深海微生物保壓轉(zhuǎn)移技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技的進步，人類對地球的探索能力進一步增強，巨大的海洋資源的探索也將成為可能。海底資源種類豐富，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，有著重要的藥用價值。由于深海微生物生存在高壓、低溫、無光的環(huán)境之中，為了充分了解深海微生物的物理化學(xué)特性，通常要對深海微生物的保真樣品進行研究。這對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。在國內(nèi)外對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)難點在于如何保證高壓，如何在高壓環(huán)境下進行有效的樣品轉(zhuǎn)移，以及如何減少因為樣品轉(zhuǎn)移或者泄漏等原因造成的壓力波動。本文將就這些問題進行研究。
　　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，然后介紹了國外和國內(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)計方案，根據(jù)總體方案所設(shè)計到的技術(shù)難點提出了本課題所要研究的機械、電控以及壓力保持三個方面的主要內(nèi)容;
　　第二章首先對保壓轉(zhuǎn)移裝置的工作原理進行了設(shè)計，包括保壓單元的設(shè)計以及子取樣單元的設(shè)計。然后針對保壓轉(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行了設(shè)計計算。另外利用有限元分析軟件對保壓筒和支撐板等零部件進行了仿真分析和結(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)壓力波動的原因，如滑塊滑動、泄漏以及球閥啟閉等，并分別分析了它們對壓力波動影響的大小，同時給出避免措施。然后參考常用的保壓回路設(shè)計方法，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，設(shè)計了用單向閥和蓄能器作為保壓元件，同時通過液壓泵在蓄能器保壓能力不足時做適當(dāng)補充的保壓回路。
　　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)的實時性、精確性以及可靠性等要求。針對這幾點總體

5、要求設(shè)計了上位機為主下位機輔助的控制方案，并確定了上位機和下位機的開發(fā)工具。最后分別針對上位機開發(fā)，下位機傳感器數(shù)據(jù)采集，上位機與下位機通信協(xié)議等進行了詳細的設(shè)計實現(xiàn);
　　第五章結(jié)合以上三章在機械結(jié)構(gòu)、電控軟件以及壓力保持等方面的研究成果，成功制造了一臺微生物保壓轉(zhuǎn)移系統(tǒng)樣機，并通過實驗的方式驗證了該裝置的耐壓保壓能力，通過取樣實驗驗證了機械結(jié)構(gòu)原理的正確性以及電控軟件的實時控制性能，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ);
　　第六章總