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建造供野外和实验室使用的低成本移动孵化器
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Summary March 19th, 2019
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本文介绍了一种建立一种适应性强、成本低、可运输的饮用水微生物检测孵化器的方法。我们的设计以广泛提供的材料为基础, 可以在一系列现场条件下运行, 同时仍然提供高端实验室模型的优势。
Transcript
孵化器对于许多微生物方法至关重要，特别是对饮用水的培养分析至关重要。在这里，我们满足低成本孵化器的需求，用于基础设施有限的地区。我们将详细说明使用常用材料构建适应性强的低成本可运输孵化器。
该孵化器在一系列环境条件下运行，其性能与基于实验室的模型类似。此方法可用于任何需要培养箱的活动，这些培养箱可以在有或没有可靠接入电网电力的位置保持恒定温度。只要满足电气要求，就可以使用与此处描述的不同的组件，尽管不同的组件可能会影响培养箱的性能。
这个版本的孵化器的主要发明者是JurgSigrist和克里斯蒂安·埃比，我们实验室的技术人员。在组装加热单元之前，收集一个280倍250毫米支撑板，两个60比60由25毫米轴向风扇，四个20毫米长的垫片，内径4.25毫米，一个带三针的光泽端子，四个M4和一个M3螺母，8个M4和1个M3垫圈，四个M4和1个M3螺丝。接下来，在支撑板上钻出适当的锚地孔，以确保轴向风扇和光泽端子的安全。
钻进所有孔后，使用两个 M4 螺钉、两个螺钉和每个风扇的四个垫圈将轴向风扇固定在支撑板的中心，使用垫片保持风扇与支撑板之间的空间。使用 M3 螺钉、螺钉和垫圈将光泽端子固定到支撑板上，并固定风扇电缆。然后将风扇电缆与光泽端子连接。
将每个风扇的正极和负极电缆连接在一起。要组装控制单元， 收集通用外壳、开/关开关、输入电压范围为 9 至 36 伏的直流/直流转换器、输出电压为 12 伏、具有 12 至 35 伏直流工作电压的比例积分导数温度控制器、12 至 15 毫米电缆接头、压接范围为 2 至 7.5 毫米、温度传感器铂金 100 和交流电源。使用钻头和拼图将 PID 温度控制器、开/关开关和电缆接头的开口磨入机柜，然后将开/关开关和电缆密封圈放置。
将交流电源适配器的正极电缆连接到开/关开关，将交流电源适配器的负极电缆连接到直流/直流转换器的负电压输入。使用电缆将开/关开关连接到直流/直流转换器的正电压输入。将 PID 温度控制器的端子之一连接到加热单元连接的直流负极线，以及直流/直流转换器的负电压输出端子。
将连接到加热单元的直流正线连接到 PID 温度控制器的端子四，连接到 PID 温度控制器的端子二。将 PID 温度控制器的端子 2 连接到直流/直流转换器的正电压输出端子。将 PID 温度控制器的端子 5 连接到连接到加热单元的命令导线。
将温度传感器连接到端子 10、11 和 12。然后使用挂钩和循环胶带将 DC/DC 转换器锚定到机柜底部，然后关闭通用机柜。要建立孵化器电芯，收集两个100由200毫米12伏20瓦自粘热箔，将直流负极线从控制单元连接到LUSTER端子，并与每个加热箔的一个导体和每个风扇的负线连接。
然后将来自控制单元的正线与每个风扇的正线连接。将指挥线从控制单元连接到加热箔的其余两根导线。要组装孵化器，请收集孵化器外壳和支持机架。
将孵化器壳放在其侧面，将孵化器门放在壳体一侧，将支撑板与加热单元放在孵化器壳的底部。将支撑架放在加热单元的顶部，在加热单元与支撑架之间至少留下 10 厘米。将温度探头放在支撑架上，并固定。
在培养箱的门上钻孔，以便插入电缆。紧密关闭孵化器，将培养箱连接到电源。然后，打开培养箱电源，并调整 PID 温度控制器的设置，作为实验适当的。
对于具有代表性的培养箱设置，达到孵化器中设定温度的时间受环境温度和孵化器壳材料的影响。在约 27 摄氏度的环境温度下，三个孵化器设置在类似时间达到设定温度，并具有标准培养箱的性能。在寒冷环境中，壳体较厚的培养箱达到目标设定温度的比在正常环境温度下慢，但彼此的时间相似，而绝缘较薄的培养箱从未完全达到设定温度。
在温暖的环境中，三个孵化器装置在10分钟内达到目标温度。然而，当设定的温度低于39摄氏度的环境温度时，任何孵化器都无法降低温度，导致所有三个孵化器装置过热。在类似环境中，三个孵化器每24小时消耗的能源比测试的标准孵化器少0.22至0.52千瓦时，在所有设置和条件下，大肠杆菌和总大肠杆菌的生长都取得了成功，与标准孵化器中观察到的生长相当。
外壳的选择至关重要。具有更绝缘外壳的培养箱在达到设定温度的时间和功耗方面性能更好。建议电气部件的构造和布线由电气领域熟练的人员执行。
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