フィールドと実験室の使用のための低コスト モバイル インキュベーターの建設

堅牢なフィールド インキュベーターの信頼性に到達し、様々 な条件下で設定温度を維持する能力であります。次の測定が行われたさまざまなインキュベーター組み立てのパフォーマンスを監視する: 操作、内部温度安定性以上 24 の 24 時間以上の消費電力、設定温度、1 つ分のドアを開いた場合の影響を達するに必要な時間操作と大腸菌の成長の観察の時間。保育器内の温度は、構造 (サポート ラック、壁、成長板の中のトップ) で別の位置に配置 4 の温度ロギング デバイスで毎分を測定しました。設定温度は、すべての測定値がプラスまたはマイナス 2 ° C 以内に達成されると考えられていたの孵化のための許容範囲である大腸菌。13 電子コアは通常、多くの国で見られる材料を使用してシェルの 3 種類でテストされた: サバイバル ブランケット (46 リットル) (で覆われている段ボール箱、ハード プラスチック製のクーラー ボックス (30 リットル)、発泡スチロール箱 (78 リットル)図 10)。3 周囲温度でテストされたこれらのインキュベーター セットアップ分野で経験することができます周囲条件の範囲をカバーする: 周囲 (約 27 ° C)、冷たい (約 3.5 ° C と 7.5 ° C) (約 39 ° C) と。37 ° C および 44.5 ° C で内部温度を設定パフォーマンスの測定値を調べた インキュベーターで設定温度に到達する時間は、周囲温度やインキュベーターのシェルの素材に影響されました。約 27 ° C の周囲温度で 3 インキュベーター セットアップまで設定温度 (37 ° C と 44.5 ° C) (図 11 aと図 12 a) 同様の時間と標準インキュベーター (表 3) のパフォーマンスに匹敵します。寒い環境 (3.5 ° C と 7.5 ° C) で厚い殻、すなわち、発泡スチロールやクーラー ボックスを持つインキュベーターまでターゲット設定温度 (37 ° C と 44.5 ° C) 同様の時間;27 ° C の周囲温度の下でより長い約 4 回その下の断熱材とサバイバル ブランケットと段ボール箱は決して完全に冷たい周囲温度条件 (図 11 bと図 12 b) の下で設定温度を達した。暖かい環境 (39 ° C) で 3 インキュベーター組み立ては 10 分 (図 12 c) の下で 44.5 ° C の温度が設定温度を達した。ただし、設定温度は、37 ° C、すなわち、周囲の温度よりも低いときは、すべての 3 つの保育器の過熱の結果、温度を下げることができる、インキュベーターのどれも設定 ups (図 11 c)。 周囲温度やインキュベーター シェルの型 1 つ分のインキュベーターのドアを開放の影響の影響。寒冷環境下での熱損失が大きかったし、温度が決してセットに達する (図 13 bと図 14 b) 段ボール箱インキュベーターを除いてに内部設定温度を回復する時間が長かった。暖かい環境で熱損失が限定と温度が (図 13 a、cと図 14 a、c) 10 分以内で回収されたセット。39 ° C の周囲温度と設定温度 37 ° C、扉を開いてはいない原因もインキュベーター (図 13 c) の過熱を軽減します。 消費電力は、寒い環境と設定温度の増加に増加しました。よい絶縁のインキュベーター シェル (発泡ポリスチレンとクーラー ボックス) 段ボール箱インキュベーターと比較して消費電力の削減を示した。同じような環境 (約 27 ° C の周囲温度)、標準のインキュベーターより 3 インキュベーター消費アップ 0.22 に 0.52 kWh/24 h 少ないエネルギー テスト (表 3)。 以上 24 時間インキュベーター シェルおよび周囲温度テスト (図 13と図 14) のすべてのタイプで、孵卵器内の温度は安定していた。設定温度と比較して測定された温度のわずかな変化は、インキュベーター内の温度ロギング デバイスの位置によると認められました。周囲温度 (39 ° C) 設定温度 (37 ° C) (図 13 c) よりも暖かいとテストを除いて温度の変化は、大腸菌培養の 2 ° C の許容範囲内のすべてだった。 すべてのテストは、エシェリヒア属大腸菌および大腸菌計測材料 (膜成長プレート上に配置) の存在下で行われました。サンプルの複製は、各インキュベータの設定との比較のための標準的なインキュベーターに置かれました。すべてのセットアップおよび条件、エシェリヒア属大腸菌および大腸菌群の増殖は成功し標準のインキュベーターで観察された成長に匹敵します。インキュベーターの構成と結果をテストの周囲温度条件の概要は表 3のとおりです。 テスト 1:温度を設定する時間 テスト 2:側ドア 1 つ分の開口 テスト 3:24 時間の期間にわたって電力消費 テスト 4:24 時間にわたって温度変化 テスト 5:エシェリヒア属大腸菌の成長が見られました。 周囲温度 設定温度 (分) 最大損失の温度 (° C);設定温度 (分) を回復する時間 (kWh/24 h) 絶対最大温度 (° C);絶対温度 (° C) * (はい/いいえ) 発泡スチロール ボックス 3.5 ° C 37 ° C 45 10 ° C;17 分 0.78 37;35.5 うん 7.5 ° C 44.5 ° C 74 16.5 ° C;31 分 0.89 44.5;42.5 ND† 27 ° C 37 ° C 12 2.5 ° C;3 分 0.28 37.5;36.5 うん 44.5 ° C 20 4.5 ° C;7 分 0.43 44.5;43.5 ND† 39 ° C 37 ° C 0 (オーバーヒート) 2 ° C;0 分 (オーバーヒート) 0.11 42.5;42 うん 44.5 ° C 7 3.5 ° C;5 分 0.17 45;43.5 ND† ハード クーラー ボックス 3.5 ° C 37 ° C 54 8 ° C;10 分 0.86 37.5;36 うん 7.5 ° C 44.5 ° C 96 12 ° C30 分 1.05 45;43 ND† 27 ° C 37 ° C 13 1.5 ° C;0 分 0.27 37.5;36.5 うん 44.5 ° C 25 2 ° C;4 分 0.50 45;43.5 ND† 39 ° C 37 ° C 0 (オーバーヒート) 1 ° C;0 分 (オーバーヒート) 0.11 43;42.5 うん 44.5 ° C 9 4 ° C;3 分 0.19 45.5;44.5 ND† サバイバル ブランケットと段ボール箱 3.5 ° C 37 ° C (109 分後安定した温度) に達したこと 6.5 ° C;30 分後の安定した温度 1.24 33.5;30.5 うん 7.5 ° C 44.5 ° C 決して達された (安定した温度 120 分後) 8 ° C;20 分後の安定した温度 1.28 36.5;32 ND† 27 ° C 37 ° C 15 2.5 ° C;6 分 0.42 36.5;35.5 うん 44.5 ° C 24 3 ° C;8 分 0.70 44.5;42.5 ND† 39 ° C 37 ° C 0 (オーバーヒート) 1.5 ° C;0 分 (オーバーヒート) 0.11 41.5;40 うん 44.5 ° C 9 2 ° C;0 分 0.20 45;43.5 ND† 標準的なインキュベーター 27 ° C 37 ° C 18 1 ° C;0 分 (オーバーヒート) 0.64 38.5;36 ND† 44.5 ° C 23 (オーバーヒート) 2.5 ° C;0 分 0.95 47.5;43.5 ND† テーブル 3: インキュベーター構成および周囲温度条件に対する結果の概要をテストします。* テスト 4:すなわち、破壊的なイベント (ドアを開ける、設定温度に達するまでの時間) の終わりの後の 10 分から安定した期間中に絶対最高・最低気温を記録しました。†ND: データなし、テストは実行されません。 図 10: テスト インキュベーター シェルします。(上段) が開閉 (下段)。発泡スチロール ボックス (左)、厚さ 3.5 cm、外側寸法 39 x 56 x 36 cm;ハード プラスチック製クーラー ボックス (中央) の厚さ 2.5 cm、外側寸法 32 x 41 x 47 cm;(右) 厚さ 12 μ m の標準的な生存毛布で覆われてダン ボール箱折り、二度外形寸法 30 × 42 × 37 cmこの図の拡大版を表示するにはここをクリックしてください。 。 図 11: 異なる温度条件下でインキュベーターのセットアップの設定温度 (37 ° C) に達するまでの時間。発泡スチロール箱、ハード クーラー ボックス、段ボール箱の製シェルとインキュベーターの性能はサバイバル ブランケットで覆われています。部屋温度(a)、冷たい周囲温度(b)と暖かい温度(c)。インキュベーターの支援ラックの温度を記録しました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 12: 異なる温度条件下でインキュベーターのセットアップの設定温度 (44.5 ° C) に達するまでの時間。発泡スチロール箱、ハード クーラー ボックス、段ボール箱の製シェルとインキュベーターの性能はサバイバル ブランケットで覆われています。部屋温度(a)、冷たい周囲温度(b)と暖かい温度(c)。インキュベーターの支援ラックの温度を記録しました。 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 13: 24 時間と異なる温度条件下で開くドアの効果気温の変動。37 ° c. の温度を設定します。サバイバル ブランケット覆われて発泡スチロール ボックス、ハード クーラー ボックス、段ボール箱の製シェルとインキュベーターの公演。部屋温度(a)、冷たい周囲温度(b)と暖かい温度(c)。丸で囲んだ領域は、ドア 1 つ分の開口部による温度の変化を示しています。インキュベーターの支援ラックの温度を記録しました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 14: 24 時間と異なる温度条件下で開くドアの効果気温の変動。44.5 ° c. の温度を設定します。サバイバル ブランケット覆われて発泡スチロール ボックス、ハード クーラー ボックス、段ボール箱の製シェルとインキュベーターの公演。部屋温度(a)、冷たい周囲温度(b)と暖かい温度(c)。丸で囲んだ領域は、ドア 1 つ分の開口部による温度の変化を示しています。インキュベーターの支援ラックの温度を記録しました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 S1: インキュベーター電気コア配線の電気図。電源操作や電池の代替が示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 パラメーター 選択した値 1 制御出力の種類 制御第 1 四半期第 2 四半期をアラーム/ 2 接続されているセンサーの種類 Pt100 (140 ° C に-200) 3 下限設定ポイントの値の選択 0 4 上限設定ポイントの値の選択 50 5 コントロールの種類 暖房 6 オン/オフ履歴や P.I.D. コントロールの不感帯 0 7 単位として表現されるプロセスの比例帯域幅 (° C 場合温度) 1 8 積分時間。プロセスの秒単位の慣性 80.0 9 P.I.D. の微分時間 20.0 10 時間比例出力周期時間 10 11 前面キーボードで設定値の変更を許可/拒否します。 すべて規定値の変更を許可します。 12 ソフトウェア フィルター。数測定値の比較を計算する値 PV SPV 10 13 学位の種類 ° C 14 冷却液の種類 空気 表 S1: PID 温度コント ローラー設定します。設定値の表示インキュベーターを実行する必要はありませんその他のパラメーターはデフォルト値に残っていた。