一种全自动材料生物降解多通道测试结构及测试方法

技术领域

本发明涉及一种全自动材料生物降解多通道测试结构及测试方法。

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多通道测试结构及测试方法，能够全自动、多通道、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多通道测试结构，其特征在于：包括空气泵、二氧化碳吸收器、流量分配器、恒温箱、汇流器、流量控制器、二氧化碳检测分析仪和若干个检测容器；所述若干个检测容器分别放置在恒温箱内，并分别放置有检测材料和已培养好的用于分解检测材料的标准需氧微生物；所述若干个检测容器一侧分别与流量分配器连通，另一侧分别设置有冷凝回流器和三通阀，并分别通过冷凝回流器、三通阀与汇流器连通；所述空气泵、二氧化碳吸收器、流量分配器之间分别相互连通；所述汇流器、流量控制器、二氧化碳检测分析仪之间分别相互连通。

所述空气泵、二氧化碳吸收器、流量分配器、若干个检测容器、若干个冷凝回流器、若干个三通阀、汇流器、流量控制器、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；所述二氧化碳吸收器上设置有吸收器输入口。

所述空气泵通过气泵进口与外界空气连通，并通过气泵出口与二氧化碳吸收器的吸收器输入口连通。

所述二氧化碳吸收器上设置有吸收器输出口；所述流量分配器上设置有分配器进口和若干个分配器出口；所述若干个检测容器的容量大于或等于2L，并分别设置有容器进口。

所述流量分配器通过分配器进口与二氧化碳吸收器的吸收器输出口连通，并通过若干个分配器出口分别与若干个检测容器的容器进口连通。

所述若干个检测容器上分别设置有容器出口；所述若干个冷凝回流器上分别设置有冷凝进口和冷凝出口；所述若干个三通阀上分别设置有三通阀出口。

所述若干个冷凝回流器通过若干个冷凝进口分别与若干个检测容器的容器出口连通，并通过若干个冷凝出口分别与若干个三通阀的三通阀出口连通。

所述若干个三通阀上还设置有第一三通阀出口和第二三通阀出口。

所述检测材料在非检测状态时，三通阀出口与第二三通阀出口闭合、且与第一三通阀出口导通，第一三通阀出口与三通阀出口导通时将冷凝回流器的气体进行排放。

所述检测材料在检测状态时，三通阀出口与第一三通阀出口闭合、且与第二三通阀出口导通，第二三通阀出口与三通阀出口导通时将冷凝回流器的气体输出至汇流器。

所述汇流器上设置有汇流出口和若干个汇流入口；所述流量控制器上设置有流量进口和流量出口；所述二氧化碳检测分析仪上设置有分析仪入口。

所述汇流器通过若干个汇流入口分别与若干个三通阀的第二三通阀出口连通，并通过汇流出口与流量控制器的流量进口连通；所述流量控制器通过流量出口与二氧化碳检测分析仪的分析仪入口连通。

所述若干个冷凝回流器分别设置在若干个检测容器上方，或者，若干个冷凝回流器分别设置在若干个检测容器侧部、且分别设置有水泵；所述二氧化碳检测分析仪上设置有用于排放气体的分析仪出口。

一种全自动材料生物降解多通道测试方法，包括上述的全自动材料生物降解多通道测试结构，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分成若干组，并分别放置在若干个检测容器内部，随后将若干个检测容器同时放置在恒温箱内；恒温箱开始工作、且提供恒定的温度给若干个检测容器，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吸收器输入口，并进入二氧化碳吸收器内；

步骤3：二氧化碳吸收器开始工作、且完全吸收外界空气中的二氧化碳，经过吸收后的无二氧化碳气体再从吸收器输出口输出至分配器进口，并进入流量分配器内；

步骤4：流量分配器开始工作，并将无二氧化碳气体等压力、等流量的平均分配给若干个分配器出口，再输出至若干个容器进口，等压力、等流量的无二氧化碳气体分别进入若干个检测容器内；

步骤5：无二氧化碳的气体含有大量的氧气，这些氧气分别提供给若干个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，分解混合气体分别从若干个容器出口输出至若干个冷凝进口，并分别进入若干个冷凝回流器内；

步骤6：若干个冷凝回流器分别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分别经冷凝进口、容器出口重新流回至若干个检测容器内，从而使若干个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分别从若干个冷凝出口输出至若干个三通阀出口，并分别进入若干个三通阀内；

步骤7：检测材料在非检测状态下，三通阀出口与第一三通阀出口为常开导通，三通阀出口与第二三通阀出口为常闭，分解混合气体从三通阀出口进入三通阀后直接从第一三通阀出口排出；

检测材料在检测状态下，三通阀切换通道，三通阀出口与第二三通阀出口为常开导通，三通阀出口与第一三通阀出口为常闭，分解混合气体从三通阀出口进入三通阀后从第二三通阀出口输出至汇流入口，并进入汇流器内；

步骤8：分解混合气体进入汇流器后再从汇流出口输出至流量进口，并进入流量控制器内；

步骤9：流量控制器开始工作、且根据设定的流量值调整分解混合气体的流量，随后将分解混合气体从流量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10：二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，最后自动判定若干组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7中，若干个三通阀可在不同的时间内单独工作、且相互进行通道切换，并依次向汇流器输出分解混合气体；即每次仅一个三通阀工作、且向汇流器输出分解混合气体，其余三通阀等待工作，从而实现若干组检测材料的同时检测。

所述步骤9中，流量控制器可以调节分解混合气体的进入流量大小、显示分解混合气体的流量大小数值，其与二氧化碳检测分析仪电控连接，并将这些分解混合气体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10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若干组检测材料的分解能力，或者在若干组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、二氧化碳吸收器、流量分配器、恒温箱、汇流器、流量控制器、二氧化碳检测分析仪、以及若干个检测容器、冷凝回流器、三通阀的配合，从而对若干组检测材料的分解能力进行同时检测，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，而且若干组检测材料可以同时进行检测，以减少检测时间，降低使用成本及检测设备的体积。

与现有技术相比，具有以下优点：

1、利用流量控制器对分解混合气体的流量进行控制及计算，精准调整分解混合气体的流量，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若干个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、利用恒温箱对若干个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、利用若干个冷凝回流器分别对若干个检测容器的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各自的检测容器内，从而使若干个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，从而自动判定若干组检测材料的分解能力，检测过程全自动化进行、且准确性高。

6、若干个检测容器、冷凝回流器、三通阀相互连接，且相互独立设置，并依次工作，同时在工作时均不干扰，使二氧化碳检测分析仪可以准确地对每组检测材料的分解能力进行检测，以避免对多组检测材料进行检测时，需要对多组检测材料进行放置、对检测容器进行清洗所带来的检测操作不方便、或多组检测材料同时检测时结果容易出现偏差等一系列问题，节省检测时间，提高检测效率，同时检测准确性高。

综合而言，其具有结构简单合理，性能优异，检测逻辑清晰、时间短、效率高且准确率好等特点，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多通道测试结构，包括空气泵1、二氧化碳吸收器3、流量分配器4、恒温箱5、汇流器9、流量控制器15、二氧化碳检测分析仪16和若干个检测容器6；所述若干个检测容器6分别放置在恒温箱5内，并分别放置有检测材料和已培养好的用于分解检测材料的标准需氧微生物；所述若干个检测容器6一侧分别与流量分配器4连通，另一侧分别设置有冷凝回流器7和三通阀8，并分别通过冷凝回流器7、三通阀8与汇流器9连通；所述空气泵1、二氧化碳吸收器3、流量分配器4之间分别相互连通；所述汇流器9、流量控制器15、二氧化碳检测分析仪16之间分别相互连通。

空气泵1、二氧化碳吸收器3、流量分配器4、若干个检测容器6、若干个冷凝回流器7、若干个三通阀8、汇流器9、流量控制器15、二氧化碳检测分析仪16之间分别设置有连接管2，并之间通过连接管2相互连通。

具体地讲，空气泵1上设置有气泵进口11和气泵出口12；所述二氧化碳吸收器3上设置有吸收器输入口31。

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与二氧化碳吸收器3的吸收器输入口31连通。

二氧化碳吸收器3上设置有吸收器输出口32；所述流量分配器4上设置有分配器进口41和若干个分配器出口42；所述若干个检测容器6的容量大于或等于2L，并分别设置有容器进口61。

流量分配器4通过分配器进口41与二氧化碳吸收器3的吸收器输出口32连通，并通过若干个分配器出口42分别与若干个检测容器6的容器进口61连通。

若干个检测容器6上分别设置有容器出口62；所述若干个冷凝回流器7上分别设置有冷凝进口71和冷凝出口72；所述若干个三通阀8上分别设置有三通阀出口81。

若干个冷凝回流器7通过若干个冷凝进口71分别与若干个检测容器6的容器出口62连通，并通过若干个冷凝出口72分别与若干个三通阀8的三通阀出口81连通。

若干个三通阀8上还设置有第一三通阀出口82和第二三通阀出口83。

检测材料在非检测状态时，三通阀出口81与第二三通阀出口83闭合、且与第一三通阀出口82导通，第一三通阀出口82与三通阀出口81导通时将冷凝回流器7的气体进行排放。

检测材料在检测状态时，三通阀出口81与第一三通阀出口82闭合、且与第二三通阀出口83导通，第二三通阀出口83与三通阀出口81导通时将冷凝回流器7的气体输出至汇流器9。

汇流器9上设置有汇流出口92和若干个汇流入口91；所述流量控制器15上设置有流量进口17和流量出口18；所述二氧化碳检测分析仪16上设置有分析仪入口19。

汇流器9通过若干个汇流入口91分别与若干个三通阀8的第二三通阀出口83连通，并通过汇流出口92与流量控制器15的流量进口17连通；所述流量控制器15通过流量出口18与二氧化碳检测分析仪16的分析仪入口19连通。

若干个冷凝回流器7分别设置在若干个检测容器6上方，或者，若干个冷凝回流器7分别设置在若干个检测容器6侧部、且分别设置有水泵；所述二氧化碳检测分析仪16上设置有用于排放气体的分析仪出口20。

为了提高各构件间的连通稳定性，本实施例的气泵出口12与吸收器输入口31之间、吸收器输出口32与分配器进口41之间、分配器出口42与容器进口61之间、容器出口62与冷凝进口71之间、冷凝出口72与三通阀出口81之间、第二三通阀出口83与汇流入口91之间、汇流出口92与流量进口17之间、流量出口18与分析仪入口19之间分别设置有连接管2，并之间通过连接管2相互连通。

上述全自动材料生物降解多通道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分成若干组，并分别放置在若干个检测容器6内部，随后将若干个检测容器6同时放置在恒温箱5内；恒温箱5开始工作、且提供恒定的温度给若干个检测容器6，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输出至吸收器输入口31，并进入二氧化碳吸收器3内；

步骤3：二氧化碳吸收器3开始工作、且完全吸收外界空气中的二氧化碳，经过吸收后的无二氧化碳气体再从吸收器输出口32输出至分配器进口41，并进入流量分配器4内；

步骤4：流量分配器4开始工作，并将无二氧化碳气体等压力、等流量的平均分配给若干个分配器出口42，再输出至若干个容器进口61，等压力、等流量的无二氧化碳气体分别进入若干个检测容器6内；

步骤5：无二氧化碳的气体含有大量的氧气，这些氧气分别提供给若干个检测容器6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，分解混合气体分别从若干个容器出口62输出至若干个冷凝进口71，并分别进入若干个冷凝回流器7内；

步骤6：若干个冷凝回流器7分别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分别经冷凝进口71、容器出口62重新流回至若干个检测容器6内，从而使若干个检测容器6内保持恒定的水份及质量；冷凝后的分解混合气体分别从若干个冷凝出口72输出至若干个三通阀出口81，并分别进入若干个三通阀8内；

步骤7：检测材料在非检测状态下，三通阀出口81与第一三通阀出口82为常开导通，三通阀出口81与第二三通阀出口83为常闭，分解混合气体从三通阀出口81进入三通阀8后直接从第一三通阀出口82排出；

检测材料在检测状态下，三通阀8切换通道，三通阀出口81与第二三通阀出口83为常开导通，三通阀出口81与第一三通阀出口82为常闭，分解混合气体从三通阀出口81进入三通阀8后从第二三通阀出口83输出至汇流入口91，并进入汇流器9内；

步骤8：分解混合气体进入汇流器9后再从汇流出口92输出至流量进口17，并进入流量控制器15内；

步骤9：流量控制器15开始工作、且根据设定的流量值调整分解混合气体的流量，随后将分解混合气体从流量出口18输出至分析仪入口19，并进入二氧化碳检测分析仪16内；

步骤10：二氧化碳检测分析仪16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，最后自动判定若干组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20进行排放。

步骤7中，若干个三通阀8可在不同的时间内单独工作、且相互进行通道切换，并依次向汇流器9输出分解混合气体；即每次仅一个三通阀8工作、且向汇流器9输出分解混合气体，其余三通阀8等待工作，从而实现若干组检测材料的同时检测。

步骤9中，流量控制器15可以调节分解混合气体的进入流量大小、显示分解混合气体的流量大小数值，其与二氧化碳检测分析仪16电控连接，并将这些分解混合气体流量值反馈给二氧化碳检测分析仪16，以为二氧化碳检测分析仪16对检测材料的分解能力提供判定依据。

步骤10中，二氧化碳检测分析仪16可以在设定的时间到达后自动判定若干组检测材料的分解能力，或者在若干组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。