一种全自动材料生物降解测试结构及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种全自动材料生物降解测试结构及其测试方法。

背景技术

目前市场上所使用的包装材料有可分解也有不可分解的材料，可分解的材料根据材料的特性有分解速度快和分解速度慢的材料，所以需要对这些材料的分解能力进行检测。目前的检测方法一般为人工加仪器结合在一起的方式进行检测，这检测方式需持续三个月至半年以上的时间才能检测出结果，耗费大量的时间及人力，而且人工操作误差较大，导致长时间测试结果的累计误差极大，造成测试结果不准确。因此，有必要进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种全自动材料生物降解测试结构及其测试方法，能够全自动、且准确地检测材料的分解能力，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种全自动材料生物降解测试结构，包括用于放置检测材料的检测容器，其特征在于：还包括空气泵、流量控制器、二氧化碳吸收器、冷凝回流器、二氧化碳检测分析仪和恒温箱；所述空气泵、流量控制器、二氧化碳吸收器、检测容器、冷凝回流器和二氧化碳检测分析仪之间分别相互连通；所述检测容器放置在恒温箱内、且其上还放置有已培养好的用于分解检测材料的标准需氧微生物。

所述空气泵、流量控制器、二氧化碳吸收器、检测容器、冷凝回流器和二氧化碳检测分析仪之间分别设置有连接管，并之间通过连接管相互连通。

所述空气泵上设置有气泵进口和气泵出口；所述流量控制器上设置有流量进口。

所述空气泵通过气泵进口与外界空气连通，并通过气泵出口与流量控制器的流量进口连通。

所述流量控制器上设置有流量出口；所述二氧化碳吸收器上设置有吸收器输入口和吸收器输出口；所述检测容器的容量大于或等于2L、且其上设置有容器进口。

所述二氧化碳吸收器通过吸收器输入口与流量控制器的流量出口连通，并通过吸收器输出口与检测容器的容器进口连通。

所述检测容器上设置有容器出口；所述冷凝回流器上设置有冷凝进口和冷凝出口；所述二氧化碳检测分析仪上设置有分析仪入口。

所述冷凝回流器通过冷凝进口与检测容器的容器出口连通，并通过冷凝出口与二氧化碳检测分析仪的分析仪入口连通。

所述冷凝回流器设置在检测容器上方，或者，冷凝回流器设置在检测容器侧部、且其上设置有水泵；所述二氧化碳检测分析仪上还设置有用于排放气体的分析仪出口。

所述气泵出口与流量进口之间、流量出口与吸收器输入口之间、吸收器输出口与容器进口之间、容器出口与冷凝进口之间、冷凝出口与分析仪入口之间分别设置有连接管，并之间通过连接管相互连通。

一种全自动材料生物降解测试方法，包括上述的全自动材料生物降解测试结构，其特征在于：测试方法如下：

步骤1：将检测材料、以及已培养好的用于分解检测材料的标准需氧微生物同时放置在检测容器内部，随后将检测容器放置在恒温箱内；恒温箱开始工作、且提供恒定的温度给检测容器，保证检测材料和需氧微生物在恒定的温度环境下分解和生长；

步骤2：空气泵开始工作、且将外界空气从气泵进口吸入，再从气泵出口输出至流量进口，并进入流量控制器内；

步骤3：流量控制器开始工作、且根据设定的流量值调整空气流量，随后将空气从流量出口输出至吸收器输入口，并进入二氧化碳吸收器内；

步骤4：二氧化碳吸收器开始工作、且完全吸收空气中的二氧化碳，经过吸收后的无二氧化碳气体再从吸收器输出口输出至容器进口，并进入检测容器内；

步骤5：无二氧化碳的气体含有大量的氧气，这些氧气提供给检测容器的需氧微生物进行繁殖及分解检测材料，检测材料在分解过程中会产生二氧化碳气体和水蒸气的分解混合气体，分解混合气体从容器出口输出至冷凝进口，并进入冷凝回流器内；

步骤6：冷凝回流器对分解混合气体中的水蒸气进行冷凝、且形成冷凝水，冷凝水通过自身重力或水泵作用经冷凝进口、容器出口重新流回至检测容器内，从而使检测容器内保持恒定的水份及质量；冷凝后的分解混合气体从冷凝出口输出至分析仪入口，并进入二氧化碳检测分析仪内；

步骤7：二氧化碳检测分析仪开始工作、且检测分解混合气体中的二氧化碳含量，并将分解混合气体的流量、分解混合气体中的二氧化碳含量数据实时保存，再进行数据累积处理及分析，最后自动判定检测材料的分解能力；其中，分析后的分解混合气体从分析仪出口进行排放。

所述步骤2中，流量控制器可以调节外界空气的进出流量大小、显示外界空气的流量大小数值，其与二氧化碳检测分析仪电控连接，并将这些空气流量值反馈给二氧化碳检测分析仪，以为二氧化碳检测分析仪对检测材料的分解能力提供判定依据。

所述步骤7中，二氧化碳检测分析仪可以在设定的时间到达后自动判定检测材料的分解能力，或者在检测材料达到一定的分解程度后自动判定检测材料的分解能力，并将判定结果进行显示及保存。

本发明通过上述结构的改良，利用空气泵、流量控制器、二氧化碳吸收器、检测容器、冷凝回流器、二氧化碳检测分析仪和恒温箱的配合，从而对检测材料的分解能力进行检测，其检测全程不需要人工操作，以减少人工成本，同时还能避免人工检测过程中出现误差，导致测试结果不准确的问题，从而提高检测准确率。

与现有技术相比，具有以下优点：

1、利用流量控制器对空气泵输入的外界空气进行控制及计算，精准调整外界空气的流量，提高检测准确性。

2、利用二氧化碳吸收器将输入的外界空气的二氧化碳进行吸收、且形成较多的氧体供检测容器上的检测材料、需氧微生物使用，不但有利于检测材料的分解、以及需氧微生物的生长，缩短检测时间，还能减少二氧化碳对检测材料、需氧微生物的影响，提高检测准确性。

3、利用恒温箱对检测容器提供恒定的温度，保证检测材料、需氧微生物在恒定的温度环境下分解和生长。

4、利用冷凝回流器对分解混合气体中的水蒸气进行冷凝、且形成冷凝水，冷凝水再重新流回至检测容器内，从而使检测容器内保持恒定的水份及质量，有利于检测材料的分解、以及需氧微生物的生长。

5、利用二氧化碳检测分析仪对分解混合气体中的二氧化碳流量、含量数据累积处理及分析，从而自动判定检测材料的分解能力，检测过程全自动化进行、且准确性高。

综合而言，其具有结构简单合理，性能优异，检测逻辑清晰且准确率高等特点，实用性强。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本全自动材料生物降解测试结构，包括空气泵1、流量控制器2、二氧化碳吸收器3、检测容器4、冷凝回流器5、二氧化碳检测分析仪6和恒温箱8。

空气泵1、流量控制器2、二氧化碳吸收器3、检测容器4、冷凝回流器5和二氧化碳检测分析仪6之间分别相互连通。

检测容器4放置在恒温箱8内，其上放置有检测材料、以及已培养好的用于分解检测材料的标准需氧微生物。

具体地讲，空气泵1、流量控制器2、二氧化碳吸收器3、检测容器4、冷凝回流器5和二氧化碳检测分析仪6之间分别设置有连接管7，并之间通过连接管7相互连通。

空气泵1上设置有气泵进口11和气泵出口12；所述流量控制器2上设置有流量进口21。

空气泵1通过气泵进口11与外界空气连通，并通过气泵出口12与流量控制器2的流量进口21连通。

流量控制器2上设置有流量出口22；所述二氧化碳吸收器3上设置有吸收器输入口31和吸收器输出口32；所述检测容器4的容量大于或等于2L、且其上设置有容器进口41。

二氧化碳吸收器3通过吸收器输入口31与流量控制器2的流量出口22连通，并通过吸收器输出口32与检测容器4的容器进口41连通。

检测容器4上设置有容器出口42；所述冷凝回流器5上设置有冷凝进口51和冷凝出口52；所述二氧化碳检测分析仪6上设置有分析仪入口61。

冷凝回流器5通过冷凝进口51与检测容器4的容器出口42连通，并通过冷凝出口52与二氧化碳检测分析仪6的分析仪入口61连通。

冷凝回流器5能对检测容器4上形成的分解混合气体进行冷凝、且形成冷凝水，其中，冷凝回流器5设置在检测容器4上方，冷凝水通过自重回流至检测容器4，或者冷凝回流器5设置在检测容器4侧部、且其上设置有水泵，冷凝水通过水泵回流至检测容器4。

二氧化碳检测分析仪6上还设置有用于排放气体的分析仪出口62。

更具体地讲，气泵出口12与流量进口21之间、流量出口22与吸收器输入口31之间、吸收器输出口32与容器进口41之间、容器出口42与冷凝进口51之间、冷凝出口52与分析仪入口61之间分别设置有连接管7，并之间通过连接管7相互连通。

上述全自动材料生物降解测试结构的测试方法如下：

步骤1：将检测材料、以及已培养好的用于分解检测材料的标准需氧微生物同时放置在检测容器4内部，随后将检测容器4放置在恒温箱8内；恒温箱8开始工作、且提供恒定的温度给检测容器4，保证检测材料和需氧微生物在恒定的温度环境下分解和生长；

步骤2：空气泵1开始工作、且将外界空气从气泵进口11吸入，再从气泵出口12输出至流量进口21，并进入流量控制器2内；

步骤3：流量控制器2开始工作、且根据设定的流量值调整空气流量，随后将空气从流量出口22输出至吸收器输入口31，并进入二氧化碳吸收器3内；

步骤4：二氧化碳吸收器3开始工作、且完全吸收空气中的二氧化碳，经过吸收后的无二氧化碳气体再从吸收器输出口32输出至容器进口41，并进入检测容器4内；

步骤5：无二氧化碳的气体含有大量的氧气，这些氧气提供给检测容器4的需氧微生物进行繁殖及分解检测材料，检测材料在分解过程中会产生二氧化碳气体和水蒸气的分解混合气体，分解混合气体从容器出口42输出至冷凝进口51，并进入冷凝回流器5内；

步骤6：冷凝回流器5对分解混合气体中的水蒸气进行冷凝、且形成冷凝水，冷凝水通过自身重力或水泵作用经冷凝进口51、容器出口42重新流回至检测容器4内，从而使检测容器4内保持恒定的水份及质量；冷凝后的分解混合气体从冷凝出口52输出至分析仪入口61，并进入二氧化碳检测分析仪6内；

步骤7：二氧化碳检测分析仪6开始工作、且检测分解混合气体中的二氧化碳含量，并将分解混合气体的流量、分解混合气体中的二氧化碳含量数据实时保存，再进行数据累积处理及分析，最后自动判定检测材料的分解能力；其中，分析后的分解混合气体从分析仪出口62进行排放。

步骤2中，流量控制器2可以调节外界空气的进出流量大小、显示外界空气的流量大小数值，其与二氧化碳检测分析仪6电控连接，并将这些空气流量值反馈给二氧化碳检测分析仪6，以为二氧化碳检测分析仪6对检测材料的分解能力提供判定依据。

步骤7中，二氧化碳检测分析仪6可以在设定的时间到达后自动判定检测材料的分解能力，或者在检测材料达到一定的分解程度后自动判定检测材料的分解能力，并将判定结果进行显示及保存。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。