基于安德森撞击原理的浮游菌采样器系统开发

在食品与生物实验室等领域,对浮游菌数量有着严格的要求,进而对浮游菌采样器提出了更高要求。为了解决浮游菌采样器的气体流量受环境影响问题,研究了具有流量校准功能的浮游菌采样器,设计了集成大气压和温湿度传感器的文丘里管结构,改进了流量补偿公式,开发了基于抗饱和积分PID(比例、积分、微分)的风机控制系统,实现了气体流量的实时补偿与闭环控制。应用VMD(变分模态分解)算法对大气压测量数据进行滤波,降低了噪声对测量结果的影响。研制了基于安德森撞击原理的浮游菌采样器样机,开展了相关实验研究。实验结果表明:经过校准后,仪器的压差示值误差在±0.5%,流量采集精度示值误差在±1%以内,符合浮游菌采样器流量校准规范的要求,克服了环境因素导致气体采集流量误差大的问题,在浮游菌采样器领域具有很好的应用价值。

采样流量和孔板间距对浮游菌采样器采集效率的影响

浮游菌采样器作为一种高效的撞击采样器,具有易操作、小巧便携等特点,广泛应用于药厂洁净间、卫生防疫等场所。目前市场上的浮游菌采样器采集效率缺乏科学、高效的评价方法。采用基于空气动力学粒径谱仪的评价方法,分别检测2种国产浮游菌采样器的采集效率,发现采样流量、琼脂高度以及孔板间距(喷嘴到采集板距离)等因素会显著影响浮游菌采样器采集效率。研究表明,在固定采样流量下,孔板距离越近,采集效率越好;在孔板距离固定条件下,随着采样流量增大,采集效率会出现先增大后降低的特性,在采样流量为80 L/min时的采集效率最好;琼脂厚度越大,采集效率越高。该研究对改进浮游菌采样器的结构设计、提高产品质量具有参考意义,有助于提高浮游菌采样器的检测准确性和科学性。

浮游菌采样器校准参数的选择

通过对Anderson原理的分析和相关试验数据的验证,选择了工况负载条件下采样流量、撞击孔孔径、撞击孔孔数为浮游菌采样器的校准参数。为今后浮游菌采样器的校准方法确定提供了一定的理论依据。

100L/min浮游菌采样器流量校准工况

通过在采样工况条件下获得100 L/min浮游菌采样器的工况阻力实验,设计了合理的100 L/min浮游菌采样器的流量校准工况条件和模拟工况装置,使浮游菌采样器在使用模拟工况装置状态下获得的校准流量更接近于实际采样状态下的流量,为浮游菌采样器的采样流量校准提供了一定的实验依据。

基于微型孔板流量计原理的浮游菌采样器流量测量装置的设计

基于微型孔板流量计原理设计的浮游菌采样器流量测量装置,具有压损低,流量测量稳定性好,精度高。带温度、大气压补偿功能,通过调整流量校正系数修正至标准流量,校准方便。

基于空气动力学的浮游菌采样器采集物理效率检测方法的研究

基于空气动力学原理,提出了一种针对浮游菌采样器采集物理效率的新型检测方法,并搭建了检测装置,可以得到连续的采样效率曲线,直观获取不同动力学粒径对应的采集物理效率。分别评价了2款国产及1款进口的浮游菌采样器采集物理效率,结果发现国产采样器采样效率不及进口品牌,质量还有待提升。研究了多分散的亚利桑那超细试验粉尘与单分散颗粒物标物检测结果的差异,发现国产采样器的差异大于进口采样器。所提检测方法有助于提高浮游菌采样器采集物理效率检测的准确性、科学性及检测效率。

流量校准仪对浮游菌采样器负载的影响

浮游菌采样器采样流量的偏差,将导致测量点单位体积菌落数统计出现偏差,无法反映测量点浮游菌真实情况。可见浮游菌采样器流量的校准直接关系到需要测定的结果,所以浮游菌采样器流量校准仪(以下简称流量校准仪)带来的影响也是一项重要的技术考量指标。不同采样管道内径和长度的流量校准仪在给100L/min浮游菌采样器进行流量校准时带来相应影响,流量校准仪采样管道内径太小,太长都容易给浮游菌采样器风机增加额外的负载,不能真实的标定浮游菌采样器采样采样时的流量值。

浮游菌采样器计量装置的研究

本文探讨研制一种基于叶轮式流量标定技术的浮游菌采样器检定装置的技术路线,该浮游菌采样器检定装置,利用叶轮式流量计原理,采用高精度轴承原件和高灵敏度传感器制成标准流量装置,具有压力、温度补偿功能,不仅大大提高了浮游菌采样器瞬时流量、累计流量参数的检定精度,并且可以填补浮游菌采样器检定装置的市场空白,适用于基于不同采样动力源的浮游菌采样器。本文详细介绍了该浮游菌采样器检定装置的结构、工作原理及主要技术指标。

基于叶轮式流量标定技术的浮游菌采样器检定方法的实现与分析

本项目研制的浮游菌采样器检定装置,可适应不同口径、不同流量、不同采样动力源的浮游菌采样器,可较好地适应浮游菌采样器高流量、低风压的特点。研究开发的浮游菌采样器检定装置已经完成了组装及调试工作,并进行大量的性能试验,包括基本功能试验、环境条件试验、运输条件试验等。在大量试验的基础上进行分析研究。

两种消毒方法对空气浮游菌采样器消毒效果的比较

目的比较两种消毒方法对空气浮游菌采样器的消毒效果有无差异。方法分别采用75%酒精棉球擦拭法和烧灼法对空气浮游菌采样器消毒后进行空气浮游菌采样,将所得培养皿进行培养后计数空气浮游菌细菌总数,用统计学软件SPSS 17.0对结果进行统计学处理。结果两种方法对采样器消毒效果的差异无统计学意义(P>0.05)。结论实际操作中,75%酒精棉球擦拭法优于灼烧法,可以满足采样器的现场消毒需求。

浮游菌采样器原理及其量值溯源方法研究

浮游菌采样器作为一种大流量采样器，对空气中浮游尘菌进行收集，具有恒流采样、等速采样等特点。由于仪器开口尺寸大，而采用的风机电机功率比较小，抗负载能力差，难以克服管路连接时口径显著差异引入的阻力，从而不能利用常规的中流量孔口流量计对采样器采样流量进行检测。可采用尺寸与采样器口径相当、基于叶轮风速原理的流量测量装置，对浮游菌采样器进行校准，再将该测量装置溯源到流量，从而实现大流量、低负载浮游菌采样器的量值溯源。

浮游菌采样器校准装置的校准

DA-100NT作为100L/min的浮游菌采样器的流量校准装置,由于没有长接口方便与其他装置连接,其量值溯源是个难点。本文提出一种利用口径与DA-100NT相当的腰轮流量计作为流量标准装置,通过调节阀门来实现DA-100NT不同流量检测。结果表明,在30～140L/min范围内,DA-100NT示值与流量标准值有较好的线性关系,流量越小,误差越大;截取60～110L/min曲线段作为工作段,具有更好的线性,该范围内不同点的扩展不确定度不超过1.1%(k=2)。

两种浮游菌采样器校准装置测量结果的差异

DA-100NT和ZR-5030作为两种典型浮游菌采样器流量校准装置,其结构、原理不同,量值溯源方法不同,虽然在进行流量值修正后,对同一台浮游菌采样器测量结果仍然不同。DA-100NT为通用型设备,可与不同厂家、型号仪器的接口对接,而ZR-5030自带特定口径、孔径和孔数的采样头,不仅局限为某特定型号采样器专用型校准设备,还由于结构与实际采样头的差异引入系统误差,导致测量结果与DA-100NT的不一致。