CN113267383B - 一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置及其使用方法，包括自动取样箱和冰箱，自动取样箱和冰箱之间设置有冷藏箱，自动取样箱、冷藏箱和冰箱之间通过硅胶软管相连接，硅胶软管分别与冰箱内部电子秤上的取样瓶、冰箱外部的废液瓶相连接，冰箱和冷藏箱之间、废液瓶和自动取样箱之间的硅胶软管上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，自动取样箱一端的硅胶软管通过杀菌组件与采样源相连接，通过使用冷藏箱快速将取样液降低至需要温度，进入冰箱内部进行保存，与取样时发酵罐内的状态一致，微生物暂停生长代谢，增强保存效果，本发明结构合理，便于组合安装，无菌取样便捷，取样量控制便捷，保存效果好。

Description

一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置及其使用方法

技术领域

本发明是一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置及其使用方法，属于发酵罐技术领域。

背景技术

发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，在设计和加工中应注意结构严密，合理，发酵生产过程中，需要定时取样检测物料中各种成分的含量和细菌生长的状态，在研发阶段，按时取样格外重要，在进行取样操作时，需要用到自动取样装置，可以减少操作的风险，并且解放劳动力。

现有技术中，自动取样装置在使用时，生物发酵的特殊性，在自动取样完成后，工作人员必须立刻将样品拿走进行分析或保存，频繁的操作也决定了自动取样装置不能做到完全将物料与外界隔绝，不能完全规避染菌的风险，也不能完全解放劳动力，且在取样时，不便于对取样量进行控制，在取样时容易出现误差，以及不便于对取样液进行长时间保存，保存效果不好，现在急需一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置来解决上述出现的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明结构合理，便于组合安装，无菌取样便捷，取样量控制便捷，保存效果好。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置，包括自动取样箱和冰箱，所述自动取样箱和冰箱之间设置有冷藏箱，所述自动取样箱、冷藏箱和冰箱之间通过硅胶软管相连接，所述硅胶软管分别与冰箱内部电子秤上的取样瓶、冰箱外部的废液瓶相连接，所述冰箱和冷藏箱之间、废液瓶和自动取样箱之间的硅胶软管上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，所述自动取样箱一端的硅胶软管通过杀菌组件与采样源相连接。

进一步地，还包括设置在自动取样箱和采样源之间的杀菌组件，所述杀菌组件包括连接管道、A阀门和D阀门，所述硅胶软管的末端连接有A阀门，所述A阀门和B阀门组成无死角的两阀组结构通过连接管道与采样源相连接，所述D阀门通过蒸汽管道并联有C阀门，所述蒸汽管道与蒸汽源相连接。

进一步地，所述C阀门至D阀门之间的蒸汽管道、D阀门至A阀门之间的连接管始终相连通。

进一步地，所述自动取样箱内部设置有蠕动泵，所述蠕动泵用于对连接取样瓶和废液瓶的硅胶软管进行输送采样液，所述取样瓶和蠕动泵均设置有多个。

进一步地，还包括控制单元，所述控制单元包括PLC控制器，所述PLC控制器设置在自动取样箱内部，所述PLC控制器输入端设置有A/D转换器，所述PLC控制器输出端设置有D/A转换器，所述第一温度传感器、第二温度传感器、电子秤分别与A/D转换器电性连接，所述蠕动泵与D/A转换器电性连接。

进一步地，所述C阀门、蒸汽管道、D阀门、连接管道、A阀门、B阀门、取样瓶、废液瓶和硅胶软管内部组成一个封闭的空间，用于隔绝取样液与外界环境的接触。

一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（A）.进行杀菌，用于使连接管道和硅胶软管内部，长时间保持无菌；

步骤（B）.调节取样液保存温度；

步骤（C）. 区分并排除废液，用于免去人为设定排废液量的不准确性；

步骤（D）.进行取样，并调节取样温度，用于使流入取样瓶的取样液在需求的温度。

进一步地，步骤（A）具体包括如下

（A1）. 关闭A阀门和D阀门，打开C阀门和B阀门，向蒸汽管道内部通入蒸汽，蒸汽对C阀门、D阀门、连接管道、B阀门和A阀门进行灭菌操作；

（A2）.灭菌完成后关闭C阀门和B阀门，用于使内部长时间保持无菌；

步骤（B）具体包括如下

（B1）. 通过调节蠕动泵的速度，来调节取样液流入取样瓶的温度，冷藏箱用于加快取样液的冷却速度，使流入取样瓶的取样液在合适温度；

步骤（C）具体包括如下

（C1）.PLC控制器接收第二温度传感器的温度反馈；

（C2）. PLC控制器通过反馈的温度，自动判断当前取样液是否为采样源内最新的取样液，用于避免取样瓶中进入废液导致结果出现偏差；

（C21）.若非最新取样液，则PLC控制器控制连接废液瓶的蠕动泵工作，使取样液排入废液瓶内部；

（C22）.若为最新取样液，则执行步骤（D）操作；

步骤（D）具体包括如下

（D1）.取样瓶放置在电子秤上，任意一个取样瓶在使用的时候电子秤记录初始重量，实时将当前重量减去初始重量得到当前取样量的数据传输给PLC控制器；

（D11）.若当前取样量未达到设定值，PLC控制器通过接收第一温度传感器的温度反馈，控制连接取样瓶的蠕动泵转速，使流入取样瓶的取样液在需求的温度；

（D12）.若当前取样量达到设定值，PLC控制器停止连接取样瓶的蠕动泵工作。

进一步地，硅胶软管的末端与A阀门相连接，A阀门和B阀门组成无死角的两阀组结构通过连接管道与采样源相连接， D阀门通过蒸汽管道并联有C阀门，蒸汽管道与蒸汽源相连接。

进一步地，C阀门、蒸汽管道、D阀门、连接管道、A阀门、B阀门、取样瓶、废液瓶和硅胶软管内部组成一个封闭的空间，且蒸汽管道与连接管道始终相连通，用于隔绝取样液与外界环境的接触。

本发明的有益效果：本发明的一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置在使用时：

1.通过使用冷藏箱快速将取样液降低至需要温度，进入冰箱内部进行保存，在从采样源取出后时间段内，将取样液温度快速降低至合适的温度并且保持，使取样出来的微生物取样液暂停生长代谢，如此在实验人员对取样液进行检测的时候，其所有性质仍然和刚取出的时候保持一致，增强保存效果；

2.通过使用电子秤与PLC控制器连接，电子秤记录初始重量，实时将当前重量减去初始重量得到当前取样量的数据传输给PLC控制器，便于对取样瓶内部的取样量进行控制，使单次取样量保持一致，使得检验数据更有对比性，减小取样误差；

3.通过PLC控制器通过反馈的温度，自动判断当前取样液是否为采样源内最新的取样液，用于避免取样瓶中进入废液导致结果出现偏差，进而减小取样误差；

4.通过使用蒸汽源对蒸汽管道通入蒸汽，便于对连接管道、A阀门、D阀门、B阀门和C阀门进行除菌操作，用于使内部长时间保持无菌状态，防止取样液染菌，起到便于无菌取样的作用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置的结构示意图；

图2为本发明控制系统的示意图；

图中：1-电子秤、2-取样瓶、3-冰箱、4-第一温度传感器、5-冷藏箱、6-硅胶软管、7-B阀门、8-A阀门、9-D阀门、10-C阀门、11-蒸汽管道、12-连接管道、13-自动取样箱、131-蠕动泵、14-第二温度传感器、15-废液瓶。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置，包括自动取样箱13和冰箱3，自动取样箱13和冰箱3之间设置有冷藏箱5，自动取样箱13、冷藏箱5和冰箱3之间通过硅胶软管6相连接，硅胶软管6分别与冰箱3内部电子秤1上的取样瓶2、冰箱3外部的废液瓶15相连接，冰箱3和冷藏箱5之间、废液瓶15和自动取样箱13之间的硅胶软管6上分别设置有第一温度传感器4和第二温度传感器14，自动取样箱13一端的硅胶软管6通过杀菌组件与采样源相连接，通过使用冷藏箱快速将取样液降低至需要温度，进入冰箱内部进行保存，在从采样源取出后时间段内，将取样液温度快速降低至合适的温度并且保持，使取样出来的微生物取样液暂停生长代谢，如此在实验人员对取样液进行检测的时候，其所有性质仍然和刚取出的时候保持一致，增强保存效果，采样源为发酵罐。

还包括设置在自动取样箱13和采样源之间的杀菌组件，杀菌组件包括连接管道12、A阀门8和D阀门9，硅胶软管6的末端连接有A阀门8， A阀门8和B阀门7组成无死角的两阀组结构通过连接管道12与采样源相连接，D阀门9通过蒸汽管道11并联有C阀门10，蒸汽管道11与蒸汽源相连接，该设计通过使用蒸汽源对蒸汽管道11通入蒸汽，便于对连接管道12、A阀门8、D阀门9、B阀门7和C阀门10进行除菌操作，用于使内部长时间保持无菌状态，防止取样液染菌，起到便于无菌取样的作用，所述C阀门10至D阀门9之间的蒸汽管道11、D阀门9至A阀门8之间的连接管道12始终相连通，自动取样箱13内部设置有蠕动泵131，蠕动泵131用于对连接取样瓶2和废液瓶15的硅胶软管6进行输送采样液，取样瓶2和蠕动泵131均设置有多个，该设计通过使用蠕动泵131便于对连接取样瓶2和废液瓶15的硅胶软管6进行输送采样液。

还包括控制单元，控制单元包括PLC控制器，PLC控制器设置在自动取样箱13内部，PLC控制器输入端设置有A/D转换器，PLC控制器输出端设置有D/A转换器，第一温度传感器4、第二温度传感器14、电子秤1分别与A/D转换器电性连接，蠕动泵131与D/A转换器电性连接，该设计通过使用电子秤1与PLC控制器连接，便于对取样瓶2内部的取样量进行控制，减小取样误差，C阀门10、蒸汽管道11、D阀门9、连接管道12、A阀门8、B阀门7、取样瓶2、废液瓶15和硅胶软管6内部组成一个封闭的空间，用于隔绝取样液与外界环境的接触，该设计防止取样液与外界环境的接触，防止取样液在取样过程中染菌。

一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（A）.进行杀菌，用于使连接管道12和硅胶软管6内部，长时间保持无菌；

步骤（B）.调节取样液保存温度；

步骤（C）.区分并排除废液，用于免去人为设定排废液量的不准确性；

步骤（D）.进行取样，并调节取样温度，用于使流入取样瓶2的取样液在需求的温度。

步骤（A）具体包括如下

（A1）. 关闭A阀门8和D阀门9，打开C阀门10和B阀门7，向蒸汽管道11内部通入蒸汽，蒸汽对C阀门10、D阀门9、连接管道12、B阀门7和A阀门8进行灭菌操作；

（A2）.灭菌完成后关闭C阀门10和B阀门7，用于使内部长时间保持无菌；

步骤（B）具体包括如下

（B1）. 通过调节蠕动泵131的速度，来调节取样液流入取样瓶2的温度，冷藏箱5用于加快取样液的冷却速度，使流入取样瓶2的取样液在合适温度；

步骤（C）具体包括如下

（C1）. PLC控制器接收第二温度传感器14的温度反馈；

（C2）. PLC控制器通过反馈的温度，自动判断当前取样液是否为采样源内最新的取样液，用于避免取样瓶2中进入废液导致结果出现偏差，进而减小取样误差；

（C21）.若非最新取样液，则PLC控制器控制连接废液瓶15的蠕动泵131工作，使取样液排入废液瓶15内部；

（C22）.若为最新取样液，则执行步骤（D）操作；

步骤（D）具体包括如下

（D1）.取样瓶2放置在电子秤1上，任意一个取样瓶2在使用的时候电子秤1记录初始重量，实时将当前重量减去初始重量得到当前取样量的数据传输给PLC控制器，便于对取样瓶2内部的取样量进行控制，使单次取样量保持一致，使得检验数据更有对比性，减小取样误差；

（D11）.若当前取样量未达到设定值，PLC控制器通过接收第一温度传感器4的温度反馈，控制连接取样瓶2的蠕动泵131转速，使流入取样瓶2的取样液在需求的温度；

（D12）.若当前取样量达到设定值，PLC控制器停止连接取样瓶2的蠕动泵131工作。

硅胶软管6的末端与A阀门8相连接，A阀门8和B阀门7组成无死角的两阀组结构通过连接管道12与采样源相连接， D阀门9通过蒸汽管道11并联有C阀门10，蒸汽管道11与蒸汽源相连接，C阀门10、蒸汽管道11、D阀门9、连接管道12、A阀门8、B阀门7、取样瓶2、废液瓶15和硅胶软管6内部组成一个封闭的空间，且蒸汽管道11与连接管道12始终相连通，用于隔绝取样液与外界环境的接触。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置，其特征在于：包括自动取样箱（13）和冰箱（3），所述自动取样箱（13）和冰箱（3）之间设置有冷藏箱（5），所述自动取样箱（13）、冷藏箱（5）和冰箱（3）之间通过硅胶软管（6）相连接，所述硅胶软管（6）分别与冰箱（3）内部电子秤（1）上的取样瓶（2）、冰箱（3）外部的废液瓶（15）相连接，所述冰箱（3）和冷藏箱（5）之间、废液瓶（15）和自动取样箱（13）之间的硅胶软管（6）上分别设置有第一温度传感器（4）和第二温度传感器（14），所述自动取样箱（13）一端的硅胶软管（6）通过杀菌组件与采样源相连接；

该全封闭式自动取样装置，还包括杀菌组件和控制单元；

所述杀菌组件设置在自动取样箱（13）和采样源之间，其包括连接管道（12）、A阀门（8）和D阀门（9），所述硅胶软管（6）的末端连接有A阀门（8），所述A阀门（8）和B阀门（7）组成无死角的两阀组结构通过连接管道（12）与采样源相连接，所述D阀门（9）通过蒸汽管道（11）并联有C阀门（10），所述蒸汽管道（11）与蒸汽源相连接；

所述C阀门（10）至D阀门（9）之间的蒸汽管道（11）、D阀门（9）至A阀门（8）之间的连接管道（12）始终相连通；

所述自动取样箱（13）内部设置有蠕动泵（131），所述蠕动泵（131）用于对连接取样瓶（2）和废液瓶（15）的硅胶软管（6）进行输送采样液，所述取样瓶（2）和蠕动泵（131）均设置有多个；

所述控制单元包括PLC控制器，所述PLC控制器设置在自动取样箱（13）内部，所述PLC控制器输入端设置有A/D转换器，所述PLC控制器输出端设置有D/A转换器，所述第一温度传感器（4）、第二温度传感器（14）、电子秤（1）分别与A/D转换器电性连接，所述蠕动泵（131）与D/A转换器电性连接；

所述C阀门（10）、蒸汽管道（11）、D阀门（9）、连接管道（12）、A阀门（8）、B阀门（7）、取样瓶（2）、废液瓶（15）和硅胶软管（6）内部组成一个封闭的空间，用于隔绝取样液与外界环境的接触。

2.根据权利要求1所述的一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（A）.进行杀菌，用于使连接管道（12）和硅胶软管（6）内部，长时间保持无菌；

步骤（B）.调节取样液保存温度；

步骤（C）. 区分并排除废液，用于免去人为设定排废液量的不准确性；

步骤（D）.进行取样，并调节取样温度，用于使流入取样瓶（2）的取样液在需求的温度。

3.根据权利要求2所述的一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置的使用方法，其特征在于：

步骤（A）具体包括如下

（A1）. 关闭A阀门（8）和D阀门（9），打开C阀门（10）和B阀门（7），向蒸汽管道（11）内部通入蒸汽，蒸汽对C阀门（10）、D阀门（9）、连接管道（12）、B阀门（7）和A阀门（8）进行灭菌操作；

（A2）.灭菌完成后关闭C阀门（10）和B阀门（7），用于使内部长时间保持无菌；

步骤（B）具体包括如下

（B1）. 通过调节蠕动泵（131）的速度，来调节取样液流入取样瓶（2）的温度，冷藏箱（5）用于加快取样液的冷却速度，使流入取样瓶（2）的取样液在合适温度；

步骤（C）具体包括如下

（C1）. PLC控制器接收第二温度传感器（14）的温度反馈；

（C2）. PLC控制器通过反馈的温度，自动判断当前取样液是否为采样源内最新的取样液，用于避免取样瓶（2）中进入废液导致结果出现偏差；

（C21）.若非最新取样液，则PLC控制器控制连接废液瓶（15）的蠕动泵（131）工作，使取样液排入废液瓶（15）内部；

（C22）.若为最新取样液，则执行步骤（D）操作；

步骤（D）具体包括如下

（D1）. 取样瓶（2）放置在电子秤（1）上，任意一个取样瓶（2）在使用的时候电子秤（1）记录初始重量，实时将当前重量减去初始重量得到当前取样量的数据传输给PLC控制器；

（D11）.若当前取样量未达到设定值，PLC控制器通过接收第一温度传感器（4）的温度反馈，控制连接取样瓶（2）的蠕动泵（131）转速，使流入取样瓶（2）的取样液在需求的温度；

（D12）.若当前取样量达到设定值，PLC控制器停止连接取样瓶（2）的蠕动泵（131）工作。

4.根据权利要求2所述的一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置的使用方法，其特征在于：硅胶软管（6）的末端与A阀门（8）相连接，A阀门（8）和B阀门（7）组成无死角的两阀组结构通过连接管道（12）与采样源相连接， D阀门（9）通过蒸汽管道（11）并联有C阀门（10），蒸汽管道（11）与蒸汽源相连接。

5.根据权利要求2所述的一种智能区分废液的全封闭式自动取样装置的使用方法，其特征在于： C阀门（10）、蒸汽管道（11）、D阀门（9）、连接管道（12）、A阀门（8）、B阀门（7）、取样瓶（2）、废液瓶（15）和硅胶软管（6）内部组成一个封闭的空间，且蒸汽管道（11）与连接管道（12）始终相连通，用于隔绝取样液与外界环境的接触。

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