专利名称：全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养舱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养抢，适用 于在常压低氧高二氧化碳的清洁环境中培养慢性阻塞性肺心病的动物模型。
背景技术：
慢性阻塞性肺心病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)由 于其患病人数多，死亡率高，社会经济负担重，已成为一个重要的公共卫生问 题。COPD是一种具有气流受限特征的疾病。所谓气流受限，是指受到个体易感 因素或者环境因素影响而导致的呼吸障碍或者缺氧，个体因素主要是指呼吸系 统的慢性炎症，如支气管哞喘，而环境因素包括吸烟、职业性粉尘和化学物质、 空气污染等。慢性肺源性心脏病(chronic pulmonary heart disease, CPHD) 是COPD最常见的并发症，大约85%的CPHD是由COPD所引起，具有极高的死亡 率。目前COPD的发病机制尚未完全明了，但患者因长期处于缺氧状态或呼吸障 碍引起缺氧和二氧化碳潴留，导致肺动脉高压是COPD的重要病因。近年来，国 内外医学专家为了研究其病理机理，设计出高山缺氧和常压缺氧的动物模型(高 山缺氧模型属于减压缺氧性慢性肺动脉高压模型，类似于高原性肺动脉高压。 常压缺氧高二氧化碳模型则适用于平原慢性阻塞性肺部疾病引起的缺氧性肺动 脉高压，即多数慢性肺源性心脏病致肺动脉高压、肺心病)，过去研制的模拟 高山缺氧和常压缺氧环境的培养抢。由于其自动化程度低，向培养抢灌注气体、 取样分析氧和二氧化碳浓度均需手工进行，工作劳动强度大，尤其是动物呼吸、
3室外环境等因素变化使得舱内气体浓度、温度和湿度的控制更加复杂。现有的 半自动化的"低氧高二氧化碳动物培养抢"，只能测量培养抢内氧气和二氧化 碳的浓度而不能实现各种气体浓度的自动控制，也不具有数据存储、处理与生 成相关报告的功能。开发一种自动化程度高，具有数据存储分析等功能的清洁 级动物培养抢有一定的现实意义。发明内容本实用新型的目的是提供一种全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养 舱，它自动化程度高，能在舱内环境状况下精确地实现多参数指标可靠、准确、 稳定的交叉自动测量与控制。适用于培养慢性阻塞性肺疾病的动物模型。本实用新型所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养抢，包括抢 体、设在抢体一侧的密封门、设在舱体正面中部的有机玻璃视窗、设在有机玻璃视窗中部的两个密封手套操作孔、连接在抢体底部下面的托架，其特征在于一 RS232接口插座设在舱体另一侧，由测控模块引出，用RS232与微型计 算机连接，组成上、下位机系统；一空气过滤装置设在艙体背面中部上方，该空气过滤装置通过管道与托架 上的空调除湿机连通；一空气电磁阀设在抢体背面的上部，它控制空气进入口，受设在舱体背面 中部的左边测控模块控制，该测控模块受微型计算机控制；一氧气变送器、二氧化碳变送器和温度-湿度变送器设在艙体背面中部的 右边；一氧气供给装置、氮气供给装置和二氧化碳气体供给装置的进气口设在舱 体背面的上部；氧气供给装置与氧气钢瓶连接，氮气供给装置与氮气钢瓶连接，二氧化碳气体供给装置与二氧化碳气钢瓶连接。各气体供给装置、电磁阀受测 控模块控制，该测控模块受微型计算机控制。
所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养抢，还包括设在抢体正 面上部的照明灯开关和紫外线灯开关、，没在抢体另一侧的电源开关和电源插座。
所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养抢，其舱体为一密闭长 方体。
所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养抢，其测控模块由8通 道输入模块ADAM4017、 RS-232到RS-422/485转换器ADAM4520和数字量I/O模 块ADAM4Q5G组成。
上、下位机系统的软件系统实现如下功能
图形操作界面操作简单，灵活方便；
历史线曲同时显示并可打印舱内氧气浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度 随时间变化的曲线；
历史报表设置时间区间，可查询或打印此时间段氧气、二氧化碳、温度 与湿度的测量值报表。
数据查询查询任意时间段抢内氧气浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度的 测量数据；
动态显示对系统各组成部分的工作状态实时动画显示，形象逼真， 用户权限管理采用分层认证的方式，不同的操作人员只能进行不同的操 作，无权限的人员无法使用；
系统报警设定上、下限报警阈值，系统自动显示报警信息。 抢体主要由金属、密封胶带及有机玻璃，密封门制成，有M璃视窗设在艙体的左、中、右三个面，吻合密封，便于观查。本实用新型由微型计算机、测控模块控制，微型计算机设置参数、测控摸 块按照设定参数建立舱内气体培养环境。假如舱内气体浓度与设定值不符，测 控模块驱动相应电磁阀开启或关闭，使之达到设定气体环境要求。微型计算机实现从数据采集到数据存储及处理、报警处理、流程控制、实时动态显示、报 表输出等功能，首次在一个密封舱实现多参数指标可靠、准确、稳定的交叉自 动测量与控制，从而使该系统达到现代先进智能自动测控技术水平。
图l是本实用新型的结构示意图。图2是图1的左视图。图3是本实用新型与氧气钢瓶、氮气钢瓶和二氧化碳气钢瓶的连接示意图 图4是本实用新型的工作原理方框图。 图5是微型计算机、测控模块的系统软件流程图。 具体实施实例参见图1、图2和图3，所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养 舱，包括密闭长方体的抢体l、设在抢体一側的密封门2、设在抢体正面中部的 有机玻璃视窗3、设在有机玻璃视窗中部的两个密封手套操作孔4、连接在艙体 底部下面的托架20; RS232接口插座8设在抢体另一侧，由测控模块ll引出， 用RS232与微型计算机9连接，组成上、下位机系统，在抢体背面中部上方安装有空气过滤装置10，该空气过滤装置通过管道与 托架20上的空调除湿机12连通。在抢体背面的上部安装有空气电磁阀13，该空气电磁阀控制空气i^v口 22，并受安装在抢体背面中部左边的测控模块11控制，测控模块受微型计算机9控 制。
在抢体背面中部的右边安装有氧变送器17、二氧化碳变送器18和温度-湿 度变送器19。
在舱体背面的上部设有氧气供给装置14、氮气供给装置15和二氧化碳气体 供给装置16的进气口 ，氧气供给装置14与氧气钢瓶连接，氮气供给装置15与 氮气钢瓶连接，二氧化碳气体供给装置16与二氧化碳气钢瓶连接。
在抢体正面的上部设有照明灯开关5 - 1和紫外线灯开关5 - 2。
在抢体的另一侧设有电源开关6和电源插座7。
所述的测控模块11由8通道输入模块ADAM4017、 RS-232到RS-422/485转 换器ADAM4520和数字量I/O模块ADAM4050组成。
培养抢为横卧式，体积为1500咖x 800咖x 880咖，可同时放4 ~ 5笼清洁级 大白鼠(每笼10只)，抢体为金属框架，左侧门、右侧面和前面均安装厚达10咖 的有机玻璃板，可随时观察艙内动物状态。正面在400咖高处开直径IOO咖的2 个孔，嵌入2副橡胶手套，便于在舱内其它操作。艙体各部连接均用柔性玻璃 胶粘合剂密封。
本实用新型的气源由氧气钢瓶、氮气钢瓶、二氧化碳气钢瓶组成，每一钢 瓶配有减压阀、压力表，可调节气体输出压力。各气路上增加流量计，其目的 是通过调节流量使抢内动物有一个适应过程。各气源的气体能否进入培养抢由 相应电磁阀控制，电磁阀的通断由微型计算机9控制。
参见图4和图5，连接各气体钢瓶、减压阀、流量计、电磁阀、与培养抢之 间的相应管道。把装入笼子的动物和食物一M入培养餘，关闭拉门。打开主机电源，预置培养抢内氧浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度的值，确认无误后
按开始键，便开始工作。微型计算机9连续采样、检测舱内氧气浓度、二氧化 碳浓度及温度、湿度，并实时显示测量值。当测量值与预置值相符时，测控模 块ll会自动关闭相应气路的电磁阀、空调及除湿机。培养抢实时显示测量值， 氧浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度，与预置值不相符时，测控模块ll会自动 控制相应气路的电磁阀、泵、空调及除湿机开启，直至达到预设值。实现了气 体全自动控制。
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权利要求1、全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养舱，包括舱体(1)、设在舱体一侧的密封门(2)、设在舱体正面中部的有机玻璃视窗(3)、设在有机玻璃视窗中部的两个密封手套操作孔(4)、连接在舱体底部下面的托架(20)，其特征在于RS232接口插座(8)设在舱体另一侧，由测控模块(11)引出，用RS232与微型计算机(9)连接，组成上、下位机系统；空气过滤装置(10)设在舱体背面中部上方，该空气过滤装置通过管道与托架(20)上的空调除湿机(12)连通；氧气变送器(17)、二氧化碳变送器(18)和温度-湿度变送器(19)设在舱体背面中部的右边；氧气供给装置(14)、氮气供给装置(15)和二氧化碳气体供给装置(16)的进气口设在舱体背面的上部；氧气供给装置(14)与氧气钢瓶连接，氮气供给装置(15)与氮气钢瓶连接，二氧化碳气体供给装置(16)与二氧化碳气钢瓶连接，空气电磁阀(13)设在舱体背面的上部，它控制空气进入口(22)。
2、 根据权利要求1所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养抢， 其特征在于还包拾没在抢体正面上部的照明灯开关(5-1)和紫外线灯开关(5-2)、设在抢体另一侧的电源开关(6)和电源插座(7)。
3、 根据权利要求1或2所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养 抢，其特征在于抢体(1)为一密闭的长方体。
4、 根据权利要求1或2所述的全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养 舱，其特征在于测控摸块(11)由8通道输入模块ADAM4017、 RS-232到 Rs-422/485转换器ADAM4520和数字量I/O模块ADAM4050组成，
专利摘要全自动常压低氧高二氧化碳清洁级动物培养舱，包括托架、舱体、两个密封手套操作孔，其特征在于微型计算机与测控模块通过RS232通讯接口组成上、下位机系统；空气过滤装置设在舱体背面中部上方，通过管道与托架上的空调除湿机连通；氧气变送器、二氧化碳变送器和温度-湿度变送器设在舱体背面的中部；空气电磁阀、氧气供给装置、氮气供给装置和二氧化碳气体供给装置的进气口设在舱体背面的上部；空气电磁阀控制空气进入口。各气体供给装置、电磁阀受测控模块控制，测控模块受微型计算机控制。能按照设定参数建立密封舱内的气体培养环境，实现多参数可靠、准确、稳定的自动测量与控制。
文档编号A01K1/03GK201409995SQ20092012758
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者刘九零, 种银保, 安 赵 申请人:中国人民解放军第三军医大学第二附属医院