フィールドと実験室の使用のための低コスト モバイル インキュベーターの建設

インキュベーターは、多くの微生物法、特に飲料水の培養ベースの分析に不可欠です。ここでは、限られたインフラを持つ場所で使用するための低コストインキュベーターの必要性に対処します。我々は、一般的に利用可能な材料を使用して、適応可能な低コスト輸送可能インキュベーターの建設を詳述します。

このインキュベーターは、さまざまな環境条件下で動作し、実験室ベースのモデルと同様に動作します。この方法は、グリッドベースの電力への信頼性の高いアクセスの有無にかかわらず、場所で一定の温度を維持することができるインキュベーターを必要とする任意の活動に使用することができます。電気的要件を満たしている限り、ここで説明するものとは異なる成分を使用することが可能であるが、異なる成分はインキュベーターの実行方法に影響を与える可能性がある。

インキュベーターのこのバージョンの主な発明者は、ユルグ・シグニストとクリスチャン・エビ、私たちの研究室からの技術者です。暖房ユニットを組み立てる前に、280×250ミリメートルの支持プレート、2つの60 x 60×25ミリメートル軸ファン、4つの20ミリメートルの長いスペーサー、3つのピン、4つのM4と1つのM3スクリューナット、8つのM4と1つのM3ワッシャーを備えた1つの光沢端子を集めます。次に、適切なアンカレッジ穴を支持プレートにドリルし、軸方向ファンと光沢端子を固定します。

すべての穴が開けたら、ファンとサポートプレートの間のスペースを維持するためにスペーサーを使用して、サポートプレートの中央に軸ファンを固定するために、ファンごとに2つのM4ネジ、2つのスクリューナットと4つのワッシャーを使用してください。M3 ネジ、スクリューナット、ワッシャーを使用して光沢端子をサポートプレートに固定し、ファンケーブルを固定します。次に、ファンケーブルを光沢端子に接続します。

各ファンの正と負のケーブルを接続します。制御ユニットを組み立てるには、ユニバーサルエンクロージャ、オン/オフスイッチ、9~36ボルトの入力電圧範囲を持つDC/DCコンバータ、12ボルトの出力電圧、12~35ボルトの直流動作電圧を備えた比例積分導体温度コントローラ、12~15ミリメートルケーブルグランド(2~7.5mm、AC電源、AC10)を集めます。ドリルとジグソーパズルを使用して、PID温度コントローラ、オン/オフスイッチ、ケーブル腺の開口部をエンクロージャに入れ、オン/オフスイッチとケーブル腺を配置します。

AC電源アダプタのプラスケーブルをオン/オフスイッチに接続し、AC電源アダプタのマイナスケーブルをDC/DC変換器の負の電圧入力に接続します。オン/オフスイッチをDC/DC変換器の正の電圧入力に接続するには、ケーブルを使用します。PID温度コントローラの端子1本を、加熱装置接続からDCマイナス線に接続し、DC/DC変換器の負電圧出力端子に接続します。

暖房ユニットに接続されたDC正極線をPID温度コントローラの端子4に接続し、PID温度コントローラの端子2に接続します。PID温度コントローラの端子2を、DC/DC変換器の正の電圧出力端子に接続します。そして、PID温度コントローラの端子5を、加熱装置に接続されたコマンドワイヤに接続します。

温度センサーを端子10、11、および12に接続します。次に、フックとループテープを使用して、DC/DCコンバートをエンクロージャの底部に固定し、ユニバーサルエンクロージャを閉じます。インキュベーターの電気コアを設置するには、2個の100 x 200ミリメートル12ボルト20ワットの自己接着加熱ホイルを集め、制御ユニットから輝き端子にDCマイナス線を接続し、各加熱ホイルの1本の導線と各ファンの負のワイヤーを接続します。

次に、コントロールユニットから来る正のワイヤーを各ファンの正のケーブルで接続します。そして、制御ユニットから、加熱ホイルの残りの2つの導体にコマンドワイヤを接続します。インキュベーターを組み立てるには、インキュベーターシェルとサポートラックを集める。

インキュベーターシェルをシェルの片側にインキュベータードアを置き、加熱ユニットをインキュベーターシェルの底に置いてサポートプレートを置きます。サポートラックを暖房ユニットの上に置き、暖房ユニットとサポートラックの間に最低10センチメートルを残します。温度プローブをサポートラックに置き、固定します。

インキュベーターのドアに穴を開け、ケーブルを挿入できるようにします。インキュベーターをしっかりと閉じ、インキュベーターを電源に接続します。次に、インキュベーターの電源をオンにし、PID温度コントローラの設定を実験的に適宜調整する。

代表的なインキュベーターのセットアップでは、インキュベーターの設定温度に達するまでの時間は、周囲温度およびインキュベーターシェルの材料によって影響を受けた。約27°Cの周囲温度で、3つのインキュベーターのセットアップは、標準的なインキュベーターの性能と同様の時間で設定された温度に達しました。寒い環境では、厚い貝殻を持つインキュベーターは、通常の周囲温度よりもゆっくりと目標設定温度に達しましたが、お互いに同様の時間で、薄い断熱材を持つインキュベーターは設定された温度に完全に達しませんでした。

暖かい環境では、3つのインキュベーターのセットアップは10分以内に目標温度に達しました。しかし、摂氏37度の設定温度が摂氏39度の周囲温度よりも低いと、どのインキュベーターも温度を下げることができなかったため、3つのインキュベーターのセットアップすべてで過熱が発生します。同様の環境では、3つのインキュベーターの設定は、テストされた標準的なインキュベーターよりも24時間あたり0.22〜0.52キロワット時を消費し、すべてのセットアップと条件下で、大腸菌と全大腸菌の成長が成功し、標準的なインキュベーターで観察された成長に匹敵する。

シェルの選択は重要です。より絶縁シェルを備えたインキュベーターは、設定温度に達するまでの時間と消費電力の面でより良いパフォーマンスを発揮します。電気部品の建設および配線は、電気分野の熟練者によって行われることをお勧めします。