Name: construction of a low-cost mobile incubator for field and laboratory use
Uploaded: 2019-03-19T12:30:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use at JoVE.com

Dit onderzoek werd gesteund door de Zwitserse Agentschap voor ontwikkelingssamenwerking en het REACH-programma gefinancierd door UK steun van het Britse ministerie for International Development (DFID) ten behoeve van ontwikkelingslanden (Aries Code 201880). De standpunten en informatie daarin zijn niet noodzakelijkerwijs die van of onderschreven door deze agentschappen, die geen aansprakelijkheid voor dergelijke standpunten of informatie of voor enig vertrouwen op hen geplaatst aanvaarden kunnen. De auteurs bedanken ook Arnt Diener voor zijn bijdragen aan de vroege herhalingen van het prototype van de incubator polystyreenschuim.

1. Verwarming eenheid
<ol><li>Verzamel de volgende onderdelen (Figuur 1): <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg">Plaat (280 x 250 mm) ondersteuning vereist anchorage rijggat <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg">Axiaal ventilator (60 x 60 x 25 mm); 2 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/03.jpg">Spacer (lengte 20 mm, binnendiameter 4,25 mm (M4)); 4 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg">Luster terminal met drie pinnen <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/05.jpg">Schroef moer (M4); 4 x en (M3); 1 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/06.jpg">Wasmachine (M4); 8 x en (M3); 1 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/07.jpg">Schroef (M4); 4 x en (M3); 1 x</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig1.jpg"> Figuur 1: Individuele componenten van de verwarming eenheid.  <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> Ondersteuning van de plaat, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg"> Axiaalventilatoren, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/03.jpg"> spacers, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg"> luster terminal, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/05.jpg"> schroef noten, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/06.jpg"> ringen en <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/07.jpg"> schroeven. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<ol start="2"><li>Boorgaten de vereiste (Figuur 2) in de steun plaat <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> teneinde de Axiaalventilatoren <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg"> evenals de glans-terminal <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg"> (Figuur 1).</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig2.jpg"> Figuur 2: Schematisch diagram van de steun plaat. Aanwijzingen naar de ankerplaats boorgaten in de steun plaat vast de Axiaalventilatoren evenals de glans terminal te. Afstanden zijn gegeven in millimeters. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<ol start="3"><li>De Axiaalventilatoren anker <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg"> in het midden op de steun plaat <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> zoals afgebeeld in Figuur 3 met twee M4 schroeven, schroef, moeren en sluitringen <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/05.jpg"> </img>, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/06.jpg"> </img>, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/07.jpg"> per fan. De afstandhouders gebruiken <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/03.jpg"> te verlaten van een afstand tussen de fans en de steun plaat (Figuur 3).</li>
	<li>Verankeren van de glans-terminal <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg"> om de steun plaat <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> met behulp van M3 schroef schroef moer en ring. Beveilig de kabel fans. (Figuur 3).</li>
	<li>Sluit de kabels van de ventilator met de glans terminal. Sluit de positieve kabels van elke fan samen en de negatieve kabels van elke fan samen (Figuur 3). De snelheidssensor is niet vereist.</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig3.jpg"> Figuur 3: Axiaalventilatoren gefixeerd op steun plaat. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
Opmerking: De kabel kleuren vermeld overeen met degene die gebruikt zijn in de cijfers. De kabel kleuren kunnen veranderen afhankelijk van het gebruikte materiaal.
2. de controle Unit (voeding)
<ol><li>Verzamel de volgende onderdelen: <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/08.jpg">Universele behuizing (hier 200 x 120 x 60 mm, maar de afmetingen zal afhangen van de grootte van de DC/DC-converter en de PID temperatuurregelaar) <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/09.jpg">Aan/uit-schakelaar <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/10.jpg">DC/DC converter, ingangsspanning bereik 9 - 36V, uitgangsspanning 12V <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/11.jpg">PID temperatuurregelaar, 12-35 V/DC bedrijfsspanning <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/12.jpg">Wartel, M12 x 15 mm, klemmen bereik 2-7,5 mm (of volgens de gebruikte kabel) <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/13.jpg">Temperatuursensor Pt100 <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/14.jpg">AC-voeding Opmerking: De incubator kan worden aangesloten op de macht van de netvoeding of op een batterij. In het geval van het lichtnet-operatie, de netvoeding vereist is en als het apparaat uitsluitend op lichtnet is aangesloten, de DC/DC-converter is niet verplicht. In het geval van de werking van de batterij, de DC/DC-converter is een aanrader, en een twee-draads kabel is vereist in plaats van de AC-voeding. Dit protocol stelt de versie met de DC/DC-converter en de netvoeding. Een elektrisch schema van de incubator elektrische kern wordt gedetailleerd beschreven in het aanvullend materiaal (figuur S1).</li>
	<li>Molen de openingen voor de PID temperatuurregelaar, aan/uit schakelaar en wartels in de behuizing met een boor en decoupeerzaag of een gelijkwaardig instrument (Figuur 4).</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig4.jpg"> Figuur 4: schema van de universele behuizing. (a) aanwijzingen te plaatsen van de temperatuur controller <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/21.jpg"> </img>, aan/uit schakelaar <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/22.jpg"> en de wartels <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/23.jpg"> in de universele behuizing; afstanden zijn gegeven in millimeters. (b) 3D-weergave van de universele behuizing. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<ol start="3"><li>Sluit de DC/DC Converter aan op de aan/uitschakelaar: de positieve kabel van de AC voedingsadapter verbinden met de aan/uitschakelaar en de negatieve kabel van de AC voedingsadapter aan de "-Vin" van de DC/DC converter (Figuur 5).</li>
	<li>Gebruik een kabel om de aan/uit-schakelaar op de "+ Vin" voor de DC/DC converter (Figuur 5).</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig5v2.jpg"> Figuur 5: gemonteerd controle apparaat Universele behuizing <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/08.jpg"> met DC/DC converter <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/10.jpg"> aangesloten op PID temperatuur controller <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/11.jpg"> en aan/uit schakelaar <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/09.jpg"> </img>. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig5v2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<ol start="5"><li>Sluit de kabels van de verwarming van de eenheid aan de PID temperatuurregelaar als volgt (Figuur 6):<ol>
<li>Sluit de terminal "1" van de PID temperatuurregelaar op de draad "DC-" van de verwarming luchtbehandelingsgroep en de "-Vout" terminal van de DC/DC-converter.</li>
		<li>Verbinding maken met de "DC +" draad gaat naar de verwarming-eenheid naar de terminal "4" van de PID temperatuurregelaar alsmede over de terminal "2" van de PID temperatuurregelaar (zie punt 3.2).</li>
		<li>Sluit de terminal "2" van de PID temperatuurregelaar op de "+ Vout" terminal van de DC/DC-converter.</li>
		<li>Verbind de terminal "5" van de PID temperatuurregelaar met de "opdracht" draad gaat naar de verwarming eenheid. (zie punt 3.2).</li>
		<li>De temperatuursensor sluit aan op de klemmen "10", "11" en "12". Opmerking: De rode draad van de temperatuursensor moet worden aangesloten op terminal "11" van de PID temperatuurregelaar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Verankeren van de DC/DC-converter met Velcro tape aan de onderkant van de behuizing en sluit de universele behuizing.</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig6v2.jpg"> Figuur 6: kabel-verbinding van DC/DC converter met PID temperatuurregelaar. DC/DC converter <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/10.jpg"> </img>, PID temperatuurregelaar <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/11.jpg"> </img>, verbinding met Incubator (kabel A) en verbinding met temperatuursensor (kabel B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig6v2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
Opmerking: De functies van de PID temperatuur controller terminals gebruikt zijn gegeven in tabel 2.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>PID temperatuurregelaar terminal</td>
			<td>Functie</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal "1"</td>
			<td>Leveren van input +</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal "2"</td>
			<td>Levering invoer-</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal '4'</td>
			<td>Controle Output gemeenschappelijk Contact</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal "5"</td>
			<td>Controle Output normaal Open Contact</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 2: Functies overeenkomt met de PID temperatuur controller terminals.
3. assemblage van de Incubator elektrische kern
<ol><li>Verzamel de volgende onderdelen: Verwarming eenheid van sectie 1 Controle-eenheid van sectie 2 <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/15.jpg">Verwarming folie, zelfklevend, 100 x 200 mm, 12 V/20 W, 2 x</li>
	<li>De aansluitkabels van de regelaar aan de eenheid van de verwarming als volgt (Figuur 7) link:<ol>
<li>Sluit de draad "DC -" van de controle-eenheid met een dirigent van elk van de verwarming folies en de negatieve draad van elke ventilator.</li>
		<li>Sluit de draad "DC +" afkomstig van de controle-eenheid met de positieve kabel van elke fan.</li>
		<li>Sluit de draad van 'opdracht' van de regelaar aan de resterende twee dirigenten van de verwarming folies.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig7v2.jpg"> Figuur 7: Kabel aansluiting van verwarming folies <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/15.jpg"> met PID temperatuurregelaar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig7v2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
Opmerking: De voltooide veld incubator elektrische kern van de incubator is weergegeven in Figuur 8.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig8v2.jpg"> Figuur 8: Veld voltooid incubator elektrische kern. Verwarming eenheid <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/21.jpg"> </img>, controle-eenheid <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/22.jpg"> en temperatuursonde <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/23.jpg"> </img>. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig8v2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
4. vergadering van de Incubator
<ol><li>Verzamel de volgende onderdelen: Incubator elektrische kern Incubator shell (hier een polystyreen schuim doos, maar kan elk type vak bestaan uit isolerend materiaal) Ondersteuning van rack (hier een metalen rek, maar kan een ander materiaal)</li>
	<li>Plaats de incubator componenten samen als volgt (Figuur 9):<ol>
<li>Plaats de incubator shell op zijn kant, zodat de opening van de incubator (deur) is gelegen aan een kant.</li>
		<li>Plaats de plaat van de steun met de verwarming van de eenheid aan de onderkant van de incubator shell.</li>
		<li>Plaats het rek van de steun op de top van de verwarming eenheid, verlaten van een ruimte van minimaal 10 cm tussen de eenheid van de verwarming en de steun rek.</li>
		<li>Plaats de temperatuurvoeler op het rek ondersteuning en veilig in de incubator.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Boor gaten in de deur van de incubator te voorzien van de vermelding van de kabels (Figuur 9).</li>
	<li>De incubator verbinden met de krachtbron.</li>
	<li>De incubator inschakelen en aanpassen van de instellingen van de PID temperatuurregelaar (Zie Tabel S1 in de aanvullend materiaal voor gedetailleerde instellingen).</li>
</ol><img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig9.jpg"> Figuur 9: het veld voltooid incubator. Open (links) en gesloten (rechts). Verwarming eenheid <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/21.jpg"> </img>, ondersteuning van rek <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/22.jpg"> </img>, temperatuurvoeler <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/23.jpg"> </img>, controle-eenheid <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/24.jpg"> </img>, incubator shell <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/25.jpg"> en gaten voor kabels in de incubator shell (omcirkelde gebied). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig9large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
Opmerking: De schelp van de incubator kunnen een doos van elk soort materiaal. Het is aanbevolen om een isolerende materiaal te gebruiken, en waarmee het vak wordt strak gesloten om te voorkomen dat dissipatie van de warmte. Het rack steun moet bevatten grote gaten om te voorkomen dat de accumulatie van warmte in het rack kan, en het materiaal metaal of andere (bijvoorbeeld plastic).

<ol>
	<li>Bain, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+summary+catalogue+of+microbial+drinking+water+tests+for+low+and+medium+resource+settings.">A summary catalogue of microbial drinking water tests for low and medium resource settings.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 9 (1609-1625), (2012).</li><li>K&#246;ster, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+methods+for+microbiological+water+quality+testing.">Analytical methods for microbiological water quality testing.</a> Assessing Microbial Safety of Drinking Water. , 237-277 (2003).</li><li>World Health Organization (WHO). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guidelines for Drinking Water Quality. , (2011).</li><li>World Health Organization (WHO). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Safely Managed Drinking Water - Thematic Report on Drinking Water. , (2017).</li><li>Peletz, R., Kumpel, E., Bonham, M., Rahman, Z., Khush, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+what+extent+is+drinking+water+tested+in+sub-Saharan+Africa?+A+comparative+analysis+of+regulated+water+quality+monitoring.">To what extent is drinking water tested in sub-Saharan Africa? A comparative analysis of regulated water quality monitoring.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 13 (3), 275 (2016).</li><li>Diener, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptable+drinking-water+laboratory+unit+for+decentralised+testing+in+remote+and+alpine+regions.">Adaptable drinking-water laboratory unit for decentralised testing in remote and alpine regions.</a> 40th WEDC International Conference. , 1-6 (2017).</li><li>Malkin, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+health+care+technologies+for+the+developing+world.">Design of health care technologies for the developing world.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 9 (1), 567-587 (2007).</li><li>Rahman, Z., Khush, R., Gundry, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aquatest:+Expanding+Microbial+Water+Quality+Testing+for+Drinking+Water+Management.">Aquatest: Expanding Microbial Water Quality Testing for Drinking Water Management.</a> Drinking Water Safety International. 1 (4), 15-17 (2010).</li><li>DelAgua Water Testing Ltd. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> DelAgua Portable Water Testing Kit: User Manual Version 5.0. , (2015).</li><li>Aquagenx LLC. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Portable Incubator Fabrication Instructions. , (2015).</li><li>Nair, J., Mathew, K., Ho, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiences+with+implementing+the+H2S+method+for+testing+bacterial+quality+of+drinking+water+in+remote+aboriginal+communities+in+Australia.">Experiences with implementing the H2S method for testing bacterial quality of drinking water in remote aboriginal communities in Australia.</a> Water for all life: A decentralized infrastructure for a sustainable future. , (2007).</li><li>Kandel, P., Kunwar, R., Lamichhane, P., Karki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extent+of+fecal+contamination+of+household+drinking+water+in+Nepal:+Further+analysis+of+Nepal+Multiple+Indicator+Cluster+Survey+2014.">Extent of fecal contamination of household drinking water in Nepal: Further analysis of Nepal Multiple Indicator Cluster Survey 2014.</a> American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 96 (2), 446-448 (2017).</li><li>Edberg, S. C., Rice, E. W., Karlin, R. J., Allen, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escherichia+coli:+the+best+biological+drinking+water+indicator+for+public+health+protection.">Escherichia coli: the best biological drinking water indicator for public health protection.</a> Journal of Applied Microbiology. 88 (51), 1065-1165 (2000).</li><li>Taylor, D. D. J., Khush, R., Peletz, R., Kumpel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+microbial+sampling+recommendations+and+practices+in+sub-Saharan+Africa.">Efficacy of microbial sampling recommendations and practices in sub-Saharan Africa.</a> Water Research. 134, 115-125 (2018).</li></ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Onder duurzame ontwikkeling doel 6.1 groeit de vraag naar kwaliteit Watermonstername, vooral in afgelegen plattelandsgebieden waar toezicht praktijken minder gevestigde14 zijn. Een belangrijke belemmering voor de uitvoering van regelmatige waterkwaliteit testen in deze instellingen is slechte toegang tot laboratoria beeldschermresolutie ondersteunen van microbiële methoden6. Dit document stelt een methode voor een betrouwbare incubator gebouwd van materialen die relatief goedkoop en overal verkrijgbaar zijn. De elektrische componenten zijn relatief eenvoudig om de bron en assembleren, vereisen slechts een beperkte kennis. Bovendien, het ontwerp van de shell incubator is flexibel en kan daarom worden geconstrueerd van lokaal beschikbare materialen. Dit is met name wenselijk voor die reizen naar externe locaties, omdat de bagageruimte is niet nodig voor een zwaar en volumineus shell. Afhankelijk van de shell gebruikt, het volume van de incubator is ook aan te passen en aangepast aan de grootte van een specifieke steekproef kan worden verkleind. De gepresenteerde set-up kan worden gebruikt op - en off-grid, waardoor het robuust stroomstoringen of afwezigheid van betrouwbare elektrische voeding. Terwijl bepaalde ontwerpbeperkingen werden waargenomen, deze set-up omhoog over het algemeen doeltreffend gebleken onder een waaier van omgevingstemperatuur voorwaarden (3,5 ° C tot 39 ° C).
Er zijn verschillende stappen in het protocol die essentieel zijn voor het bereiken van een incubator ontwerp geschikt aan iemands behoeften. De eerste is de selectie van de elektrische onderdelen van de incubator. Alternatieve onderdelen kunnen worden gekozen op basis van de prijs of de lokale beschikbaarheid. Afhankelijk van het materiaal geselecteerd en hun technische specificaties, kan de incubator prestaties in vergelijking met de resultaten gepresenteerd hebben veranderd. Een andere belangrijke stap in het protocol is de keuze van materiaal van shell, die dient te geschieden op basis van het verwachte bereik van omgevingstemperatuur kunnen worden bewaard, plaatselijke stroomnet en beschikbaarheid van materialen. Bij lagere omgevingstemperaturen (< 25 ° C), een shell gebouwd van piepschuim of een harde koeler doos wordt aanbevolen om een ingestelde temperatuur van 37 ° C en 44,5 ° C. Stel deze op basis van de experimentele gegevens gepresenteerd, ups kunnen worden verwacht dat de ingestelde temperatuur bereikt in 45-96 minuten en consumeren van 0.78 - 1.05 kWh / 24h in koude omgevingen (3,5 tot 7,5 ° C). De kartonnen doos met overleving deken wordt niet aanbevolen voor gebruik bij lagere omgevingstemperaturen aangezien deze ingesteld nooit bereikte dat een stabiele temperatuur tijdens de experimentele observatieperiode instellen. Bij matige omgevingstemperatuur (27 ° C) zijn een van de typen van de shell getest aanvaardbaar, met een vergelijkbaar iets groter energieverbruik waargenomen voor de kartonnen doos set up. Bij hogere omgevingstemperaturen (39 ° C) waren de ontwerpen van de incubator gepresenteerde gevoelig voor oververhitting als tenzij de ingestelde temperatuur zelfs hoger (dat wil zeggen, 44,5 ° C was). Daarom zou deze voorwaarden vereisen een koeling apparaat of worden gebruikt in een klimaat gecontroleerde ruimte.
De kosten van de bouw van de hier gepresenteerde incubator was ongeveer 300 USD toen materialen werden gekapt in Zwitserland. Deze kosten kunnen echter aanzienlijk lager op verschillende locaties, vooral als de verzendkosten voor de kernonderdelen van de elektronische kan tot een minimum worden beperkt. Wijziging van de verschillende onderdelen beschreven in het protocol kan verder verlagen. Het protocol hier gepresenteerd is beperkt in die zin dat slechts drie shell soorten materiaal op twee ingestelde temperaturen, alsmede de keuring van microbiële groei voor E. coli alleen worden vergeleken. Toekomstig onderzoek moet de geschiktheid van dit ontwerp incubator onder een groter bereik van de parameters van de temperatuur en het gebruik van aanvullende microbiële indicator soorten (bijvoorbeeld Enterococcus) en ziekteverwekkers (bijvoorbeeld salmonella, Vibrio testen cholerae). Toekomstig onderzoek moet ook richten op de ontwikkeling van effectieve koeltechnieken binnen de incubator, waardoor voor het gebruik ervan in extreem warme omgevingen (> 40 ° C).
Om onze kennis is er geen andere bekende veld incubator dat aanpasbaar volumecapaciteit en is gemakkelijk demonteerbaar, terwijl de resterende vervoerbare en lage kosten. Deze innovatieve alternatief voor starterscentra verkrijgbare vervult een behoefte aan regeringen en organisaties met waterkwaliteit en andere cultuur gebaseerde testen doelstellingen waar enkele laboratoriumfaciliteiten beschikbaar zijn. Wanneer in paren gerangschikt met eenvoudige waterkwaliteit testapparatuur, kunt deze incubator beoefenaars met beperkte capaciteiten om permanente of seizoensgebonden laboratoria tegen een redelijke prijs. Door het verhogen van het aantal laboratoria in afgelegen gebieden, wordt inspanningen te voeren regelmatig water kwaliteitstoezicht of bereiken systeembewerkingen stipte toezicht steeds haalbaar.

Cultuur gebaseerde methoden voor het opsporen van microbiële verontreinigingen zijn de state-of-the-art voor analyse van de kwaliteit van het water in zowel geïndustrialiseerde en ontwikkelingslanden1,2. Micro-organismen bestaan in veel omgevingen en vereisen verschillende temperatuurvoorwaarden voor een optimale groei. Creëren van een omgeving van temperatuur-stable incubatie is dus een voorwaarde voor het betrouwbare opsporen van microbiële verontreinigingen van zorg in drinkwater. Volgens de World Health Organization zijn Escherichia coli (E. coli) (of als alternatief, thermotolerant coliforme bacteriën (TTC)) de meest geschikte indicatoren van fecale besmetting in drinkwater3. Detectie van deze organismen bestaat uit, bijvoorbeeld een steekproef van 100 mL water via een membraan gevolgd door incubatie van het membraan op selectieve media bij 35-37 ° C (E. coli) of 44-45 ° C (TTC)3filteren.
Veld gebaseerde toepassingen van cultuur gebaseerde methoden zijn geworden in de afgelopen jaren steeds relevanter. Onder duurzame ontwikkeling doel 6, Target 6.1, hebben regeringen ertoe verplicht regelmatig verslag bacteriologische kwaliteit van het drinkwater in het nationale niveau4. Naast dergelijke volksgezondheid toezicht inspanningen, wordt operationele monitoring van waterinfrastructuur regelmatig uitgevoerd op de lokale of regionale niveau5. Deze surveillance en toezicht campagnes zijn vaak op externe locaties waar de vereiste laboratorium infrastructuur onvoldoende of niet beschikbaar is is. 6 ook cultuur gebaseerde methoden worden veel gebruikt in de medische diagnose en microbiologisch onderzoek waar lokale klinieken en onderzoeksinstellingen kunnen worden aangevochten door beperkte middelen en onzeker voedingen7.
In de bovenstaande contexten zijn conventionele incubators vaak onvoldoende of niet beschikbaar is. Als alternatief, zijn veld incubators specifiek ontwikkeld voor gebruik buiten het laboratorium, bijvoorbeeld de Aquatest project8, Universiteit van Bristol, Verenigd Koninkrijk; DelAgua9, Marlborough, Verenigd Koninkrijk; of Aquagenx10, University of North Carolina, Verenigde Staten. Deze apparaten zijn echter relatief klein in volume, dus het beperken van het aantal monsters dat tegelijkertijd kan worden verwerkt. Veld starterscentra op de markt zijn ook niet ontworpen om te werken onder zeer laag (< 20 ° C) of zeer hoog (> 40 ° C) omgevingstemperatuur voorwaarden, waardoor het gebruik ervan in de woestijn of alpine omgeving moeilijk. Verdere omvatten alternatieve oplossingen yoghurt maken toestellen11, lichaam gordels en fase-change starterscentra12. Dergelijke onconventionele starterscentra kunnen echter functioneren žbehoefteâ of belastend werken11.
Er is dus behoefte aan een incubator dat de voordelen van laboratorium-gebaseerde modellen (gebruiksgemak, groter volume, en temperatuur precisie biedt) terwijl de resterende geschikt voor veld toepassingen (goedkope, gemakkelijk vervoerd en onderhouden, bestandheid tegen een bereik van omgevingstemperatuur kunnen worden bewaard, energiezuinig en veerkrachtig te intermitterende voedingen) (tabel 1). Het doel van dit protocol is voor detail van het fabricageproces van een goedkope incubator ontworpen voor het optimaliseren van de voordelen van zowel conventionele als veld gebaseerde modellen met behulp van algemeen beschikbare materiaal.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Karakteristiek</td>
			<td>Laboratorium gebaseerde</td>
			<td>Veld</td>
			<td>Geoptimaliseerd</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gebruiker gebruiksvriendelijk ontwerp</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Grote capaciteit</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Solide blijkt in een breed scala aan omgevingstemperaturen</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Onderhoudt constante temperatuur</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Lage kosten</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Gemakkelijk vervoerd</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Energie-efficiënte</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Veerkrachtig aan intermitterende voeding</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: Kenmerken van verkrijgbare starterscentra (op basis van laboratorium en veld) en de geoptimaliseerde aanpak.
De volgende vergadering-protocol geeft de benodigde materialen en de stappen voor het bouwen van de incubator. Het is gestructureerd in vier stappen: ten eerste, de vergadering van de verwarming eenheid; tweede vergadering van de controle-eenheid; derde vergadering van de incubator elektrische kern; en de vierde vergadering van de incubator. Dit protocol legt de bouw van de elektronische kern van de incubator, die met een verscheidenheid van incubator schelpen werken kan. Zie de Tabel van materialen voor een volledige lijst van alle onderdelen die worden gebruikt in het Protocol en hun technische specificaties. Het protocol hieronder presenteert een functionele voorbeeld van het veld incubator, maar flexibel gebruik van de verschillende onderdelen is mogelijk, zolang ze voldoen aan de elektrische eisen. Met behulp van verschillende componenten invloed kan zijn op de prestaties van de incubator. Het is aangeraden dat de opbouw en bedrading van elektrische componenten worden gedaan door een deskundige in het elektrische veld.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Heating foil</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>2115337</td>
			<td>Self-adhesive 10x20 cm; Operating voltage 12V; Power 20W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axial fan</td>
			<td>Yen Sun Technology Corp.</td>
			<td>FD126025MB</td>
			<td>6x6x2.5 cm; Operating voltage 12VDC; Power 1.44W; Max. current consumption 60mA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PID Temperature Controller</td>
			<td>Wachendorff Automation GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td>UR3274S</td>
			<td>PID controller 32x74 mm; Universal input for process signals, thermocouples, Pt100; Operating voltage 24 VDC; Outputs (thermostats) 10 A relay, 5 A relay, SSR, RS 485</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature sensor Pt100</td>
			<td>Conrad</td>
			<td>198466</td>
			<td>Temperature range -100&#176;C to 200&#176;C; Sensor Pt100, Type FS-400P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal enclosure</td>
			<td>OKW Geh&#228;use System</td>
			<td>C2012201</td>
			<td>Dimensions 200 x 120 x 60 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ON/OFF Switch</td>
			<td>SHIN CHIN INDUSTRIAL CO.</td>
			<td>R13-70A-01</td>
			<td>Connection Type C CEE 7/16 plug 6.3 mm; Contact resistance Max 50 m&#8486;; Switching voltage 24 VDC; Switching current (mx.) 10A; Insulation resistance Min 100 M&#8486;/500 Vdc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC/DC converter</td>
			<td>Traco Power</td>
			<td>TMDC 60-2412</td>
			<td>Nominal voltage 24 VDC; Input voltage 9-36 VDC; Output voltage 12 VDC; Max. output current 5 A; Power 60W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AC power adapter</td>
			<td>Bicker Elektronik</td>
			<td>BET-0612</td>
			<td>Output voltage 12 VDC; Max. output current 5 A; Input voltage 115-230 VAC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spacer</td>
			<td>Sch&#228;fer Elektromechanik</td>
			<td>20/4</td>
			<td>Without thread; Thread size M4; Polystyrene; Distance 20 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cable gland</td>
			<td>WISKA</td>
			<td>10066410</td>
			<td>M12 x 1.5 cm; clamping range 3 &#8211; 7 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luster terminal</td>
			<td>Adels Contact</td>
			<td>125312</td>
			<td>Nominal current 25 A; Nominal Voltage 500V</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw M4 x 50</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1579010</td>
			<td>M4 x 50 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw nut M4</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1241478</td>
			<td>M4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer M4</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1887505</td>
			<td>M4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw M3 x 25</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1211099</td>
			<td>M3 x 25 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw nut M3</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1241443</td>
			<td>M3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer M3</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1887483</td>
			<td>M3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Support plate</td>
			<td>&#160;-&#160;</td>
			<td>&#160;-&#160;</td>
			<td>Insulating material (plastic or other); 28 x 25 cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction of a low-cost mobile incubator for field and laboratory use

Incubators zijn essentieel voor een scala aan cultuur gebaseerde microbiële methoden, zoals Membraanfiltratie gevolgd door teelt voor de beoordeling van de kwaliteit van het drinkwater. Verkrijgbare incubators zijn echter vaak dure, moeilijk te transporteren, niet flexibel in termen van volume, en/of slecht aangepast aan de lokale veldomstandigheden waar toegang tot elektriciteit is onbetrouwbaar. Het doel van deze studie was het ontwikkelen van een flexibele, voordelige en vervoerbare incubator die kan worden geconstrueerd met behulp van gemakkelijk beschikbare componenten. De elektronische kern van de incubator voor het eerst werd ontwikkeld. Deze onderdelen werden vervolgens getest onder een bereik van 3,5 ° C - 39 ° C omgevingstemperatuur voorwaarden met behulp van drie soorten incubator schelpen (piepschuim vak, harde koeler vak en kartonnen doos bedekt met een deken overleven). De elektronische kern toonde vergelijkbare prestaties aan een standaard laboratorium incubator in termen van de benodigde tijd voor het bereiken van de ingestelde temperatuur, innerlijke temperatuur stabiliteit en ruimtelijke spreiding, stroomverbruik en microbiële groei. De incubator set-ups waren ook effectief bij matige en lage omgevingstemperaturen (tussen 3,5 ° C en 27 ° C), en bij hoge temperaturen (39 ° C) wanneer de incubator ingesteld temperatuur hoger was. Dit prototype incubator is goedkope (< 300 USD) en aan te passen aan een verscheidenheid van materialen en volumes. De afneembare structuur maakt het makkelijk te vervoeren. Het kan worden gebruikt in zowel gevestigde laboratoria met raster macht of in de instellingen van de externe aangedreven door zonne-energie of een auto-accu. Het is vooral handig als een optie van de apparatuur voor veld laboratoria in gebieden met beperkte toegang tot bronnen voor waterkwaliteit monitoring.

De betrouwbaarheid van een robuuste veld incubator ligt in zijn vermogen te bereiken en handhaven van een ingestelde temperatuur onder verschillende omstandigheden. Voor het controleren van de prestaties van de verschillende incubator set-ups, werden de volgende metingen verricht: benodigde tijd voor het bereiken van de ingestelde temperatuur, effect van het openen van de deur voor een minuut, het stroomverbruik gedurende 24 uur werking, innerlijke temperatuur stabiliteit meer dan 24 openingstijden, en waarneming van E. coli groei. De temperatuur in de couveuse werd elke minuut gemeten met 4 temperatuur registratie apparaten in verschillende posities in de structuur (ondersteuning rek, muur, boven, binnen een groeischijf) geplaatst. De ingestelde temperatuur werd geacht worden bereikt wanneer alle metingen plus in PerfectSuite Plus of min 2 ° C waren, oftewel het acceptabele bereik voor de incubatie van E. coli. 13
De elektronische kern werd getest met drie soorten schelpen, met behulp van materialen die meestal te in veel landen vinden zijn: een polystyreen doos (78 liter), een harde plastic koeler doos (30 liter) en een kartonnen doos bedekt met een deken van de overleving (46 liter) ( Figuur 10). Ter dekking van een aantal omgevingsomstandigheden die kan worden ervaren in het veld, werden deze incubator set-ups getest bij drie omgevingstemperaturen: ambient (ongeveer 27 ° C), koude (ongeveer 3,5 ° C en 7,5 ° C) en hete (ongeveer 39 ° C). Prestatiemaatstaven werden getest met het instellen van de binnenste temperatuur bij 37 ° C en 44,5 ° C.
De tijd om het bereiken van de ingestelde temperatuur in de incubators werd beïnvloed door de omgevingstemperatuur en het materiaal van de incubator shell. Bij een omgevingstemperatuur van ongeveer 27 ° C, de drie starterscentra set-ups bereikt de ingestelde temperaturen (37 ° C en 44,5 ° C) in dezelfde tijd (Figuur 11 en figuur 12a) en vergelijkbaar met de prestaties van een standaard incubator (tabel 3). In koude omgevingen (3,5 ° C en 7,5 ° C) bereikte de incubators met dikkere shells, dat wil zeggen, de piepschuim en koeler vak het doel ingestelde temperaturen (37 ° C en 44,5 ° C) in een soortgelijke tijd; ongeveer vier keer langer dan onder een omgevingstemperatuur van 27 ° C. Met de lagere isolatie bereikt de kartonnen doos met overleving deken nooit volledig de ingestelde temperaturen onder omstandigheden van de koude omgevingstemperatuur (Figuur 11 en figuur 12b). In een warme omgeving (39 ° C) bereikt de drie incubator set-ups de temperatuur van de doelstelling van 44,5 ° C in minder dan 10 minuten (Figuur 12 c). Echter, toen de ingestelde temperatuur van 37 ° C, dat wil zeggen, lager dan de omgevingstemperatuur, geen van de incubators kon de gemoederen, wat resulteert in oververhitting voor alle drie incubator set ups (Figuur 11 c).
De omgevingstemperatuur en de soort incubator shell beïnvloed het effect van het openen van de deur van de incubator voor één minuut. Het warmteverlies was groter in de koude omgeving, en de tijd om te herstellen van de innerlijke ingestelde temperaturen was langer, met uitzondering van de incubator van de kartonnen doos waar de set temperaturen nooit waren bereikt (figuur 13b en figuur 14b). In de warmere omgevingen was het warmteverlies limited en de set temperaturen werden teruggevonden in minder dan 10 minuten (Figuur 13 bisc en Figuur 14 bisc). In een omgevingstemperatuur van 39 ° C en ingestelde temperatuur van 37 ° C, de deur open niet veroorzaken of verminderen oververhitting van de incubators (Figuur 13 c).
De power consumption toegenomen met koude omgevingen en met een toename van de ingestelde temperatuur. Beter isolerende incubator schelpen (piepschuim en koeler vak) toonde een lagere machtsconsumptie in vergelijking tot de kartonnen doos incubator. In soortgelijke milieus (omgevingstemperatuur van ongeveer 27 ° C), de drie incubator set-ups verbruikt 0.22 tot 0.52 kWh / 24h minder energie dan de standaard incubators getest (tabel 3).
De temperatuur in de incubator stabiel op meer dan 24 uur met alle soorten incubator schelpen en omgevingstemperatuur getest (Figuur 13 en Figuur 14). Lichte variaties van de gemeten temperatuur in vergelijking met de ingestelde temperatuur werden waargenomen volgens de positie van de temperatuur houtkap apparaat in de incubator. Met uitzondering van de proeven met de omgevingstemperatuur (39 ° C) warmer dan de ingestelde temperatuur (37 ° C) (Figuur 13 c) waren de variaties in temperatuur allemaal binnen het acceptabele bereik van 2 ° C voor E. coli incubatie.
Alle tests werden uitgevoerd in het bijzijn van E. coli en totale colibacteriën meting materialen (membraanfilter geplaatst op groeischijf). Wordt gerepliceerd van een monster werden geplaatst in elke set-up incubator en een standaard incubator voor vergelijking. In alle opstellingen en voorwaarden was de groei van E. coli en totale colibacteriën succesvol en vergelijkbaar met de groei die is waargenomen in de standaard incubator. Een samenvatting van de configuraties van de incubator en omgevingstemperatuur voorwaarden getest met resultaten worden weergegeven in tabel 3.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Test 1: Tijd om de temperatuur instellen</td>
			<td>Test 2: ZIJDEUR openen van één minuut</td>
			<td>Test 3: Stroomverbruik kan worden verlaagd over een periode van 24 uur</td>
			<td>Test 4: Temperatuur variatie in de periode van 24 uur</td>
			<td>Test 5: Groei van E. coli </td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>Omgevingstemperatuur</td>
			<td>Ingestelde temperatuur</td>
			<td>(min)</td>
			<td>Maximale verlies van temperatuur (° C); tijd om te herstellen van de ingestelde temperatuur (min)</td>
			<td>(kWh/24 h)</td>
			<td>Absolute maximale temperatuur (° C); absoluut minimale temperatuur (° C) *</td>
			<td>(Ja / Nee)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="6">Polystyreenschuim vak</td>
			<td>3,5 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>45</td>
			<td>10 ° C; 17 min</td>
			<td>0.78</td>
			<td>37; 35,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>7.5 ° C</td>
			<td>44,5 ° C</td>
			<td>74</td>
			<td>16,5 ° C; 31 min</td>
			<td>0,89</td>
			<td>44,5; 42,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>12</td>
			<td>2,5 ° C; 3 min</td>
			<td>0.28</td>
			<td>37,5; 36,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>20</td>
			<td>4,5 ° C; 7 min</td>
			<td>0,43</td>
			<td>44,5; 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">39 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>0 (oververhit)</td>
			<td>2 ° C; 0 min (oververhit)</td>
			<td>0.11</td>
			<td>42,5; 42</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>7</td>
			<td>3,5 ° C; 5 min</td>
			<td>0,17</td>
			<td>45; 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="6">Harde koeler vak</td>
			<td>3,5 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>54</td>
			<td>8 ° C; 10 min</td>
			<td>0.86</td>
			<td>37,5; 36</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>7.5 ° C</td>
			<td>44,5 ° C</td>
			<td>96</td>
			<td>12 ° C; 30 min</td>
			<td>1.05</td>
			<td>45; 43</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>13</td>
			<td>1,5 ° C; 0 min</td>
			<td>0.27</td>
			<td>37,5; 36,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>25</td>
			<td>2 ° C; 4 min</td>
			<td>0.50</td>
			<td>45; 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">39 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>0 (oververhit)</td>
			<td>1 ° C; 0 min (oververhit)</td>
			<td>0.11</td>
			<td>43; 42,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>9</td>
			<td>4 ° C; 3 min</td>
			<td>0.19</td>
			<td>45.5; 44,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="6">Kartonnen doos met overleving deken</td>
			<td>3,5 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>Nooit bereikt (stabiele temperatuur na 109 min)</td>
			<td>6,5 ° C; stabiele temperatuur na 30 min</td>
			<td>1.24</td>
			<td>33,5; 30,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>7.5 ° C</td>
			<td>44,5 ° C</td>
			<td>Nooit bereikt (stabiele temperatuur na 120 min)</td>
			<td>8 ° C; stabiele temperatuur na 20 min</td>
			<td>1.28</td>
			<td>36,5; 32</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>15</td>
			<td>2,5 ° C; 6 min</td>
			<td>0,42</td>
			<td>36,5; 35,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>24</td>
			<td>3 ° C; 8 min</td>
			<td>0.70</td>
			<td>44,5; 42,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">39 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>0 (oververhit)</td>
			<td>1,5 ° C; 0 min (oververhit)</td>
			<td>0.11</td>
			<td>41,5; 40</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>9</td>
			<td>2 ° C; 0 min</td>
			<td>0.20</td>
			<td>45; 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Standaard incubator</td>
			<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>18</td>
			<td>1 ° C; 0 min (oververhit)</td>
			<td>0.64</td>
			<td>38,5; 36</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>23 (oververhit)</td>
			<td>2,5 ° C; 0 min</td>
			<td>0.95</td>
			<td>47,5; 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 3: samenvatting van de resultaten voor de incubator configuraties en de omgevingstemperatuur voorwaarden getest. * Test 4: Absolute maximale en minimale temperatuur geregistreerd perioden stabiele, dat wil zeggen, van 10 minuten na het einde van een ontwrichtende evenement (tijd om te bereiken van de ingestelde temperatuur, openen van de deur). † ND: Geen gegevens, test niet uitgevoerd.
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig10.jpg"> Figuur 10: Incubator schelpen getest. Open (bovenste rij) en gesloten (onderste rij). Polystyreen doos (links), dikte van 3,5 cm, buitenste afmetingen 39 x 56 x 36 cm; hard kunststof koeler vak (midden), dikte van 2.5 cm, buitenafmeting 32 x 41 x 47 cm; kartonnen doos (rechts) bedekt met een deken van de standaard overleven met een dikte van 12 µm gevouwen tweemaal, buitenste afmetingen 30 x 42 x 37 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig10large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig11.jpg"> Figuur 11: tijd om te bereiken van de ingestelde temperatuur (37 ° C) van de incubator set-ups onder verschillende omgevingstemperatuur voorwaarden. Optredens van starterscentra met een shell die uit een polystyreen doos, een harde koeler doos en een kartonnen doos bedekt met een deken van overleving. Op kamer omgevingstemperatuur (a), koude omgevingstemperatuur (b)en (c)van de warme omgevingstemperatuur. Temperatuur geregistreerd op het rek van de ondersteuning van de incubators. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig11large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig12v4.jpg"> Figuur 12: tijd om te bereiken van de ingestelde temperatuur (44,5 ° C) van de incubator set-ups onder verschillende omgevingstemperatuur voorwaarden. Optredens van starterscentra met een shell die uit een polystyreen doos, een harde koeler doos en een kartonnen doos bedekt met een deken van overleving. Op kamer omgevingstemperatuur (a), koude omgevingstemperatuur (b)en (c)van de warme omgevingstemperatuur. Temperatuur geregistreerd op het rek van de ondersteuning van de incubators.  <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig12v2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig13.jpg"> Figuur 13: temperatuurschommelingen gedurende de periode van de 24-uurs en effect van deur openen onder verschillende omgevingstemperatuur voorwaarden. Ingestelde temperatuur van 37 ° C. Optredens van starterscentra met een shell die uit een polystyreen doos, een harde koeler doos en een kartonnen doos bedekt met een deken van overleving. Op kamer omgevingstemperatuur (a), koude omgevingstemperatuur (b)en (c)van de warme omgevingstemperatuur. Omcirkelde gebieden tonen de temperatuurvariaties te wijten aan de deur openen voor één minuut. Temperatuur geregistreerd op het rek van de ondersteuning van de incubators. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig13large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 14" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig14.jpg"> Figuur 14: temperatuurschommelingen gedurende de periode van de 24-uurs en effect van deur openen onder verschillende omgevingstemperatuur voorwaarden. Ingestelde temperatuur van 44,5 ° C. Optredens van starterscentra met een shell die uit een polystyreen doos, een harde koeler doos en een kartonnen doos bedekt met een deken van overleving. Op kamer omgevingstemperatuur (a), koude omgevingstemperatuur (b)en (c)van de warme omgevingstemperatuur. Omcirkelde gebieden tonen de temperatuurvariaties te wijten aan de deur openen voor één minuut. Temperatuur geregistreerd op het rek van de ondersteuning van de incubators. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig14large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 15" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig15.jpg"> Figuur S1: elektrische schema van incubator elektrische kern bedrading. Alternatieven voor netspanning bediening en werking van de batterij worden aangegeven. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig15large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="4">Met de parameter</td>
			<td colspan="2">Geselecteerde waarde</td>
		</tr>
<tr>
<td>1</td>
			<td colspan="4">Type besturingselement uitvoer</td>
			<td colspan="2">Controle van Q1 / Alarm Q2</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td colspan="4">Type aangesloten sensor</td>
			<td colspan="2">Pt100 (-200 tot 140 ° C)</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td colspan="4">Ondergrens selecteerbaar voor normwaarde</td>
			<td colspan="2">0</td>
		</tr>
<tr>
<td>4</td>
			<td colspan="4">Bovengrens selecteerbaar voor normwaarde</td>
			<td colspan="2">50</td>
		</tr>
<tr>
<td>5</td>
			<td colspan="4">Type besturingselement</td>
			<td colspan="2">Verwarming</td>
		</tr>
<tr>
<td>6</td>
			<td colspan="4">ON/OFF hysteresis of dode band voor P.I.D. controle</td>
			<td colspan="2">0</td>
		</tr>
<tr>
<td>7</td>
			<td colspan="4">Proportionele bandbreedte van het proces, uitgedrukt in eenheden (° C als temperatuur)</td>
			<td colspan="2">1</td>
		</tr>
<tr>
<td>8</td>
			<td colspan="4">Integraal tijd. Intertia van het proces, uitgedrukt in seconden</td>
			<td colspan="2">80,0</td>
		</tr>
<tr>
<td>9</td>
			<td colspan="4">Afgeleide tijd voor P.I.D.</td>
			<td colspan="2">20,0</td>
		</tr>
<tr>
<td>10</td>
			<td colspan="4">Cyclustijd voor tijd-doseren uitvoer</td>
			<td colspan="2">10</td>
		</tr>
<tr>
<td>11</td>
			<td colspan="4">Toestaan/weigeren van wijziging van setpoint waarden door frontale toetsenbord</td>
			<td colspan="2">Wijziging van alle basiswaarden toestaan</td>
		</tr>
<tr>
<td>12</td>
			<td colspan="4">Software filter. Aantal lezingen voor het berekenen van de vergelijking waarde PV-SPV</td>
			<td colspan="2">10</td>
		</tr>
<tr>
<td>13</td>
			<td colspan="4">Soort graad</td>
			<td colspan="2">° C</td>
		</tr>
<tr>
<td>14</td>
			<td colspan="4">Type koeling vloeistof</td>
			<td colspan="2">Lucht</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel S1: de instellingen van de controller van de temperatuur van de PID. Weergave van ingestelde waarden; andere parameters niet noodzakelijk voor stormloop de incubator bleven op standaardwaarden.

Watch this Scientific Journal Video about Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use at JoVE.com

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

Bouw van een lage-kosten mobiele Incubator voor veld en het laboratoriumgebruik

Dit document beschrijft een methode voor het bouwen van een flexibele, voordelige en vervoerbare incubator voor microbiële testen van drinkwater. Ons ontwerp is gebaseerd op algemeen beschikbare materialen en kan opereren onder een aantal veldomstandigheden, terwijl nog steeds bieden de voordelen van hoger-end laboratorium-gebaseerde modellen.

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...

Couveuses zijn essentieel voor veel microbiële methoden, met name voor cultuurgebaseerde analyse van drinkwater. Hier pakken we de behoefte aan goedkope incubators voor gebruik in locaties met beperkte infrastructuur. We zullen de bouw van een aanpasbare goedkope vervoerbare incubator met behulp van algemeen beschikbare materialen detailleren.Deze incubator werkt onder een reeks omgevingsomstandigheden en presteert op dezelfde manier als laboratoriummodellen. Deze methode kan worden gebruikt voor elke activiteit die een incubator vereist die een constante temperatuur kan handhaven op locaties met of zonder betrouwbare toegang tot elektriciteit op het net. Het is mogelijk om verschillende componenten te gebruiken dan die hier beschreven, zolang ze voldoen aan de elektrische eisen, hoewel verschillende componenten van invloed kunnen zijn op hoe de incubator presteert.De belangrijkste uitvinders van deze versie van de incubator zijn Jurg Sigrist en Christian Ebi, technici van onze laboratoria. Verzamel voor het monteren van de verwarmingsunit een steunplaat van 280 bij 250 millimeter, twee 60 bij 60 bij 25 millimeter axiale ventilatoren, vier 20 millimeter lange afstandhouders met een inwendige diameter van 4,25 millimeter, één glansterminal met drie pinnen, vier M4 en één M3 schroefmoer, acht M4 en één M3-ring, en vier M4 en één M3 schroef. Boor vervolgens de juiste verankeringsgaten in de steunplaat, voor het vastzetten van de axiale ventilatoren en de glansterminal.Wanneer alle gaten zijn geboord, gebruik dan twee M4 schroeven, twee schroefmoeren en vier ringen per ventilator om de axiale ventilatoren in het midden van de steunplaat te verankeren, met behulp van de afstandhouders om ruimte te houden tussen de ventilatoren en de steunplaat. Gebruik M3 schroeven, schroefmoeren en wasmachine om de glansterminal aan de steunplaat te verankeren en de ventilatorkabels vast te zetten. Sluit vervolgens de ventilatorkabels aan op de glansterminal.Sluit de positieve en negatieve kabels van elke ventilator aan elkaar. Om de besturingseenheid te monteren, verzamel de universele behuizing, aan/uit-schakelaar, GELIJKstroom/DC-converter met een ingangsspanningsbereik van negen tot 36 volt en een uitgangsspanning van 12 volt, een evenredige integrale afgeleide temperatuurregelaar met een gelijkstroomspanning van 12 tot 35 volt, een kabelklier van 12 tot 15 millimeter met een krimpbereik van twee tot 7,5 millimeter, een platina temperatuursensor 100 en een AC-voeding. Gebruik een boor en een decoupeerzaag om de openingen voor de PID-temperatuurregelaar, aan/uit-schakelaar en kabelklieren in de behuizing te frezen en plaats de aan/uit schakelaar en kabelklieren.Sluit de positieve kabel van de wisselstroomadapter aan op de aan/uit-schakelaar en de negatieve kabel van de wisselstroomadapter op de negatieve spanningsinvoer van de DC/DC-convertor. Gebruik een kabel om de aan/uit-schakelaar aan te sluiten op de positieve spanningsinvoer van de DC/DC-convertor. Sluit terminal een van de PID-temperatuurregelaar aan op de DC-negatieve draad van de verwarmingsaansluiting en op de negatieve spanning buitenterminal van de DC/DC-convertor.Sluit de DC positieve draad aangesloten op de verwarmingseenheid aan op de terminal vier van de PID temperatuurregelaar en op terminal twee van de PID temperatuurregelaar. Sluit terminal twee van de PID-temperatuurregelaar aan op de positieve spanning buitenterminal van de DC/DC-convertor. En sluit terminal vijf van de PID-temperatuurregelaar aan op de commandodraad die op de verwarmingseenheid is aangesloten.Sluit de temperatuursensor aan op de terminals 10, 11 en 12. Gebruik vervolgens haak- en lustape om de DC/DC-convertor naar de onderkant van de behuizing te verankeren en de universele behuizing te sluiten. Om de incubator elektrische kern op te zetten, verzamel twee 100 bij 200 millimeter 12 volt 20 watt zelfklevende verwarmingsfolies, en sluit de DC negatieve draad van de regeleenheid aan op de glansterminal, en met één geleider van elk van de verwarmingsfolies, en de negatieve draad van elke ventilator.Sluit vervolgens de positieve draad afkomstig van de besturingseenheid aan met de positieve kabel van elke ventilator. En sluit de commandodraad van de bedieningseenheid aan op de overige twee geleiders van de verwarmingsfolies. Om de couveuse te monteren, verzamel je een couveuseschil en draag je een draagrek.Plaats de couveuseschil op zijn kant met de incubatordeur aan de ene kant van de schaal en plaats de steunplaat met de verwarmingseenheid aan de onderkant van de couveuseschaal. Plaats het steunrek bovenop de verwarmingsunit, waardoor er minimaal 10 centimeter tussen de verwarmingseenheid en het steunrek blijft. En plaats de temperatuur sonde op het steunrek, en zet het vast.Boor gaten in de deur van de couveuse om het inbrengen van de kabels mogelijk te maken. Sluit de couveuse goed en sluit de couveuse aan op de krachtbron. Vervolgens, de macht op de incubator, en pas de instellingen van de PID temperatuur controller als experimenteel geschikt.Voor de representatieve incubatoropstellingen werd de tijd om de ingestelde temperatuur in de couveuses te bereiken beïnvloed door de omgevingstemperatuur en het materiaal van de couveuseschaal. Bij een omgevingstemperatuur van ongeveer 27 graden Celsius bereikten de drie incubatoropstellingen de ingestelde temperaturen in een vergelijkbare tijd met een prestatie van een standaard incubator. In koude omgevingen bereikten de couveuses met dikkere schelpen de beoogde temperaturen langzamer dan onder een normale omgevingstemperatuur, maar in een vergelijkbare tijd als elkaar, terwijl de couveuse met de dunnere isolatie nooit volledig de ingestelde temperaturen heeft bereikt.In een warme omgeving bereikten de drie incubatoropstellingen de doeltemperatuur in minder dan 10 minuten. Wanneer de ingestelde temperatuur van 37 graden Celsius echter lager was dan de omgevingstemperatuur van 39 graden Celsius, kon geen van de couveuses de temperatuur verlagen, wat resulteert in oververhitting voor alle drie de incubatoropstellingen. In vergelijkbare omgevingen verbruikten de drie incubatoropstellingen 0,22 tot 0,52 kilowattuur per 24 uur minder energie dan de standaard incubators die werden getest, en onder alle opstellingen en omstandigheden was de groei van E.coli en total coliform succesvol en vergelijkbaar met de groei in standaard incubators.De keuze van de schaal is van cruciaal belang. Een couveuse met een meer isolerende schaal zal beter presteren in termen van tijd om de ingestelde temperatuur te bereiken, en in het energieverbruik. Het wordt aangeraden dat de constructie en de bedrading van de elektrische componenten worden uitgevoerd door een persoon die bedreven is in het elektrische veld.

Research

JoVE Journal

Environment

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

Ontwerp en constructie van een Urban Runoff Research Facility

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

Voorbehandeling van lignocellulose met Low-cost ionische vloeistoffen

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Geautomatiseerd, hoge-resolutie Mobile opvangsysteem voor de Stikstof isotopenanalyse van NO<sub&gt; x</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

Ecosystem Fabrication (EcoFAB) Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

Ecosystem Fabrication EcoFAB Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

Ecosysteem fabricage (EcoFAB) protocollen voor de bouw van laboratorium ecosystemen ontworpen om te bestuderen van de Plant-microbe interacties

Beneficial plant-microbe interactions offer a sustainable biological solution with the potential to boost low-input food and bioenergy production. A ...

Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

Afvalwater irrigatie effecten op de doorlatendheid van de bodem: gekoppeld veld bemonsterings- en laboratorium bepaling van verzadigde doorlatendheid

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus Murayama, Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Meten van het vermogen van de vlucht van de Ambrosia kever, Platypus Quercivorus (Murayama), met behulp van een Low-Cost, kleine en eenvoudig geconstrueerd vlucht molen

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

Een flexibele goedkope hydrocultuur systeem voor de beoordeling van de Plant reacties op kleine moleculen onder steriele omstandigheden

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

Laboratorium en veld Protocol voor het schatten van blad erosie vanaf Dendrogeomorphology

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

Construction of a Compact Low-Cost Radiation Shield for Air-Temperature Sensors in Ecological Field Studies

Bouw van een Compact Low-Cost stralingsafscherming voor lucht-temperatuur sensoren in ecologische veldstudies

Low cost temperature sensors are increasingly used by ecologists to assess climatic variation and change on ecologically relevant scales. Although ...

BtM, a Low-cost Open-source Datalogger to Estimate the Water Content of Nonvascular Cryptogams

BtM, een Low-cost Open-source Datalogger te schatten het watergehalte van Nonvascular cryptogamen

Communities of nonvascular cryptogams, such as mosses or lichens, are an important part of the Earth's biodiversity, contributing to the regulation of the ...