устройство для отбора проб биологического аэрозоля

Формула изобретения

Устройство для отбора проб биологического аэрозоля, содержащее пробоотборник с фильтродержателем, аспиратор с электродвигателем и средство управления работой устройства, отличающееся тем, что оно снабжено средством для сбора пробы в виде чашки Петри с питательной средой с установленной в нем мелкоячеечной металлической сеткой, в центре которой смонтирован штуцер, и с мембранным фильтром, помещенным на поверхности питательной среды, герметичной крышкой с сопловыми отверстиями и с пружинным фиксатором для установки чашки Петри под крышкой, при этом фильтродержатель снабжен переходником и шлангом, связанным с штуцером, а средство для управления работой устройства выполнено в виде дистанционного электронного модуля на полупроводниковых элементах с измерительным блоком, включающим датчик числа оборотов двигателя, блок нормировки измерений, счетчик объема воздуха, индикатор, блок управления двигателем электроаспиратора, блок измерения температуры воздуха, пульт управления и источник питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приборам для отбора проб биологических аэрозолей из воздушной среды для последующего микробиологического или физико-химического анализа и может найти применение в области охраны окружающей среды при гигиенических исследованиях воздуха на предприятиях микробиологической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности.

Биологические объекты, которые находятся в воздухе во взвешенном состоянии, носят общее название: аэропланктон или биоаэрозоли. Биоаэрозоли при перемещении подчиняются тем же закономерностям, которые присущи любым аэрозолям соответствующих размеров. Однако, эти мельчайшие и, казалось бы, простейшие существа живут, размножаются и умирают по весьма сложным закономерностям, свойственным живым организмам. На них влияет окружающая среда, изменение ее параметров.

Питательной средой для биологических аэрозолей являются пылинки различного происхождения и летучие вещества, находящиеся в воздухе в жидкой дисперсной и газовой фазах. Но многие микроорганизмы, наиболее устойчивые к внешним атмосферным факторам, могут жить самостоятельно, в длительном отрыве от питательной среды. Слабостойкие микробы в этих условиях быстро погибают, но входят в общий белковый фон среды.

Известно устройство для отбора проб биологического аэрозоля типа Кротова Ю. А. содержащее аспиратор, ротаметр, импактирующую клиновидную щель и чашку Петри [1]

Это устройство не может быть использовано при выявлении из воздуха мелкодисперсного биологического аэрозоля и одновременном осаждении частиц аэрозоля на разные улавливающие поверхности питательных сред.

Известно и другое устройство для отбора проб биологического аэрозоля, содержащее пробоотборник с фильтродержателем, электроаспиратор с двигателем и средство управления работой устройства [2]

Однако известное устройство не обеспечивает высокой достоверности и представительности отбираемой пробы, не обеспечивает регулирования производительности устройства и имеет длительное время процесса пробоотбора.

Техническим результатом данного изобретения является повышение достоверности и представительности отбираемых проб, надежности и удобства в эксплуатации путем использования автоматической электронной системы управления и эффективного осаждения мелкодисперсного биологического аэрозоля на питательную среду путем регулировки производительности.

Для достижения технического результата устройство для отбора проб биологического аэрозоля, содержащее пробоотборник с фильтродержателем, электроаспиратор с двигателем и средство управления работой устройства, согласно изобретению снабжено средством для сбора пробы в виде чашки Петри с питательной средой и с установленной в ней мелкоячеечной металлической сеткой, в центре которой смонтирован штуцер, и с мембранным фильтром, помещенным на поверхности питательной среды, герметичной крышкой с сопловыми отверстиями и с пружинным фиксатором для установки чашки Петри под крышкой, при этом фильтродержатель снабжен переходником и шлангом, связанным со штуцером, а средство для управления работой устройства выполнено в виде дистанционного электронного модуля на полупроводниковых элементах с измерительным блоком, включающим датчик числа оборотов двигателя, блок нормировки измерений, счетчик объема воздуха, индикатор, блок управления двигателем электроаспиратора, блок измерения температуры воздуха, пульт управления и источник питания.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 герметичная крышка с чашкой Петри, на фиг. 3 сечение А-А фиг. 2, на фиг. 4 вид снизу фиг. 2, на фиг. 5 вид В фиг. 2, на фиг. 6 вид С фиг. 2, на фиг. 7 средство для управления работой устройства, на фиг. 8 пульт управления.

Устройство для отбора проб биологического аэрозоля включает в себя пробоотборник 1, к которому при помощи фильтродержателя 2 устанавливается штуцер-переходник 3, герметичная крышка 4 располагается над чашкой Петри 5 и снабжена выводным штуцером 6. Герметичная крышка 4 и штуцер-переходник 3 соединены между собой шлангом 7. В герметичной крышке 4 выполнены сопловые отверстия 8, диаметром и количеством необходимыми для обеспечения инерционного осаждения микрофлоры на питательную среду.

Под сопловыми отверстиями 8 устанавливается металлическая мелкоячеечная сетка-рассекатель 9, являющаяся одновременно и уловителем первой ступени крупной фракции аэрозоля на опоре 10. Штуцер 6 введен в центр металлической мелкоячеечной сетки 9. На поверхности питательной среды 11 укладывается мембранный фильтр 12, который пропитан данной питательной средой 11. Чашка Петри 5 фиксируется под герметичной крышкой 4 при помощи пружинного фиксатора 13. Мягкая фиксация чашки позволяет поворачивать ее относительно герметичной крышки на 5-8^o. Переходник-штуцер 3 снабжен накидной гайкой 14.

Автоматизированная система управления пробоотборным устройством (функциональная схема на фиг. 5) предназначена для автоматического управления процессом отбора проб биологического аэрозоля в соответствии с программой, вводимой оператором с пульта управления 15. В качестве параметров, определяющих программу отбора пробы, в системе управления используются скорость отбора пробы, объем отбираемой пробы, количество параллельно отбираемых проб.

В системе управления также осуществляется измерение и индикация температуры воздуха в процессе отбора пробы.

Система управления функционально состоит из следующих узлов:

измерительного блока, включающего в себя датчик числа оборотов и блок нормировки измерений 16,

счетчика объема воздуха 17,

индикатора 18,

блока управления двигателем 19,

блока измерения температуры воздуха 20,

пульта управления 15,

источника питания 21.

Пульт управления 15 включает в себя следующее: корпус пульта 22, панель управления 23, заднюю крышку 24, ручку для переноса 25, фиксаторную пружину 26, шнур сетевой 27.

Назначение элементов управления, расположенных на панели управления: 28

кнопка выключения питания электродвигателя аспиратора, 29 индикатор включения питания электродвигателя, 30 кнопка включения пульта управления, 31 индикатор включения пульта управления, 32 регулятор мощности, 33 - индикатор расхода воздуха, 34 индикатор температуры, 35 кнопка включения термометра, 36 переключатель количества одновременно отбираемых проб, 37 - клавиши ввода в память системы количества воздуха, отбираемого на одну пробу.

Работа пробоотборного устройства заключается в следующем: с помощью накидной гайки 14 устанавливается штуцер-переходник 3, на который надевается шланг 7, а на другой конец шланга на штуцер 6 герметичная крышка 4. Предварительно герметичная крышка 4 стерилизуется при температуре 120^oC в течение 40 минут. Под стерильную герметичную крышку 4 устанавливают крышку Петри 5, заполненную соответствующей питательной средой. Чашка Петри 5 фиксируется к герметичной крышке 4 с помощью пружинного фиксатора 13.

После установки улавливающих элементов (чашки Петри) при помощи кнопок 30 на пульте управления 15 включают в работу автоматизированную систему управления, о чем информирует индикатор включения пульта 31. При помощи рукоятки регулятора мощности 32 выставляется необходимая производительность пробоотборника 1. Переключателем 36 устанавливается количество отбираемых проб. Количество необходимого объема воздуха на одну пробу устанавливается при помощи клавиш 37, это количество высвечивается на индикаторной шкале расхода воздуха 33. Замеряется температура воздуха при отборе проб после нажатия кнопки включения термометра 35, информация высвечивается на индикаторе температуры 34. При помощи выключателя 28 включается в работу электродвигатель аспиратора, при этом загорается индикатор 29 включения сети. Под герметичной крышкой 4 создается разрежение и под действием атмосферного давления биологическая аэрозоль поступает в сопло 8 герметичной крышки 4, где частицы аэрозоля разгоняются и по инерции проходят металлическую мелкоячеечную сетку 9. Предварительно крупная фракция осаждается на этой сетке, а более мелкая биологическая аэрозоль осаждается на поверхности мембранного фильтра 12, пропитанного питательной средой 11. После прохождения запрограммированного количества воздуха автоматически выключается двигатель аспиратора пробоотборника 1. Осажденная на металлическую мелкоячеечную сетку 9 крупная фракция аэрозоля поступает в лабораторию и укладывается в дополнительную чашку Петри на подращивание микрофлоры. Снимают также мембранный фильтр 12 и проводится с ним микробиологический анализ, оставшуюся питательную среду можно использовать для повторного отбора проб.

Применение устройства позволит использовать методические приемы, позволяющие изучать микробные аэрозоли в количественном и качественном аспектах. Как показали испытания в медицинских учреждениях, устройство для отбора проб решит важнейшую медико-биологическую проблему современности, имеющую большую социальную значимость, такую, как борьба с воздушно-капельными инфекциями, профилактика аллергических поражений, защита окружающей среды, совершенствование аэрозольной иммунизации. Это устройство сократит время процесса пробоотбора в 2-3 раза и значительно повысит достоверность и представительность отобранной пробы. Ы