CN203838099U - 一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置，本实用新型中氮气钢瓶和空气泵的输出端分别与三通阀的一个端口连接，三通阀的第三个端口连接流量计输入端，流量计输出端与所述进气加湿瓶的进气口连接；进气加湿瓶的出气管与生物膜测试室的进气口连接；所述溶氧微电极固定在三维微操仪的夹持端上，并通过生物膜测试室的顶部出气口与测试室内的待测生物膜样品接触，皮安计的电压输出端与溶氧微电极的电极接口连接。本实用新型耗时短，且不需要精密的化学分析，因此测定结果准确，重复性好，系统误差非常小。
Description
技术领域
本实用新型涉及电化学分析领域，尤其涉及一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置。
技术背景
在好氧生物反应过程中，氧气通常作为电子供体参与生化反应。因此，生物膜内溶氧浓度的大小会直接影响到生化反应过程的反应速率。但是，由于氧气的溶解度非常低，使得它在气相向液相以及向生物膜传递的速率非常小。在实际的处理过程中，溶氧的传质过程经常会限制生化反应的效率，从而成为生化工艺的瓶颈。而测定生物膜内溶氧扩散系数，是研究溶氧传质过程、改进优化工艺参数的基础和前提。传统测定固体内部物质扩散系数的手段耗费时间长，结果不够准确，无法对样品进行原位测定。
实用新型内容
本实用新型针对上述技术问题，提供一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置，可以有效、简便、快速、准确地对生物膜内溶氧扩散系数进行原位测定。
一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置，包括气体输送装置、进气加湿瓶、生物膜测试室和溶氧微电极系统；
所述的生物膜测试室为一个长方体透明有机玻璃室，设有进气口和出气口，进气口在测试室的侧面，出气口在测试室的顶部并偏向远离进气口的一侧，待测生物膜样品放置在出气口正下方；溶氧微电极系统包括溶氧微电极8、三维微操仪和带电压输出的皮安计；所述气体输送装置包括一个带减压阀且充有纯氮气的氮气钢瓶、一个连通大气的空气泵、流量计和切换进气所用的三通阀；
所述氮气钢瓶和空气泵的输出端分别与三通阀的一个端口连接，三通阀的第三个端口连接流量计输入端，流量计输出端与所述进气加湿瓶的进气口连接；进气加湿瓶的出气管与生物膜测试室的进气口连接；所述溶氧微电极固定在三维微操仪的夹持端上，并通过生物膜测试室的顶部出气口与测试室内的待测生物膜样品接触，皮安计的电压输出端与溶氧微电极的电极接口连接。
所述进气加湿瓶为带胶塞的广口瓶，广口瓶上的胶塞设置两个通孔，其中第一个通孔穿有所述加湿瓶的进气管，进气管末端连接大孔径曝气头，曝气头置于瓶底，浸没在水面以下；另一个通孔穿有所述加湿瓶的出气管，悬于液面以上。
本实用新型跟传统方法相比，本系统耗时短，且不需要精密的化学分析，因此测定结果准确，重复性好，系统误差非常小。
附图说明
图1 为本实用新型测定生物膜内溶氧浓扩散系数的装置的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置，包括气体输送装置、进气加湿瓶5、生物膜测试室6和溶氧微电极系统；
所述的生物膜测试室6为一个长方体透明有机玻璃室，设有进气口和出气口，进气口在测试室的侧面，出气口在测试室的顶部并偏向远离进气口的一侧，待测生物膜样品7放置在出气口正下方；溶氧微电极系统包括溶氧微电极8、三维微操仪9和带电压输出的皮安计10；所述气体输送装置包括一个带减压阀且充有纯氮气的氮气钢瓶1、一个连通大气的空气泵2、流量计4和切换进气所用的三通阀3；
所述氮气钢瓶1和空气泵2的输出端分别与三通阀的一个端口连接，三通阀3的第三个端口连接流量计4输入端，流量计4输出端与所述进气加湿瓶5的进气口连接；进气加湿瓶5的出气管与生物膜测试室的进气口连接；所述溶氧微电极8固定在三维微操仪9的夹持端上，并通过生物膜测试室的顶部出气口与测试室内的待测生物膜样品接触，皮安计的电压输出端与溶氧微电极的电极接口连接。
所述进气加湿瓶5为带胶塞的广口瓶，广口瓶上的胶塞设置两个通孔，其中第一个通孔穿有所述加湿瓶的进气管，进气管末端连接大孔径曝气头，曝气头置于瓶底，浸没在水面以下；另一个通孔穿有所述加湿瓶的出气管，悬于液面以上。
将待测生物膜样品放入生物膜测试室中，先通入氮气一个小时，将体系中的氧气都赶跑，将溶氧微电极移动到生物膜样品内部指定深度处，将进气改为氧气同时记录该深度处溶氧随时间变化的曲线，当溶氧浓度变化不明显时停止数据记录。在生物膜不同位置不同深度重复这一实验，获得多个样本数据。通过数学模型模拟这一过程，通过改变模型中的溶氧扩散系数，拟合模型数据及实验测得数据。当两个结果吻合时所得到的扩散系数即为目标生物膜内的溶氧扩散系数。
Claims (2)
1. 一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置，包括气体输送装置、进气加湿瓶、生物膜测试室和溶氧微电极系统；
其特征在于：所述的生物膜测试室为一个长方体透明有机玻璃室，设有进气口和出气口，进气口在测试室的侧面，出气口在测试室的顶部并偏向远离进气口的一侧，待测生物膜样品放置在出气口正下方；溶氧微电极系统包括溶氧微电极、三维微操仪和带电压输出的皮安计；所述气体输送装置包括一个带减压阀且充有纯氮气的氮气钢瓶、一个连通大气的空气泵、流量计和切换进气所用的三通阀；
所述氮气钢瓶和空气泵的输出端分别与三通阀的一个端口连接，三通阀的第三个端口连接流量计输入端，流量计输出端与所述进气加湿瓶的进气口连接；进气加湿瓶的出气管与生物膜测试室的进气口连接；所述溶氧微电极固定在三维微操仪的夹持端上，并通过生物膜测试室的顶部出气口与测试室内的待测生物膜样品接触，皮安计的电压输出端与溶氧微电极的电极接口连接。
2.根据权利要求1所述的一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置，其特征在于：所述进气加湿瓶为带胶塞的广口瓶，广口瓶上的胶塞设置两个通孔，其中第一个通孔穿有所述加湿瓶的进气管，进气管末端连接大孔径曝气头，曝气头置于瓶底，浸没在水面以下；另一个通孔穿有所述加湿瓶的出气管，悬于液面以上。
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Cited By (1)
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| CN103969302A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-08-06 | 杭州电子科技大学 | 一种测定生物膜内溶氧扩散系数的装置及方法 |
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