深海微生物保壓轉(zhuǎn)移技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)地球的探索能力進(jìn)一步增強(qiáng)，巨大的海洋資源的探索也將成為可能。海底資源種類(lèi)豐富，包括海洋生物資源、礦產(chǎn)資源、能源資源以及微生物資源等。針對(duì)不同的資源需要研發(fā)不同的探索技術(shù)。深海微生物資源應(yīng)用廣泛，通常用于生命科學(xué)研究等領(lǐng)域，有著重要的藥用價(jià)值。由于深海微生物生存在高壓、低溫、無(wú)光的環(huán)境之中，為了充分了解深海微生物的物理化學(xué)特性，通常要對(duì)深海微生物的保真樣品進(jìn)行研究。這對(duì)我們的深海微生物的保壓取樣技術(shù)、保壓培養(yǎng)技術(shù)以及

2、保壓轉(zhuǎn)移技術(shù)都提出了很高的要求。在國(guó)內(nèi)外對(duì)深海微生物保壓取樣技術(shù)和保壓培養(yǎng)技術(shù)都已經(jīng)有了比較多的研究和應(yīng)用，但是對(duì)微生物的保壓轉(zhuǎn)移技術(shù)還處于起步階段。保壓轉(zhuǎn)移技術(shù)的主要技術(shù)難點(diǎn)在于如何保證高壓，如何在高壓環(huán)境下進(jìn)行有效的樣品轉(zhuǎn)移，以及如何減少因?yàn)闃悠忿D(zhuǎn)移或者泄漏等原因造成的壓力波動(dòng)。本文將就這些問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　第一章首先介紹了深海微生物保壓轉(zhuǎn)移課題所產(chǎn)生的背景，然后介紹了國(guó)外和國(guó)內(nèi)在保壓轉(zhuǎn)移技術(shù)上的研究現(xiàn)狀。由于本課題的所要獲

3、取的深海資源為微生物，由此給出了深海微生物保壓轉(zhuǎn)移技術(shù)的總體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)總體方案所設(shè)計(jì)到的技術(shù)難點(diǎn)提出了本課題所要研究的機(jī)械、電控以及壓力保持三個(gè)方面的主要內(nèi)容;
　　第二章首先對(duì)保壓轉(zhuǎn)移裝置的工作原理進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括保壓?jiǎn)卧脑O(shè)計(jì)以及子取樣單元的設(shè)計(jì)。然后針對(duì)保壓轉(zhuǎn)移裝置中保壓筒、螺桿以及支撐板等受力較大的零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。另外利用有限元分析軟件對(duì)保壓筒和支撐板等零部件進(jìn)行了仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保證了安全性;
　　第

4、三章首先從理論上分析了可能導(dǎo)致保壓轉(zhuǎn)移系統(tǒng)內(nèi)壓力波動(dòng)的原因，如滑塊滑動(dòng)、泄漏以及球閥啟閉等，并分別分析了它們對(duì)壓力波動(dòng)影響的大小，同時(shí)給出避免措施。然后參考常用的保壓回路設(shè)計(jì)方法，結(jié)合本課題所研究的微生物保壓轉(zhuǎn)移裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了用單向閥和蓄能器作為保壓元件，同時(shí)通過(guò)液壓泵在蓄能器保壓能力不足時(shí)做適當(dāng)補(bǔ)充的保壓回路。
　　第四章首先分析微生物保壓轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的控制需求，確定了電控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、精確性以及可靠性等要求。針對(duì)這幾點(diǎn)總體

5、要求設(shè)計(jì)了上位機(jī)為主下位機(jī)輔助的控制方案，并確定了上位機(jī)和下位機(jī)的開(kāi)發(fā)工具。最后分別針對(duì)上位機(jī)開(kāi)發(fā)，下位機(jī)傳感器數(shù)據(jù)采集，上位機(jī)與下位機(jī)通信協(xié)議等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn);
　　第五章結(jié)合以上三章在機(jī)械結(jié)構(gòu)、電控軟件以及壓力保持等方面的研究成果，成功制造了一臺(tái)微生物保壓轉(zhuǎn)移系統(tǒng)樣機(jī)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式驗(yàn)證了該裝置的耐壓保壓能力，通過(guò)取樣實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械結(jié)構(gòu)原理的正確性以及電控軟件的實(shí)時(shí)控制性能，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ);
　　第六章總