雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测方法及装置制造方法及图纸

一种雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测方法及装置，包括实时对雨生红球藻培养过程中的藻液进行自动取样、自动检测pH值，并自动控制CO2的通入流量和时间，非接触式取样装置定时采集培养液进入pH值检测池，自动折算出需要加入的CO2体积，操作人员能远程通过数据采集处理系统查看并控制pH在线检测仪器，实时对雨生红球藻光生物反应器水样判断，通过控制CO2自动阀的流量和时间，至培养液pH值精确控制到预设的范围内；检测的数据通过数据采集设备对数据进行实时存储，并通过服务器传输至中控室电脑。系统检测完一个周期，处于待机状态，待10min左右，再次启动下一个检测控制周期。确保pH值达到雨生红球藻生长的最适范围。

【技术实现步骤摘要】
雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测方法及装置
本专利技术属于一种雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测方法及装置。
技术介绍
雨生红球藻生长过程中，对pH缓冲能力比较弱。在培养过程中，随着营养液的吸收利用培养液的pH会很快升高，pH值经常会>10。pH成为红球藻生长的限制因子。控制pH是解决红球藻生长的关键之一。雨生红球藻尤其是它的绿色游动细胞对环境pH值的改变较敏感，其生长状况与培养液的pH稳定性关系密切。而现在通过封闭式光生物反应器在养殖雨生红球藻增加生物量方面做出了突出进步，其具有培养密度高的优点，但是在封闭式光生物反应器中培养时培养液的pH值控制一般采取每小时人工取样，实验室手工分析的方式，操作员工再根据实验室测定pH手动控制通入CO2的加入量，而雨生红球藻的生长最适pH值在7.5-8.5之间，按照以上方法很难确保雨生红球藻生长在适宜的pH环境下。而且由于分析频次低（1小时/次）,检测控制过程人工操作较多，涉及多个工人进行操作，且周而复始的机械性工作，难免人工出现懈怠的情况，一旦某个环节执行不力，将对红球藻的生长产生极大的破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测方法与装置，以解决现有技术存在的上述问题，能够更精准和适时地检测培养液的pH值。技术方案：一、一种雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测的方法，包括实时对雨生红球藻培养过程中的藻液进行自动取样、自动检测pH值，并自动控制CO2的通入流量和时间，具体有如下步骤：（1）PH值自动检测控制系统通过非接触式取样装置定时采集培养液进入pH值检测池，检测完毕后培养液及时反排回光生物反应器管道中；（2）纯水清洗取样管道和pH值检测池；（3）系统确定检测的pH值，自动折算出需要加入的CO2体积，通过控制CO2自动阀的流量和时间，确保精确加入到位；（4）第一次加入CO2调节完毕后，系统将再次抽取调节后的培养液进行检测，确定pH是否调节到位，如还未精确到位，将再次进行微调，直至培养液PH值精确控制到预设的范围内；（5）系统数据、状态通过服务器在办公室电脑上显示；操作人员可远程通过数据采集处理系统查看并控制pH在线检测仪器，可远程发送指令检查仪器的测量准确度和各个部件工作状态。方便操作人员、相关领导监控及查看，实时了解系统运行情况。提供数据报表、数据统计、质控预警等功能。（6）PH值自动检测控制系统启动，实时对雨生红球藻光生物反应器水样判断，若水样异常，系统将待机；（7）水样正常，启动取样泵，并对PH检测池水位判断，水位不足于浸泡到pH探头将重新进行取样；（8）PH检测池水位正常，取样泵停止，pH自动检测仪同步进行检测，并计算所需CO2的量；（9）通过控制CO2自动阀的流量和时间，确保精确加入到位；（10）第一次加入CO2调节完毕后，系统将再次抽取调节后的培养液进行检测，确定pH是否调节到位，如还未精确到位，将再次进行微调，直至培养液pH值精确控制到预设的范围内；（11）检测的数据通过数据采集设备对数据进行实时存储，并通过服务器传输至中控室电脑；（12）数据实施发布，方便操作人员、相关领导监控及查看，实时了解系统运行情况。提供数据报表、数据统计、质控预警等功能。（13）系统检测完一个周期后，处于待机状态，待10min左右，系统再次启动下一个检测控制周期。二、实现上述方法的是一种雨生红球藻培养过程中的培养液pH值自动检测装置，包括pH值自动检测控制系统和pH自动检测装置，其特征在于pH值自动检测控制系统构成：由DOS系统1、操作站2a和在线分析仪器组成，在DOS系统中包括软件控制系统4、服务器5和数据采集设备6，各组成部分通过数据线信号连接；操作站2a中包括工程师站2和操作员站3。DCS系统还包括现场控制单元、数据采集设备6和分析仪器、服务器5、远程控制单元、DCS软件控制系统4，通过相关数据信号线连接。pH自动检测控制系统中现场控制单元的硬件配置包括主机插件(CPU插件)、电源插件、通信插件、相关插件；一个现场控制单元包括多个数字输入/输出扩展单元，相互间采用总线连成一体。pH自动检测控制系统中的远程控制单元的硬件配置包括主机插件(CPU插件)、电源插件、通信和网路插件、相关插件。pH自动检测控制系统中的DCS软件控制系统（4）包括各种功能软件模块和功能软件包，DCS系统实现了信号的输入、变换、运算和输出分散控制。pH自动检测控制系统中与数据采集设备6数据信号连接的分析仪器A10和分析仪器B11通过采样管A和采样管B接通在红球藻养殖管内，伸入在管内的红球藻培养液中，分析仪器A10和分析仪器B11同时与数据采集设备6数据信号连接。pH自动检测控制系统中DOS软件控制系统4与两个CO2控制泵A7和CO2控制泵B13的控制信号数据信号连接；同时，操作站中的工程师站2和操作员站3与DOS软件控制系统4数据信号连接。pH值自动检测装置是以pH检测池为中心，在pH检测池的腔壁上部开孔用管路与蠕动泵14连通，在pH检测池的另一侧壁中部开孔安装管路16，在管路16上依次串接安装有双通道阀一17为标准校正液1通道入口、双通道阀二18为标准校正液2通道入口、双通道阀三19是待检测的样品通道入口、双通道阀四20是清洗消毒液通道入口和双通道阀五21为清洗用纯水通道入口；在pH检测池底端装有通到光生物反应器的排液管路22，在此管路上依次分别安装了双通道阀六用于将pH检测池中检测样品排入光生物反应器的控制阀和单通道阀作为排出pH检测池清洗消毒液、纯水清洗液、标准校正液1和标准校正液2的控制阀；pH检测探头15安装在pH检测池的上口。构成了雨生红球藻培养液在自动取样检测装置。按照上述方式做成的雨生红球藻养殖设施中的培养液的pH值自动检测装置使用了非接触式取样泵，采用HSJ-GYBS变速电机控制泵头进行培养液的采集；泵管与培养液直接接触；pH检测探头，pH检测池，pH检测池采用有机玻璃制成；pH值自动检测及控制系统结构：CO2控制阀，该电动球阀采用UPVC材质制成；pH自动检测仪；间歇式采集水样进行分析，保证pH探头不时与样品接触；pH在线自动监测仪器实现了仪器的自动校准功能。一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机构成的DOS系统。负责采集pH在线检测仪器的数据和其他数据的数据采集处理系统，将数据通过4～20mA接入厂方中控室的DCS系统，并将数据通过服务器传输至中控室电脑，提供数据报表、数据统计、质控预警等功能。优点：相对现有技术，本专利技术提供了一种雨生红球藻在室外光生物反应器中的培养液的pH值自动检测及控制的方法与装置，方法包括实时对雨生红球藻培养过程中的藻液进行自动取样、自动检测pH值，并自动控制CO2的通入流量和时间，确保pH值达到雨生红球藻生长的最适范围。相比于人工取样、人工检测及人工控制调节CO2的流量和时间，本专利技术实施例通过自动取样检测pH值，并确定需通入的CO2的流量和时间，可以大大地提高雨生红球藻培养液的pH值的准确性与稳定性，保证了培养中藻液的pH值在最适生长范围内，有利于藻类快速生长。附图说明图1是本专利技术实施例提供的pH值自动检测控制系统结构示意图。图2是本专利技术实施例提供的pH值自动检测的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测的方法，包括实时对雨生红球藻培养过程中的藻液进行自动取样、自动检测pH值，并自动控制CO2的通入流量和时间，其特征在于具体步骤如下：（1）PH值自动检测控制系统通过非接触式取样装置定时采集培养液进入pH值检测池，检测完毕后培养液及时反排回光生物反应器管道中；（2）纯水清洗取样管道和pH值检测池；（3）系统确定检测的pH值，自动折算出需要加入的CO2体积，通过控制CO2自动阀的流量和时间，确保精确加入到位；（4）第一次加入CO2调节完毕后，系统将再次抽取调节后的培养液进行检测，确定pH是否调节到位，如还未精确到位，将再次进行微调，直至培养液PH值精确控制到预设的范围内；（5）系统数据、状态通过服务器在办公室电脑上显示；操作人员能远程通过数据采集处理系统查看并控制pH在线检测仪器，能远程发送指令检查仪器的测量准确度和各个部件工作状态；（6）PH值自动检测控制系统启动，实时对雨生红球藻光生物反应器水样判断，若水样异常，系统将待机；（7）水样正常，启动取样泵，并对PH检测池水位判断，水位不足于浸泡到pH探头将重新进行取样；（8）PH检测池水位正常，取样泵停止，pH自动检测仪同步进行检测，并计算所需CO2的量；（9）通过控制CO2自动阀的流量和时间，确保精确加入到位；（10）第一次加入CO2调节完毕后，系统将再次抽取调节后的培养液进行检测，确定pH是否调节到位，如还未精确到位，将再次进行微调，直至培养液pH值精确控制到预设的范围内；（11）检测的数据通过数据采集设备对数据进行实时存储，并通过服务器传输至中控室电脑；（12）系统检测完一个周期后，处于待机状态，待10min左右，系统再次启动下一个检测控制周期。...

【技术特征摘要】
1.一种雨生红球藻培养过程中的pH值自动检测的方法，包括实时对雨生红球藻培养过程中的藻液进行自动取样、自动检测pH值，并自动控制CO2的通入流量和时间，其特征在于具体步骤如下：（1）PH值自动检测控制系统通过非接触式取样装置定时采集培养液进入pH值检测池，检测完毕后培养液及时反排回光生物反应器管道中；（2）纯水清洗取样管道和pH值检测池；（3）系统确定检测的pH值，自动折算出需要加入的CO2体积，通过控制CO2自动阀的流量和时间，确保精确加入到位；（4）第一次加入CO2调节完毕后，系统将再次抽取调节后的培养液进行检测，确定pH是否调节到位，如还未精确到位，将再次进行微调，直至培养液PH值精确控制到预设的范围内；（5）系统数据、状态通过服务器在办公室电脑上显示；操作人员能远程通过数据采集处理系统查看并控制pH在线检测仪器，能远程发送指令检查仪器的测量准确度和各个部件工作状态；（6）PH值自动检测控制系统启动，实时对雨生红球藻光生物反应器水样判断，若水样异常，系统将待机；（7）水样正常，启动取样泵，并对PH检测池水位判断，水位不足于浸泡到pH探头将重新进行取样；（8）PH检测池水位正常，取样泵停止，pH自动检测仪同步进行检测，并计算所需CO2的量；（9）通过控制CO2自动阀的流量和时间，确保精确加入到位；（10）第一次加入CO2调节完毕后，系统将再次抽取调节后的培养液进行检测，确定pH是否调节到位，如还未精确到位，将再次进行微调，直至培养液pH值精确控制到预设的范围内；（11）检测的数据通过数据采集设备对数据进行实时存储，并通过服务器传输至中控室电脑；（12）系统检测完一个周期后，处于待机状态，待10min左右，系统再次启动下一个检测控制周期。2.一种雨生红球藻培养过程中的培养液pH值自动检测装置，包括pH值自动检测控制系统和pH自动检测装置，其特征在于pH值自动检测控制系统构成：由DOS系统（1）、操作站（2a）和在线分析仪器组成，在DOS系统中包括软件控制系统（4）、服务器（5）和数据采集设备（6），各组成部分通过数据线信号连接；操作站（2a）中包括工程师站（2）和操作员站（3）。3.根据权利要求2所述的一种雨生红球藻培养过程中的培养液pH值自动检测装置，其特征在于DCS系统还包括现场控制单元、数据采集设备（6）和分析仪器、服务器（5）、远程控制单元、DCS软件控制系统（4），通过相关数据信号线连接。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李路荣，仲林强，柏老六，
申请(专利权)人：云南博欣生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53