基于单片机生物培养液温度控制系统设计 设计背景 .pdfVIP

设计总说明

培养基是人工配制的，适合微生物生长、分离鉴别的营养基础。一般基础培养基中古

有蛋白胨、牛肉浸粉、酵母浸粉、氯化钠、琼脂等基本营养物质。微生物培养基应用范围

很广。例如，无菌试验培养基可检查药品、生物制品是否污染细菌，它直接关系到人民用

药安全；在临床及食品卫生检验中常用选择、鉴别培养基，此类培养基中根据用途不同，

需要加入抑菌剂、指示剂、血液、糖等试剂，以利于特定细菌的分离与鉴别，需要使细菌

大量生长、繁殖的各类培养基；病毒培养及疫苗生产中则需用组织细胞培养液，主要成分

为多种氨基酸、核苷酸、无机盐、生长因子等。

培养基是医学卫生研究、医药工业生产、临床细菌检验、流行病学调查及生物制品制

造等行业的重要基础。培养基的研制是微生物学领域中一项重要内容。培养基属于基础应

用学科，它广泛地应用于医药卫生、实验动物、食品、化妆品、工农业、环保等众多领域

内。在药品质量控制、安全评价、疾病诊断中发挥着重要的作用。

19世纪末，德国著名细菌学家科赫(RobertKoch，1843~1910)成功地制备了固体培养

基，并发明了玻璃培养皿，使得细菌学得到重大的变革．极大地推动了细菌的分离、培养

和鉴别，同时也促进了培养基的发展。为了满足微生物学发展的需要，出现了世界闻名的

美国Difco和英国Oxoid等培养基生产专业公司。美国Difco至今已有一百多年的历史了，

早在1895年就开始生产胃酶、胰酶制品，1917年开始生产脱水干燥培养基。在20世纪

50年代初，Difco和Oxoid公司的干燥培养基就被全球微生物实验室广泛接受，是世界上

公认的优质培养基。目前他们已有400多种干粉培养基。美国Difco公司已成为国际上最

大的微生物培养基供应商，其产品份额占国际市场的一半以上。我国在20世纪50年代末

开始研制干燥培养基，到目前已有50多个培养基厂家，商品干粉培养基已达200多种。

在培养基及原材料的研究、升发、生产使用上都有了很大的进展，近20年来，我国培养

基事业有了飞速发展，大大缩短了与发达国家的差距。目前我国存在的主要问题有：原材

料厂家生产规模小、生产工艺和设备较落后，培养基还缺少统一管理等。

生物培养液用于进行组织或细胞培养的介质之统称。生物培养液营养物质分布均匀，

与菌体表面接触充分，还能大量溶解微生物的代谢产物，还具有进行振荡培养、通气培养

优点。在静止的条件下，在菌体或培养细胞的周围，形成透过养分的壁障，养分的摄入会

受到阻碍。但是在通气或在振荡的条件下，可消除这种阻碍以及增加供氧量，所以有利于

细胞生长，提高生产量。同时培养液需要在一个温度相对温度的环境。

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基于单片机生物培养液温度控制系统设计

生物培养液可以用于组织培养、细胞培养、器官培养，这些属于体外培养。体外培养

已经历了约一百年的发展历史，但发展初期进程比较缓慢，没有引起很多学者的重视。直

到上世纪50年代后期，体外培养技术才广泛应用于生物学研究的各个领域，使这项技术

得到飞速发展。现在体外培养已成为细胞工程、基因工程、抗体工程的重要组成部分。在

这样快速发展的社会里，我们需要不停的研发新技术，我也要时刻注意到我们的环境问题，

为此我们研究生物培养液的必要性可想而知。

为了提高对生物培养液与传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及

其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感

器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细

地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过

程。

温度是一种最基本的环境参数,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。温

度的检测在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。随着传感器技术、微电子技术、单

片机技术的不断发展,为智能温度测控系统的完善、测控精度的提高和抗干扰能力的增强

等提供了条件。由于单片机具有集成度高、功能强、体积小、价格低、抗干扰能力等优点。

因此,在要求较高检测精度和较低成本的工业测控系统中，单片机很适合作为控制器的中

央处理器。在工业生产过程中需要实时测量温度，因此研究温度的测量方法和装置具有重

要的意义。

本系统需要把温度控制在15~25摄氏度,需要用单片机长时间对培养液的温度进行控

制，升温、降温阶段的温度控制精度要求为0