[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于水解氮實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)裝置及培養(yǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011284724.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112505292B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高秀麗;鄭志榮;呂世海;刁兆巖;馬普;劉震國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/24
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/24;G01N1/28;G05B19/05
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

1.一種用于水解氮實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)裝置，其特征在于，該裝置包括：培養(yǎng)裝置本體(1)、加熱裝置(2)、回旋式震蕩裝置(3)、多層式震蕩支架(4)、多個(gè)溫度傳感器(5)、PLC控制器(6)、多個(gè)擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)、多個(gè)擴(kuò)散皿(10)、蜂鳴器(8)和用戶(hù)終端(9)；

所述培養(yǎng)裝置本體(1)為頂部和底部均封閉的中空方柱體結(jié)構(gòu)；多層式震蕩支架(4)嵌入至培養(yǎng)裝置本體(1)的中空位置處，培養(yǎng)裝置本體(1)的一側(cè)設(shè)有矩形開(kāi)口，并在該矩形開(kāi)口處設(shè)置安裝門(mén)；與設(shè)有矩形開(kāi)口的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)，設(shè)有熱風(fēng)出口(12)；

多層式震蕩支架(4)上固定安裝多個(gè)擴(kuò)散皿托盤(pán)(7)，每個(gè)擴(kuò)散皿托盤(pán)(7)上固定放置多個(gè)擴(kuò)散皿(10)，每個(gè)擴(kuò)散皿(10)中放置對(duì)應(yīng)的土壤樣本；

培養(yǎng)裝置本體(1)的中空位置的內(nèi)壁上均勻布設(shè)多個(gè)溫度傳感器(5)；

培養(yǎng)裝置本體(1)的頂部安裝PLC控制器(6)和蜂鳴器(8)；

靠近培養(yǎng)裝置本體(1)的底部開(kāi)設(shè)呈上下設(shè)置的第一層式抽屜結(jié)構(gòu)和第二層式抽屜結(jié)構(gòu)，第一層式抽屜結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置回旋式震蕩裝置(3)，且該回旋式震蕩裝置(3)通過(guò)連接裝置與震蕩支架(4)連接；

第二層式抽屜結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置加熱裝置(2)，且該加熱裝置(2)與PLC控制器(6)電性連接；

PLC控制器(6)還與多個(gè)溫度傳感器(5)和蜂鳴器(8)電性連接；

PLC控制器(6)通過(guò)長(zhǎng)距離通信方式與用戶(hù)終端(9)遠(yuǎn)程連接；

所述回旋式震蕩裝置(3)包括：從動(dòng)帶輪(18)、主動(dòng)帶輪(21)、主動(dòng)偏心軸(17)、從動(dòng)偏心軸(19)、電機(jī)(20)、傳送帶(22)、軸承底座(24)和多個(gè)偏心軸聯(lián)軸器(23)；

軸承底座(24)上固定電機(jī)(20)和從動(dòng)偏心軸(19)，且從動(dòng)偏心軸(19)的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在從動(dòng)帶輪(18)的中部，其另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在軸承支座(24)上；

主動(dòng)偏心軸(17)的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置從動(dòng)帶輪(18)上，且該端與設(shè)置在從動(dòng)帶輪(18)的中部的從動(dòng)偏心軸(19)的一端位于同一水平線(xiàn)上，并相對(duì)放置；主動(dòng)偏心軸(17)的另一端安裝在多層式震蕩支架(4)的底部，并與安裝在多層式震蕩支架(4)上的四角處的偏心軸聯(lián)軸器(23)相連接；

主動(dòng)帶輪(21)與電機(jī)(20)可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，且主動(dòng)帶輪(21)和從動(dòng)帶輪(18)通過(guò)傳送帶(22)連接；

所述多層式震蕩支架(4)為上下方向設(shè)置的多層式支架結(jié)構(gòu)，其中的每一層支架放置對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)；

所述擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)包括：擴(kuò)散皿支架(13)和多個(gè)擴(kuò)散皿(10)，所述擴(kuò)散皿支架(13)上開(kāi)設(shè)多個(gè)圓柱形凹槽，將每個(gè)擴(kuò)散皿(10)固定安裝在對(duì)應(yīng)的圓柱形凹槽內(nèi)；

所述擴(kuò)散皿(10)包括：擴(kuò)散皿底盤(pán)(14)和擴(kuò)散皿上蓋(15)；擴(kuò)散皿上蓋(15)蓋在擴(kuò)散皿底盤(pán)(14)上，所述擴(kuò)散皿底盤(pán)(14)為頂部開(kāi)口的圓柱形結(jié)構(gòu)，且擴(kuò)散皿底盤(pán)(14)的中部開(kāi)設(shè)直徑小于擴(kuò)散皿直徑的小圓柱形結(jié)構(gòu)，其橫截面整體呈圓環(huán)式結(jié)構(gòu)；

在沿徑向方向上，小圓柱形結(jié)構(gòu)的外圓周與圓柱形結(jié)構(gòu)的外圓周之間采用金屬導(dǎo)熱絲連接；

擴(kuò)散皿上蓋(15)的頂部?jī)?nèi)壁上設(shè)置多個(gè)金屬導(dǎo)熱絲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水解氮實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述溫度傳感器(5)，用于實(shí)時(shí)采集每個(gè)擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)上放置的每個(gè)擴(kuò)散皿(10)中的土壤樣本的溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水解氮實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述PLC控制器(6)上還設(shè)置顯示觸屏，該顯示觸屏通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分別與PLC控制器和用戶(hù)終端遠(yuǎn)程互聯(lián)互通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水解氮實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述戶(hù)終端(9)為手機(jī)、計(jì)算機(jī)或平板電腦。

5.一種用于水解氮實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)方法，其特征在于，該方法基于上述權(quán)利要求1-4中任一所述的用于水解氮實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)裝置實(shí)現(xiàn)，該方法包括：

將水解氮實(shí)驗(yàn)所需要的N個(gè)土壤樣本放置于擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)上的多個(gè)擴(kuò)散皿(10)，并將每個(gè)擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)放置在多層式震蕩支架(4)上，再將放置有多個(gè)擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)的多層式震蕩支架(4)放置于培養(yǎng)裝置本體(1)的中空位置處，并關(guān)閉安裝門(mén)；

PLC控制器(6)發(fā)送加熱指令至加熱裝置(2)，加熱裝置(2)啟動(dòng)，對(duì)每個(gè)土壤樣本進(jìn)行加熱；

多個(gè)溫度傳感器(5)實(shí)時(shí)采集每個(gè)土壤樣本的培養(yǎng)溫度，并將其傳送至用戶(hù)終端(9)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；

用戶(hù)終端(9)根據(jù)所顯示的每個(gè)土壤樣本的培養(yǎng)溫度，判斷每個(gè)土壤樣本是否需要震蕩；

如果當(dāng)前所顯示的土壤樣本的培養(yǎng)溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的培養(yǎng)溫度閾值，且培養(yǎng)時(shí)間達(dá)到12小時(shí)，則PLC控制器(6)發(fā)送控制指令至加熱裝置(2)，控制加熱裝置(2)停止加熱，同時(shí)，PLC控制器(6)發(fā)送震蕩指令至回旋式震蕩裝置(3)，回旋式震蕩裝置(3)對(duì)多層式震蕩支架(4)、擴(kuò)散皿專(zhuān)用托盤(pán)(7)、多個(gè)擴(kuò)散皿(10)以及放置在每個(gè)擴(kuò)散皿(10)中的土壤樣本進(jìn)行平穩(wěn)震蕩；

PLC控制器(6)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的震蕩停止時(shí)間，對(duì)回旋式震蕩裝置(3)發(fā)送停止震蕩指令，控制回旋式震蕩裝置(3)停止震蕩；

PLC控制器(6)再根據(jù)預(yù)先設(shè)定的本次震蕩距離下一次震蕩所需要的間隔時(shí)間以及所需要的震蕩次數(shù)，完成對(duì)每個(gè)土壤樣本所需要的平穩(wěn)震蕩次數(shù)和培養(yǎng)；

PLC控制器(6)將每個(gè)完成培養(yǎng)的土壤樣本所對(duì)應(yīng)的位置信息發(fā)送至用戶(hù)終端(9)，同時(shí)，安裝在培養(yǎng)裝置本體(1)上蜂鳴器(8)發(fā)出提示聲，用戶(hù)終端(9)為用戶(hù)推送完成培養(yǎng)的土壤樣本的位置信息以及對(duì)應(yīng)的報(bào)警提示音；

用戶(hù)根據(jù)在用戶(hù)終端(9)所顯示的完成培養(yǎng)的土壤樣本的位置信息，將對(duì)應(yīng)的土壤樣本取出，并獲得對(duì)應(yīng)的土壤數(shù)據(jù)。