一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统及采样方法技术方案

本发明专利技术公开的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统及采样方法，包括采样装置、储水装置和采样驱动及喷水装置，在采用驱动及喷水装置中集成有驱动机构和喷水机构，喷水机构与储水装置连接，驱动机构与采样装置通过一伸缩机构连接，驱动采样装置转动进行采样；喷水机构中的喷水端位于驱动机构的输出端一侧。本发明专利技术充分考虑实际管道生物膜采样的特点，能较好应用于不同管材和管径的采样情况，避免人工采样造成的杂菌污染，减小定量时产生的误差。同时方便研究人员对不同管材、不同管径的市政供水管道进行生物膜采样，采样时可控制刷洗喷出的水量，并根据需要调整管道各区域的刷洗速度和时间，兼顾效率与便捷性，避免了传统方法的一些不足。

A sampling system and sampling method for pipeline biofilm based on electric power

The invention discloses a pipeline biofilm electric drive based on the sampling system and the sampling methods, including sampling and sampling device, water storage device driver and the water spraying device in the drive and the water spraying device is integrated with a driving mechanism and a spraying mechanism, a spraying mechanism is connected with the water storage device, the driving mechanism and connected through a sampling device telescopic mechanism, driving device for rotating sampling sampling; water spray mechanism in the end on the drive mechanism and the output end of the side. The invention fully considers the characteristics of the sampling of the actual pipe biofilm, and can be applied to the sampling situation of different pipes and diameters, so as to avoid the contamination caused by manual sampling and reduce the errors caused by quantitative analysis. At the same time to facilitate the municipal water supply pipe with different diameters in different tubes, researchers biofilm sampling, sampling can be controlled according to the water from the washing, brushing speed and time need to adjust the pipeline of each region, both efficiency and convenience, to avoid some of the shortcomings of traditional methods.

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统及采样方法
本专利技术涉及生物膜采样
,特别涉及一种基于电动管道生物膜采样系统及采样方法，其相对于传统手工生物膜采样方法具有省力高效的特点，有力提高了相关领域研究人员的工作效率。
技术介绍
在市政管网系统的供水管道中，由于微生物分泌胞外聚合物，大量微生物相互粘附并附着于管道内壁，从而形成生物膜。生物膜有利于致病微生物适应水力环境的变化，并为它们提供必要的营养与生长场所，保障生存所需要的各项生理代谢活动。因此，管网中的绝大部分微生物都富集在生物膜里，对生物膜进行采样也成为了管道微生物研究的重要前置环节。然而目前的管道生物膜采样程序存在一些问题，使科研工作的严谨性和规范性受到挑战。目前的传统手工操作通常在中试平台或拆管现场进行，方法主要有两种：其一是利用棉签在管道内壁直接刮取采样，这种做法在目前的相关文献中叙述得较多，但实际采样的效率和质量低下，所采集的生物膜样很难具有代表性；另一种则是利用毛刷采样，将拆卸下管道竖直放置或以一定倾斜角度垫高，在管道一端用洗瓶将无菌水挤出淋洗于管道内壁，同时使用毛刷将附着其上的生物膜刷洗下来，最后将收集到的淋洗液和沙浆等内衬物经托盘转移到无菌采样瓶。上述传统操作方法存在的问题有：(1)关于生物膜采样的操作流程业内尚不存在统一的标准，在学术交流的过程中造成困难；(2)过程繁琐、效率低下，每段管道需要至少一名操作员动手刷管并收集淋洗液，在人手不足的情况下花费的时间较长；(3)不能保证管道内部采样完全，拆卸下的管道接近两端的位置采样较彻底，而管道中部区域难免有所遗漏；(4)市政管网系统中管道尺寸多样，手动采样所使用的管刷直径选择不够灵活；(5)中试平台卸下的管道在实验场所存放的时间过长，容易受空气的中杂菌污染，同时难以达到无菌操作的要求。
技术实现思路
本专利技术之目的之一在于克服现有技术的不足，为简化管道生物膜采样操作、规范采样流程提供一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统。该基于电力驱动的管道生物膜采样系统充分考虑实际管道生物膜采样的特点，能较好应用于不同管材和管径的采样情况，避免人工采样造成的杂菌污染，减小定量时产生的误差。同时方便研究人员对不同管材、不同管径的市政供水管道进行生物膜采样，采样时可控制刷洗喷出的水量，并根据需要调整管道各区域的刷洗速度和时间，兼顾效率与便捷性，避免了传统方法的一些不足。本专利技术之目的之二在于提供上述基于电力驱动的管道生物膜采样系统的采样方法。作为本专利技术第一方面的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，包括采样装置、储水装置和采样驱动及喷水装置，在所述采用驱动及喷水装置中集成有所述采样装置的驱动机构和喷水机构，所述喷水机构中的进水端与所述储水装置连接，所述驱动机构的输出端与所述采样装置通过一伸缩机构连接并通过所述伸缩机构驱动所述采样装置转动进行采样；所述喷水机构中的喷水端位于所述驱动机构的输出端一侧。在本专利技术的一个优选实施例中，所述采样装置为一可拆换刷头。在本专利技术的一个优选实施例中，所述可拆换刷头的直径为1cm、3cm、5cm或10cm。在本专利技术的一个优选实施例中，所述伸缩机构为一可伸缩旋转轴，该可伸缩旋转轴由多节旋转轴依次伸缩连接组成，其中从所述采样驱动及喷水装置数起，第一节旋转轴的第一端与所述驱动机构的输出端传动连接，第一节旋转轴的第二端与所述第二节旋转轴的第一端伸缩并传动连接，依次类推，上一节旋转轴的第二端与下一节旋转轴的第一端伸缩并传动连接，最后一节旋转轴的第二端与所述可拆换刷头可拆卸传动连接。在本专利技术的一个优选实施例中，相邻两节的旋转轴之间设置有伸缩定位扣，所述伸缩定位扣用以实现相邻两节旋转轴之间的固定连接。在本专利技术的一个优选实施例中，所述储水装置由多个可拼接洗瓶串联而成，每个可拼接洗瓶具有一个瓶体，所述瓶体内具有一个容水腔，在所述瓶体的两端分别设置有一个外螺纹接头和一个内螺纹接头，从所述采样驱动及喷水装置数起，第一个可拼接洗瓶的内螺纹接头与所述喷水机构中的进水端螺纹连接，第二个可拼接洗瓶的内螺纹接头与所述第一个可拼接洗瓶的外螺纹接头螺纹连接，依次类推，上一个可拼接洗瓶的外螺纹接头与下一个可拼接洗瓶的内螺纹接头螺纹连接，在最后一个可拼接洗瓶的外螺纹接头上旋有一旋盖。在本专利技术的一个优选实施例中，所述储水装置的重心位于所述采样装置旋转中心轴线的同轴延伸线上。在本专利技术的一个优选实施例中，所述采样驱动及喷水装置包括一壳体和集成在所述壳体内的所述采样装置的驱动机构和喷水机构，其中所述采样装置的驱动机构包括设置在所述壳体内的可充电电池、电路板、驱动电机和构成所述驱动机构输出端的旋转主轴以及设置所述壳体上的开关，所述可充电电池与所述电路板电连接，所述电路板通过所述开关与所述驱动电机电连接，所述旋转主轴轴设在所述壳体上且该旋转主轴的第一端与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述旋转主轴的第二端伸出所述壳体并与所述可伸缩旋转轴中的第一节旋转轴的第一端连接；所述喷水机构包括设置在所述壳体内的软水管、滑动配置在所述壳体内的供水开关驱动机构，还包括构成所述喷水机构的喷水端的喷水管和构成所述喷水机构中的进水端的进水接头，在所述软水管上设置有一供水开关，所述供水开关驱动机构中的供水驱动端与所述供水开关驱动连接，所述供水开关驱动机构中的操作端位于所述壳体外；所述喷水管通过一360°活动关节安装在所述壳体上，所述喷水管的入端与所述软水管的一端连接，所述喷水管的出端位于所述壳体外；所述进水接头安装在所述壳体上，该进水接头的入端位于所述壳体外并与所述第一个可拼接洗瓶的内螺纹接头连接，该进水接头的出端与所述软水管的另一端连接。在本专利技术的一个优选实施例中，在所述电路板上设置有露出所述壳体外的电源指示灯和充电口。在本专利技术的一个优选实施例中，所述开关为转速档位开关。在本专利技术的一个优选实施例中，所述喷水机构还包括一加压水瓶、加压阀以及加压阀复位弹簧，所述加压阀的阀体安装在所述加压水瓶的瓶体上，所述加压阀中的活塞的一端伸入所述加压水瓶的瓶腔中，所述加压阀复位弹簧设置在所述加压水瓶的瓶腔内，该加压阀复位弹簧一端与所述加压水瓶瓶体接触，另一端与所述加压阀中的活塞接触，所述加压阀中的活塞另一端与所述供水开关驱动机构中的加压驱动端连接；所述加压水瓶与所述软水管的另一端连接，所述进水接头的出端通过一单向阀与所述加压水瓶连接，该单向阀控制所述可拼接洗瓶内的水流入所述加压水瓶中，所述加压水瓶内的水不会流回所述可拼接洗瓶内。在本专利技术的一个优选实施例中，所述供水开关驱动机构包括一构成所述供水开关驱动机构中的操作端的扳机、一驱动杆和一对带有滑槽的支撑杆，一对带有滑槽的支撑杆安装在所述壳体内，在所述驱动杆上配置有一对滑销，一对滑销分别滑动支撑在一对支撑杆的滑槽中；所述扳机与所述驱动杆连接并位于所述壳体外，所述驱动杆上设置有供水驱动端和加压驱动端。作为本专利技术第二方面的基于电力驱动的管道生物膜采样系统的采样方法，包括以下步骤：(1)消毒灭菌步骤采样开始对储水装置和采样驱动及喷水装置进行酒精消毒，对采样装置、接收生物膜淋洗液的托盘和支架需要经过高温灭菌处理；(2)加注无菌水步骤给所述储水装置和喷水机构内加注无菌水；(3)采样步骤将拆卸下管道竖直放置于所述支架上，所述支架立于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，包括采样装置、储水装置和采样驱动及喷水装置，在所述采用驱动及喷水装置中集成有所述采样装置的驱动机构和喷水机构，所述喷水机构中的进水端与所述储水装置连接，所述驱动机构的输出端与所述采样装置通过一伸缩机构连接并通过所述伸缩机构驱动所述采样装置转动进行采样；所述喷水机构中的喷水端位于所述驱动机构的输出端一侧。

【技术特征摘要】
1.一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，包括采样装置、储水装置和采样驱动及喷水装置，在所述采用驱动及喷水装置中集成有所述采样装置的驱动机构和喷水机构，所述喷水机构中的进水端与所述储水装置连接，所述驱动机构的输出端与所述采样装置通过一伸缩机构连接并通过所述伸缩机构驱动所述采样装置转动进行采样；所述喷水机构中的喷水端位于所述驱动机构的输出端一侧。2.如权利要求1所述的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，所述采样装置为一可拆换刷头。3.如权利要求2所述的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，所述可拆换刷头的直径为1cm、3cm、5cm或10cm。4.如权利要求2所述的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，所述伸缩机构为一可伸缩旋转轴，该可伸缩旋转轴由多节旋转轴依次伸缩连接组成，其中从所述采样驱动及喷水装置数起，第一节旋转轴的第一端与所述驱动机构的输出端传动连接，第一节旋转轴的第二端与所述第二节旋转轴的第一端伸缩并传动连接，依次类推，上一节旋转轴的第二端与下一节旋转轴的第一端伸缩并传动连接，最后一节旋转轴的第二端与所述可拆换刷头可拆卸传动连接。5.如权利要求4所述的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，相邻两节的旋转轴之间设置有伸缩定位扣，所述伸缩定位扣用以实现相邻两节旋转轴之间的固定连接。6.如权利要求1所述的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，所述储水装置由多个可拼接洗瓶串联而成，每个可拼接洗瓶具有一个瓶体，所述瓶体内具有一个容水腔，在所述瓶体的两端分别设置有一个外螺纹接头和一个内螺纹接头，从所述采样驱动及喷水装置数起，第一个可拼接洗瓶的内螺纹接头与所述喷水机构中的进水端螺纹连接，第二个可拼接洗瓶的内螺纹接头与所述第一个可拼接洗瓶的外螺纹接头螺纹连接，依次类推，上一个可拼接洗瓶的外螺纹接头与下一个可拼接洗瓶的内螺纹接头螺纹连接，在最后一个可拼接洗瓶的外螺纹接头上旋有一旋盖。7.如权利要求6所述的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，所述储水装置的重心位于所述采样装置旋转中心轴线的同轴延伸线上。8.如权利要求1至7任一项权利要求所述的一种基于电力驱动的管道生物膜采样系统，其特征在于，所述采样驱动及喷水装置包括一壳体和集成在所述壳体内的所述采样装置的驱动机构和喷水机构，其中所述采样装置的驱动机构包括设置在所述壳体内的可充电电池、电路板、驱动电机和构成所述驱动机构输出端的旋转主轴以及设置所述壳体上的开关，所述可充电电池与所述电路板电连接，所述电路板通过所述开关与所述驱动电机电连接，所述旋转主轴轴设在所述壳体上且该旋转主轴的第一端与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述旋转主轴的第二端伸出所述壳体并与所述可伸缩旋转轴中的第一节旋转轴的第一端连接；所述喷水机构包括设置在所述壳体内的软水管、滑动配置在所述壳体内的供水开关驱动机构，还包括构成所述喷水机构的喷水端的喷水管和构成所述喷水机构中的进水端的进水接头，在所述软水管上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：申屠华斌，
申请(专利权)人：上海市水利工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31