При культивировании микроорганизмов важным обстоятельством является интенсивная продувка окислителя через биомассу, причем в оптимальном случае объем газовой смеси должен изменяться пропорпионально количеству биомассы.
Приборы для культивирования микроорганизмов, содержащие культуральные сосуды, нефелометрические датчики и регистрирующее устройство, известны.
Предлагаемый прибор, в отличие от известных, содержит коммутатор, последовательно подключающий датчики плотности биомассы каждого сосуда к исполнительным механизмам, задающим интенсивность подачи газовой смеси к сосудам. Такое устройство прибора обеспечивает подачу газовой смеси, пропорциональной Количеству биомассы при параллельном культивировании микроорганизмов.
Преобразование сигналов датчиков плотности биомассы в перемещения исполнительных механизмов осуществляется электронными усилителями, нагрузкой которых служат, например, реверсивные двигатели, оси которых жестко связаны с исполнительными механизмами, выполненными, например, в виде кулачка.
управляемой электромагнитом, что позволяет поддерживать заданное положение исполнительного механизма на период оборота коммутатора.
Периодическое управление реверсивными двигателями и электромагнитами механических фиксаторов каждого культурального сосуда производится релейными схемами. Па фиг. 1 изображена принципиальная
электрическая схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 - дифференциальный манометр с исполнительным механизмом; на фиг. 3- форма импульсов срабатывания основных элементов прибора; на фиг. 4 - устройство
фиксаторов.
В культуральные сосуды / газовая смесь подается по трубопроводам 2, проходя через регуляторы расхода 3 и сужающие устройства 4. Статические давления до и после сужающих отверстий в трубопроводах подаются во внутренние полости измерительных устройств, например, колокольных дифференциальных манометров 5. В зависимости от величины перепада статических давлений колокол 6 манометра занимает определенное положение по вертикали. Индикация положения колокола производится с помощью дифференциальной фотоэлектрической схемы, включающей фотоэлементы 7 и S. В корпусе ложены прозрачные окна 9 и JO. Окна выполнены в виде вытянутых прямоугольников, лежащих горизонтально на больших основаниях. При неподвижной диафрагме // величина5 светового потока от лампы 12, попадающего на фотоэлемент 7 канала сравнения, не зависит от положения колокола, т. к. отверстие 13 имеет форму вытянутого прямоугольника, меньшие стороны которого расположены го-10 ризонтально. Световой поток к фотоэлементу 8 измерительного канала будет меняться в зависимости от положения колокола, т. к. отверстие 14 выполнено в виде треугольника. Разностный сигнал с фотоэлементов пода-15 ется на усилительные схемы и затем на исполнительный механизм, который обеспечивает увеличение или уменьшение площади проходного сечения участка трубопровода, изменяя тем самым расход газовой смеси, посту-20 пающей в культуральный сосуд. Если изменить полол-;ение диафрагмы 11, то равновесное состояние схемы наступит в другом положен П1 колокола, т. е. при другом расходе. В предлагаемом приборе изменение положения диафрагмы каждой стабилизирующей схемы производится автоматически в соответствии с величиной нефелометрического показателя культуральной жидкости (каждый30 культуральный сосуд снабжен своим стабилизатором). Многоточечный автоматический нефелометр 15обеспечивает измерение и регистрацию нефелометрических данных для каждого куль-35 турального сосуда. Электрические сигналы со светоприемных нефелометрических головок 16поступают к ламелям коммутатора 17. Щетка 18 коммутатора поочередно подключает измеряемые величины к входному уси-40 лителю 19, откуда сигнал подается на усилитель 20 мощности и далее на реверсивный двигатель 21, связанный с регистрирующим устройством. Периодичность «опроса нефелометричес-45 ких данных в культур а льных сосудах задается частотой замыкания контактов 22 и 23. Кулачковая пара, состоящая из кулачка 24 и толкателя 25, управляет состоянием указанной контактной групиы. Замыкание контак-50 тов 22 и 23 приводит к срабатыванию реле 26, что, в свою очередь, обусловливает замыкание его контактов 27 и 28. Срабатывание этих контактов обеспечивает включение печатающего механизма 29. Размыкание контак-55 тов 22 и 23 приводит к отпусканию реле 26, возврату печатающего механизма в исходное состояние и перемещению щеток 18 и 30 на следующую ламель коммутаторов 17 и 31 (печатающий мехаиизм связан с коммутато-60 рами путем храповой пары). Кулачки 32 и 25 схемы автоматики 37 регулятора расхода (каждый регулятор имеет свою схему автоматики). Пусть щетки коммутирующих устройств в начальном состоянии находится в положении, изображенном на фиг. 1. Это состояние соответствует подключению к нефелометру 15 первой -слева) головки 16, с помощью которой снимается соответствующий параметр культуральной жидкости в левом сосуде. Пусть при этом импульс / (см. фиг. 3), изображающий промежуток времени замыкания контактов 22 и 23, привел схему в исходное состояние, изображенное на фиг. 1. После окончания этого сигнала регистрирующее устройство анализатора будет двигаться вдоль его шкалы до тех пор, пока сигнал рассогласования на управляющей обмотке реверсивного двигателя 21 не станет равным нулю. Когда измерение установится, замыкаются контакты 34 и 35, управляемые кулач,ком 32 (см. фиг. 3). Срабатывание реле 36 обусловливает замыкание его контактов 38 и 39 на время действия управляющего импульса //. Это приводит к срабатыванию реле 40, которое блокируется через свои контакты 41 и 42. В рассматриваемый момент времени обмотка реле подключается к источнику питания 43 через коммутатор 31 и его щетку, находящуюся в это время в положении, изображенном на фиг. 1. Срабатывание реле 40 приводит к замыканию его контактов 44 и 45. При этом управляющая обмотка реверсивного двигателя 46 подключается к выходу усилителя 20 мощности (т. е. параллельно управляющей обмотке двигателя 21 авто;матического нефелометра). Реверсивный двигатель 46 (см. фиг. 2) механически связан с исполнительным механизмом профильным кулачко-м 47, который с помощью толкателя 48, прижимаемым к поверхности кулачка пружиной 49, воздействует на диафрагму 11, увеличивая или уменьшая световой поток к фотоэлементу 7 канала сравнения. Профиль кулачка построен таким образом, чтобы изменение светового потока в канале сравнения обеспечивало для каждого нефелометрического значения оптимальный расход газовой смеси. Заданное положение кулачка 47 обеспечивается специальным механическим фиксатором следующим образом. С реверсивного двигателя 46 вращательное движение передается кулачку 7 при помощи валика 50 (см. фиг. 4), на котором жестко установлен барабан 51. Положение барабана может фиксироваться тормозной колодкой 52. Колодка прижимается к наружной поверхности барабана пружиной 55. При включении обмотки электромагнита 54 его сердечник 55, преодолевая усилие пружины, втягивается BHiyTpb катущки, выводя из соприкосновения поверхности
измеряемой величины. Электромагнит приходит в исходное состояние (см. фиг. 4) в момент подачи управляющего импульса /// (кулачок 24 с момента формирования импульса / сделал полный оборот).
Включение электромагнита производится с помоицью реле 56 схемы автоматики (см. фиг. 1).
Срабатывание реле 36 приводит к замыканию его контактов 57 и 58. При этом реле 56 включается и блокируется через свои контакты 59 и 60. В цепь нормально разомкнутых контактов 61 и 62 реле включена обмотка электромагнита 54. В момент замыкания этих контактов, соответствующий подаче управляющего импульса //, обмотка электромагнита подключается к источнику иитания 43. Как уже описывалось ранее, в это же время управляющая обмотка реверсивного двигателя 46 подключается к выходной цепи усилителя 20 мощности, благодаря чему происходи г коррекция фазы установки двигателя 46 и поворот кулачка 47.
В цепь блокировки реле 56 включены нормально замкиутые коитакты 63 и 64 реле 26, которое срабатывает при замыкан-ии контактов 22 и 23. Этот момент соответствует ириходу управляющего импульса /// (см. фиг. 3). Срабатывание реле 26 приводит к размыканию его коитактов 63 и 64 и к отпусканию реле 56. Это, в свою очередь, приводит к отклонению питания от обмотки электромагнита и возвраи-1,ению его в исходное состояние, при котором подвижная система (см. иа фиг. 4) фиксируется на заданном значеипи фазы. Во время действия управляющего импульса /// реле 40 остается во включенном состоянии, так как щетка 30 коммутатора 31 enie находится в прежнем положении (см. фиг. 1). Переход щетки I следуюгиес иоложение произойдет лип1ь с приходом заднего фронта импульса ///, иосле чего питание от обмотки реле 40 отключается и оно приходит в исходное состояние. Размыкание его контактов 44 и 45 отключает управляющую обмотку реверсивного двигателя 46 от выходной цепи оконечного усилителя 20 мощности.
С переходом щеток 18 и 30, коммутируюидих устройство в следующее иоложение, весь описанный цикл работы иовторится для схемы автоматики второго (слева) культурального сосуда и т. д.
Так поочередно с заданной периодичностью в каждом культуральном сосуде ироизводятся нефелометрические измереиия и корректируется положение кулачком 47 для ка/кдого из регуляторов расхода газовой смеси.
Предмет изобретения
1.Прибор для культивирования микроорганизмоБ. содержащий культуральные сосуды, нефелометрические датчики и регистрируюи1ее устройство, отличающийся тем, что, с целью иодачи газовой смеси, процорциональной количеству биомассы при параллельном культивировании микроорганизмов, в нел установлен коммутатор, последовательно подключающий датчики плотности биомассы каждого сосуда к исполнительным механизмам, задающим интенсивность подачи газовой смеси к сосудам.
2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью преобразования сигналов датчиков плотности биомассы в перемещения исполнительных механизмов, в нем установлены
электронные усилители, нагрузкой которых Я15; яются, например, реверсивные двигатели, оси которых жестко связаны с исиолнительными механизмами, выполненными, наприлтер, в виде кулачка.
3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью поддержания заданного иоложения исполнительного механизма иа период цикла соорсгга коммутатора, в ием установлен механический фиксатор в виде, например, тормозной колодки, управляемой электромагиито м.
4. Прибор по и. 1, отличающийся тем. что, с целью периодического управления реверсивными двигателями и электромагиптами
мехаиических фиксаторов каждого культурального сосуда, в нем установлены релейные схемы. 74332 1 П
. .. 5
йг й:®1| ь
1 - iiEnK3ss: 3i Div I
f
Фиг-2
6Фиг.
