[發明專利]一種用于深海沉積物微生物培養實驗的智能注液裝置

有效

• 申請號: 202111625382.3
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114540178B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 張偲;李潔;陳煜
• 申請（專利權）人: 南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）;中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/12;C12M1/36;C12M1/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;劉明星

1.一種用于深海沉積物微生物原位培養實驗的智能注液裝置，其特征在于：主要由插入裝置、可控緩釋注液系統、間隙水置換監測系統和深海蠕動泵構成，通過沉積物間隙水監測數據自動調整營養液注入量和注入時間間隔，以此來保持深海微生物原位長期培養實驗所需的沉積物中營養液濃度；插入裝置可通過重力或其他驅動裝置將注液針管和間隙水采集管插入到指定的沉積物位置；可控緩釋注液系統用于接受指令將一定量的培養液經注液針管注入到沉積物中；間隙水置換監測系統用于采集沉積物間隙水并監測環境參數制定注液策略；

所述可控緩釋注液系統包括電機控制機構、垂直減速移動機構、導向下壓導桿、液體移動保護艙和液體密封艙室；電機控制機構用于驅動垂直減速移動機構帶動導向下壓導桿做線性往返運動；液體密封艙室固定設置，開口端通過柔性的杯狀橡膠套密封；液體移動保護艙分別與導向下壓導桿和杯狀橡膠套連接；液體移動保護艙在導向下壓導桿的帶動下，將杯狀橡膠套壓入液體密封艙室，使液體密封艙室的培養液經底部的單向閥出口流出；杯狀橡膠套的邊緣有半圓形凸起結構設計使上下艙體接觸固定時密封，艙壁密封艙室的一端設置大于杯狀橡膠套曲率半徑的3倍以上凸緣；

所述插入裝置包括注液針管、注液口、間隙水采集管、抽液口和導向下壓柱；所述注液針管上間隔設置有若干向上凹壓的出水口，使注液針管插入沉積物時不會導致沉積物進入注液針管內部；所述間隙水采集管包括間隙水過濾膜、采集外殼和固定內殼，采集外殼連接在固定內殼上，間隙水過濾膜設置在采集外殼與固定內殼的夾層中，且間隙水過濾膜所處的間隙水采集外殼與間隙水采集固定內殼的殼體上均設置有多個過水孔，從上往下過水孔數量成遞增狀態增加，孔與孔間隙逐漸減小；

所述間隙水置換監測系統包括間隙水艙室、艙室密封蓋、傳感器、入水口、出水口和控制系統；深海蠕動泵將插入裝置內的間隙水緩慢吸入到傳感器固定艙室內，并將艙室內的原海水置換排出，深海蠕動泵流量不大于100ml/min；艙室密封蓋與間隙水艙室密閉連接，內部自動填充海水，入水口設置在艙室密封蓋的底部，并與深海蠕動泵的出水口連接；出水口設置在間隙水艙室遠離艙室密封蓋一側的頂部，并與外界單向連通；傳感器固定在艙室密封蓋與間隙水艙室的底部；控制系統進行耐高壓密封，通過水密接插件與傳感器相連，接受傳感器數據自容存儲，同時判斷是否低于設定的低限并反饋輸出到可控緩釋注液系統的電機控制機構，控制電機的啟停。

2.根據權利要求1所述的智能注液裝置，其特征在于：所述液體密封艙室采用上圓下錐面設計，采用耐酸耐堿耐腐蝕材質制成。

3.根據權利要求1所述的智能注液裝置，其特征在于：注液針管和間隙水采集固定內殼固定在導向下壓柱上，導向下壓柱與深海原位實驗平臺的移動裝置連接；注液口位于注液針管頂部，通過管道與可控緩釋注液系統的液體密封艙室的單向閥出口連接；抽液口位于間隙水采集固定內殼頂部，并通過管道與深海蠕動泵的入水口連接。