瓶歪斜影响检测。

进一步的，所述培养瓶固定单元包含有固定套筒、侧槽、连接弹簧、弧形卡板和卡板斜口，两个旋转轴的顶部分别与两个固定套筒的底部中心固定连接，所述固定套筒的内侧底部沿轴线对称开设有两个侧槽，两个侧槽内分别固定有连接弹簧，两个连接弹簧相近的一端分别固定有相对应弧形卡板，两个弧形卡板的顶部内侧分别设有卡板斜口，两个弧形卡板卡接在培养瓶的底部侧面。

通过卡板斜口方便培养瓶放入两个弧形卡板的顶部之间，稍用力下压培养瓶，通过弧形卡板挤压连接弹簧，使培养瓶底部完全伸入到弧形卡板之间，然后使培养瓶底部水平放置在固定套筒的内侧底面，此时两个弧形卡板卡紧培养瓶，保持培养瓶的平稳放置，并且取出时直接上拉，方便取放。

进一步的，所述培养瓶固定单元还包含有弧形橡胶片，两个弧形卡板的内侧分别粘接有弧形橡胶片，所述弧形橡胶片的顶部与卡板斜口的底部平齐。通过弧形橡胶片可以保护培养瓶侧壁，避免培养瓶与弧形卡板摩擦产生划痕。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本用于细菌培养检测的双路激光检测装置，具有以下好处：

1、该装置将单路激分为双路激光，实现了双路激光同步检测，可以一次完成两个培养瓶的检测，提高了检测效率，降低了检测成本。

2、光路偏转与调节组件实现光路的90°偏转以及精确调节，光路易于调节，缩小了检测装置的尺寸，提高了检测结果的精确性。

3、可以对培养瓶的不同高度位置和横向方向进行分别检测，也可以将两个培养瓶快速复检，可提高检测准确度，检测效率也能得到提高。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中A处局部放大结构示意图；

图3为本发明后侧结构示意图；

图4为本发明培养瓶固定单元的实施例一结构示意图；

图5为本发明培养瓶固定单元的实施例二结构示意图。

图中：100激光模块、110激光器、120固定支架、130一分二式光纤跳线、200光路偏转与调节组件、210光路调节支架、220激光准直与出射角度调节组件、300培养瓶、400探测电路板、500培养瓶升降单元、510底板、520转动轴承、530活动块、540导杆、550丝杠、560连接板、570升降电机、600培养瓶位置交换单元、610安装板、620齿盘、630交换电机、640交换轴、650交换齿轮、700培养瓶旋转单元、710支柱、720矩形板、730从动齿轮、740旋转轴、750旋转电机、760主动齿轮、770中心轴、800培养瓶固定单元、810固定套筒、820套筒斜口、830底槽、840橡胶吸盘、850侧槽、860连接弹簧、870弧形卡板、880卡板斜口、890弧形橡胶片。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例一，请参阅图1-4，本实施例提供一种技术方案：一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，包括；

激光模块100，其包含有激光器110、固定支架120、一分二式光纤跳线130，固定支架120的前侧安装有激光器110，激光器110的顶部连接一分二式光纤跳线130的输入端；

光路偏转与调节组件200，其包含有光路调节支架210、激光准直与出射角度调节组件220，光路调节支架210为拱形结构，光路调节支架210的两端底部分别安装有激光准直与出射角度调节组件220，一分二式光纤跳线130的两个输出端分别与两个激光准直与出射角度调节组件220的顶部螺纹孔紧密连接；

激光器110通过螺纹连接安装在光路调节支架210上，一分二式光纤跳线130输入端与激光器110连接，两个输出端分别与固定在光路偏转与激光准直与出射角度调节组件220上。

探测电路板400，其顶部安装中光路调节支架210的中部下侧，两个激光准直与出射角度调节组件220相对于探测电路板400镜像对称排布，探测电路板400的底部两侧设有红外探测器；

探测电路板400通过螺钉安装在光路调节支架210上；

培养瓶位置调整机构，其设置在光路偏转与调节组件200的下方；

培养瓶300，其成对排列在培养瓶位置调整机构上，单个培养瓶300的轴线位于激光准直与出射角度调节组件220的激光出射口和探测电路板400上红外探测器的中间，激光准直与出射角度调节组件220的激光出射口的轴线和探测电路板400上红外探测器的探测面垂直，并穿过培养瓶300中无液体区域。

激光器110发射的单束激光通过一分二式光纤跳线130分为两束激光，调整激光准直与出射角度调节组件220可实现分光后的激光射出角度调整，激光经激光准直与出射角度调节组件220准直射出，穿过培养瓶上方无液体区域，最后被探测电路板400上的红外探测器接收。通过一分二式光纤跳线实现激光器单路激光输出变为双路激光输出，通过光路偏转与调节组件实现激光准直和光路的90°偏转，激光沿培养瓶中无培养液区域穿过，经过其中气体后由探测电路板上红外探测器接收；红外探测器将接收的激光信号转换成电信号，作为判断培养瓶中是否有细菌生长的信号依据。

培养瓶位置调整机构包含有用于改变培养瓶检测高度的培养瓶升降单元500、用于将两个培养瓶交换位置的培养瓶位置交换单元600、用于使培养瓶转动的培养瓶旋转单元700和用于固定安放培养瓶的培养瓶固定单元800。

培养瓶升降单元500包含有底板510、转动轴承520、活动块530、导杆540、丝杠550、连接板560和升降电机570，连接板560固定在光路调节支架210的中部后侧，连接板560和底板510的后侧表面之间通过竖向的导杆540固定连接，连接板560和底板510的后侧表面之间通过转动轴承520转动连接有平行于导杆540的丝杠550，连接板560上固定安装有升降电机570，升降电机570的输出轴连接丝杠550的顶端，活动块530上的滑孔与导杆540滑动连接，且活动块530上的螺孔与丝杠550螺纹配合连接。

升降电机570工作带动丝杠550转动，由于丝杠550与活动块530上的螺孔的螺纹作用，可以带动活动块530沿导杆540上下活动，从而通过活动块530带动培养瓶位置交换单元600实现高度改变，最终带动培养瓶300升降，可以检测培养瓶中无培养液区域不同高度的情况，可以提高检测准确度。

培养瓶位置交换单元600包含有安装板610、齿盘620、交换电机630、交换轴640和交换齿轮650，安装板610水平固定在活动块530的前侧，安装板610上通过轴承转动连接交换轴640的底端，交换轴640的顶端固定有齿盘620，安装板610上还固定有交换电机630，交换电机630的输出轴连接有交换齿轮650，交换齿轮650与齿盘620外侧等角度分布的齿啮合连接。

交换电机630工作可以带动齿轮650转动，从而使齿盘620转动，如果齿盘620转动一百八十度，则两个培养瓶300会互换位置，可以交叉检测验证，提高检测准确度。

培养瓶旋转单元700包含有支柱710、矩形板720、从动齿轮730、旋转轴740、旋转电机750、主动齿轮760和中心轴770，齿盘620上沿轴线对称设有两个支柱710，两个支柱710的底部分别固定连接矩形板720的两端，矩形板720的顶部两侧分别通过轴承转动连接有两个旋转轴740，两个旋转轴740的中部分别固定套接有两个从动齿轮730，矩形板720的中部下侧固定有旋转电机750，旋转电机750的输出轴连接中心轴770，中心轴770的顶部穿过矩形板720的中心孔并且连接有主动齿轮760，主动齿轮760的两侧分别与两个从动齿轮730啮合连接。

通过旋转电机750工作可以通过中心轴770带动主动齿轮760转动，由于啮合作用带动两个从动齿轮730自转，从而带动培养瓶300绕自身轴线转动，可以改变激光射入培养瓶300的水平方向，实现多个角度的检测，避免培养瓶300瓶体结构影响检测准确性。

培养瓶固定单元800包含有固定套筒810、套筒斜口820、底槽830和橡胶吸盘840，两个旋转轴740的顶部分别与两个固定套筒810的底部中心固定连接，固定套筒810的顶部内侧设有套筒斜口820，固定套筒810的内侧底部中心开设有底槽830，底槽830内安装有用于吸附培养瓶300底面的橡胶吸盘840，培养瓶300的外径等于固定套筒810的内径。

套筒斜口820方便培养瓶300的底部伸入到固定套筒810内，然后通过橡胶吸盘840吸附培养瓶300的底部，保证培养瓶300的稳定性，培养瓶300的外径等于固定套筒810的内径，保证培养瓶300的竖直放置，避免由于橡胶吸盘840导致培养瓶300歪斜影响检测。

实施例二，请参阅图5，本实施例提供一种技术方案：一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，本实施例与实施例一结构大致相同，区别之处在于培养瓶固定单元800的不同，具体的；

培养瓶固定单元800包含有固定套筒810、侧槽850、连接弹簧860、弧形卡板870和卡板斜口880，两个旋转轴740的顶部分别与两个固定套筒810的底部中心固定连接，固定套筒810的内侧底部沿轴线对称开设有两个侧槽850，两个侧槽850内分别固定有连接弹簧860，两个连接弹簧860相近的一端分别固定有相对应弧形卡板870，两个弧形卡板870的顶部内侧分别设有卡板斜口880，两个弧形卡板870卡接在培养瓶300的底部侧面。

通过卡板斜口880方便培养瓶300放入两个弧形卡板870的顶部之间，稍用力下压培养瓶300，通过弧形卡板870挤压连接弹簧860，使培养瓶300底部完全伸入到弧形卡板870之间，然后使培养瓶300底部水平放置在固定套筒810的内侧底面，此时两个弧形卡板870卡紧培养瓶300，保持培养瓶300的平稳放置，并且取出时直接上拉，方便取放。

培养瓶固定单元800还包含有弧形橡胶片890，两个弧形卡板870的内侧分别粘接有弧形橡胶片890，弧形橡胶片890的顶部与卡板斜口880的底部平齐。通过弧形橡胶片890可以保护培养瓶300侧壁，避免培养瓶300与弧形卡板870摩擦产生划痕。

值得注意的是，以上实施例中所公开的激光器110、探测电路板400均采用该领域普通技术人员常用的型号，升降电机570、交换电机630、旋转电机750的输入端均与外部PLC控制器的输出端电连接，升降电机570、交换电机630、旋转电机750均采用伺服电机，具体型号和功率可以根据实际使用场景而配置，外部PLC控制器控制升降电机570、交换电机630、旋转电机750工作采用现有技术常用的方法，本发明其他未详尽之处均为本领域的普通技术人员所公知的常规技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，其特征在于：包括；

激光模块（100），其包含有激光器（110）、固定支架（120）、一分二式光纤跳线（130），所述固定支架（120）的前侧安装有激光器（110），所述激光器（110）的顶部连接一分二式光纤跳线（130）的输入端；

光路偏转与调节组件（200），其包含有光路调节支架（210）、激光准直与出射角度调节组件（220），所述光路调节支架（210）为拱形结构，所述光路调节支架（210）的两端底部分别安装有激光准直与出射角度调节组件（220），所述一分二式光纤跳线（130）的两个输出端分别与两个激光准直与出射角度调节组件（220）的顶部螺纹孔紧密连接；

探测电路板（400），其顶部安装于光路调节支架（210）的中部下侧，两个激光准直与出射角度调节组件（220）相对于探测电路板（400）镜像对称排布，探测电路板（400）的底部两侧设有红外探测器；

培养瓶位置调整机构，其设置在光路偏转与调节组件（200）的下方；

培养瓶（300），其成对排列在培养瓶位置调整机构上；

单个培养瓶（300）的轴线位于激光准直与出射角度调节组件（220）的激光出射口和探测电路板（400）上红外探测器的中间；

所述激光准直与出射角度调节组件（220）的激光出射口的轴线和探测电路板（400）上红外探测器的探测面垂直，并穿过培养瓶（300）中无液体区域；

所述培养瓶位置调整机构包含有用于改变培养瓶检测高度的培养瓶升降单元（500）、用于将两个培养瓶交换位置的培养瓶位置交换单元（600）、用于使培养瓶转动的培养瓶旋转单元（700）和用于固定安放培养瓶的培养瓶固定单元（800）；

所述培养瓶升降单元（500）包含有底板（510）、转动轴承（520）、活动块（530）、导杆（540）、丝杠（550）、连接板（560）和升降电机（570），所述连接板（560）固定在光路调节支架（210）的中部后侧，所述连接板（560）和底板（510）的后侧表面之间通过竖向的导杆（540）固定连接，所述连接板（560）和底板（510）的后侧表面之间通过转动轴承（520）转动连接有平行于导杆（540）的丝杠（550），所述连接板（560）上固定安装有升降电机（570），所述升降电机（570）的输出轴连接丝杠（550）的顶端，所述活动块（530）上的滑孔与导杆（540）滑动连接，且活动块（530）上的螺孔与丝杠（550）螺纹配合连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，其特征在于：所述培养瓶位置交换单元（600）包含有安装板（610）、齿盘（620）、交换电机（630）、交换轴（640）和交换齿轮（650），所述安装板（610）水平固定在活动块（530）的前侧，所述安装板（610）上通过轴承转动连接交换轴（640）的底端，所述交换轴（640）的顶端固定有齿盘（620），所述安装板（610）上还固定有交换电机（630），所述交换电机（630）的输出轴连接有交换齿轮（650），所述交换齿轮（650）与齿盘（620）外侧等角度分布的齿啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，其特征在于：所述培养瓶旋转单元（700）包含有支柱（710）、矩形板（720）、从动齿轮（730）、旋转轴（740）、旋转电机（750）、主动齿轮（760）和中心轴（770），所述齿盘（620）上沿轴线对称设有两个支柱（710），两个支柱（710）的底部分别固定连接矩形板（720）的两端，所述矩形板（720）的顶部两侧分别通过轴承转动连接有两个旋转轴（740），两个旋转轴（740）的中部分别固定套接有两个从动齿轮（730），所述矩形板（720）的中部下侧固定有旋转电机（750），所述旋转电机（750）的输出轴连接中心轴（770），所述中心轴（770）的顶部穿过矩形板（720）的中心孔并且连接有主动齿轮（760），所述主动齿轮（760）的两侧分别与两个从动齿轮（730）啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，其特征在于：所述培养瓶固定单元（800）包含有固定套筒（810）、套筒斜口（820）、底槽（830）和橡胶吸盘（840），两个旋转轴（740）的顶部分别与两个固定套筒（810）的底部中心固定连接，所述固定套筒（810）的顶部内侧设有套筒斜口（820），所述固定套筒（810）的内侧底部中心开设有底槽（830），所述底槽（830）内安装有用于吸附培养瓶（300）底面的橡胶吸盘（840），所述培养瓶（300）的外径等于固定套筒（810）的内径。

5.根据权利要求3所述的一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，其特征在于：所述培养瓶固定单元（800）包含有固定套筒（810）、侧槽（850）、连接弹簧（860）、弧形卡板（870）和卡板斜口（880），两个旋转轴（740）的顶部分别与两个固定套筒（810）的底部中心固定连接，所述固定套筒（810）的内侧底部沿轴线对称开设有两个侧槽（850），两个侧槽（850）内分别固定有连接弹簧（860），两个连接弹簧（860）相近的一端分别固定有相对应弧形卡板（870），两个弧形卡板（870）的顶部内侧分别设有卡板斜口（880），两个弧形卡板（870）卡接在培养瓶（300）的底部侧面。

6.根据权利要求5所述的一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置，其特征在于：所述培养瓶固定单元（800）还包含有弧形橡胶片（890），两个弧形卡板（870）的内侧分别粘接有弧形橡胶片（890），所述弧形橡胶片（890）的顶部与卡板斜口（880）的底部平齐。

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