专利名称：全自动动态染毒装置的制作方法
技术领域：
所属领域本实用新型涉及一种毒理实验装置，主要适用于动物对于水溶性或油溶性外源物的动态吸入式染毒实验。
现有技术随着经济和技术的发展，市场需求日新月异，每天都有新的生化产品，新的药物、保健品、化妆品、新的化肥、农药等等问世。而这些新的东西对人体或环境是否有害，则必须对其进行毒理实验。毒理实验的一个很重要的手段便是动物染毒实验，染毒有经口(喂食)，经皮(涂抹)、经呼吸道(吸入)等方式实现，本实用新型产品即是一套专门用于动物吸入性染毒实验的装置。本装置可在有空气流通的环境内，实时提供染毒浓度、染毒时间、温度、湿度等实验数据，为毒理学研究提供及时、准确、可靠的科学依据。现有的实验方式，大多采用静式吸入或借助其它分析仪器如气象色谱仪对空气取样分析来得到数据，如此方法耗时、耗力、成本极高，且不直观，不能实时获得实验结果，且无法对实验过程进行控制，远远无法满足具有广泛需求的毒理学研究与应用的实验需求。
技术内容为解决上述问题，对毒理实验整个实验过程进行有效控制，实时的采集实验数据，提供一种安全，易于控制，所采集数据准确的毒理实验装置，本实用新型提供以下技术方案1、系统结构本装置主要由控制系统、染毒系统、供液系统、供气系统和排气排水系统组成。控制系统主要包括电脑系统，单片机及主控电路，控制系统与其它各系统之间通过电缆连接；其中单片机内置控制程序。系统启动时开始进行初始化，根据实验要求输入实验时间，染毒浓度(范围从10mg/m3-10000mg/m3)，药液比重等；然后根据初始值计算出药液与空气的比例；比例关系满足如下公式K=nhL×1000]]>
k预设的染毒浓度(mg/m3)n药液比重(g/ml)h药液流速(ml/min)l气体流速(l/min)在系统运行过程中，通过电路不断检测供液量、供气量的比例是否满足预设值，并不断调节供气量与供液量的大小直到时间完成为止。控制台与电脑之间建立有标准的数据接口，实验数据通过接口随时被取入到电脑中进行自动分析，打印及保存。
染毒系统包括染毒柜，染毒柜采用不锈钢制成，中间部分采用透明玻璃，实验时便于观察。染毒柜内部设置有密闭的圆形玻璃内胆，内胆为实验动物的放置区。内胆进口处设置有雾化头。内胆装有温度、湿度探头，此探头与控制系统相连。在系统运行时，内胆的温度及湿度可实时传回控制系统供气系统包括有压缩机、气体流量计、气阀、供气管。压缩机主要用于压缩空气，气阀主要控制气体流量的大小，气体流量计测量气体流速流量。
供液系统包括药池、定量泵、缺药报警装置及输液管。药池用于存放待试药液；定量泵采用极精密的蠕动式定量泵，定量泵接受来自控制台发来的信号工作，将药液通过输液管输送到雾化头。缺药报警装置为红外发生接收传感器，负责监视药池内的药液。它应用了光学折射原理，即一对红外发生接收器，以一定的角度安装在药池底部，当药液充足时发出的红外光被折射而不能被接收到，当缺药时，传感器能接受到红外光，此时发出一信号，控制器接受到此信号后将发出缺药报警。
排风排水系统主要包括有风机、风管、排水管。风机工作保证内胆负压，防止内胆毒气外泄，保证人身安全，并将柜内气体抽出以达到为内胆换气的目的。排水管与内胆连接，排出实验动物排泄物及凝聚药水。
2、系统工作原理如图2所示，其核心是控制台3内的单片机及控制程序。控制台与电脑1之间有标准的数据接口2，通过此接口，实验数据可随时被取入到电脑中进行分析，打印及保存。首先，控制程序根据预设的染毒浓度，药液比重的参数计算药水与气量的比例，并通过连接电缆4发出指令给定量泵7，启动压缩机10，从药池5泵出的药液经输液管6与经供气管13来的压缩空气到雾化头8处混合，以雾状形态进入放有实验动物的密闭内胆9里，排气管16的工作是保证内胆空气负压，使内胆的空气保持流通。排水管17将动物的排泄物及凝结成水的混合气排出。气体流量计11将气体流量实时反馈至控制台，控制台根据此反馈信号，实时调节气阀12大小及定量泵7的输液量，如此形成一个闭环控制系统，确保进入到内胆的混合气浓度达到预设值。供液系统的缺药报警装置14是在药液用完时向控制台发出信号，控制台在接受到此信号后发出警报，提醒操作人员加药。温度、湿度检测器15向控制台随时报告内胆中的温度及湿度状态。
3、系统功能结构从功能结构看，整个装置分为控制、执行、实验、反馈及后处理五部分，如图4所示。
控制部分的核心是电脑系统，单片机及软件程序，它要完成的工作是接受实验者的预设目标，发出指令到执行部分，实时显示实验过程数据，接受反馈信息并做出相应调整或报警。
执行部分是完成来自控制台的指令，主要是指水泵供药液，气阀开合大小、供气并将药液及气体混合雾化送入实验区，风机工作保持内胆负压。
实验部分是本装置最终应实现的目标。它实际上是由透明玻璃做成的圆形密闭缸体。透明便于观察，密闭可以保证内胆混合气是预设的毒气浓度。
反馈部分是将实验过程的一些必要数据实时送回控制部分，它包含气体流量计、温度计、湿度计、红外传感仪。气体流量计将气体流量反馈至控制器，可以随时调整气量与药液比例；温、湿度测量计将实验区的实时温、湿度报告给控制器并显示；红外传感仪是当药液用完后，发出信号给控制器。
后处理部分包括有害有毒气体、药液的排放(毒气、污水的后处理装置不含在本装置内)。
本实用新型的优点1、技术先进本装置应用了多项现代科技手段及各学科理论，经精心设计而成，填补了国内自动化毒理实验的一项空白。
3、适用范围广染毒浓度从10-10000mg/m3，任意预设，可做高毒，中毒和低毒的各项毒理实验。
4、收集的数据准确及时由于采用电脑控制，可保证药液与气体的混合比例，从而保证实验结果的可靠性。实验数据在实验过程中实时显示，并可直接由电脑调用进行数据分析、打印并保存。
5、安全操作台与柜体分开，可让操作员尽可能远离有毒有害物，排气系统防止毒气外泄。排出的有毒有害气体及液体可经环保处理，不致污染环境。
6、可实现无论从工艺和材料上，本装置都方便实现，便于批量生产，可广泛应用于有毒理实验需要的各部门。
7、目标外源物的化学性质不变。实验区域空气的含氧量和大气一致。
六
图一为本实用新型装置机械结构示意图图二为本实用新型装置工作原理示意图图三是本实用新型装置控制程序流程图图四是本实用新型装置功能结构示意图其中1为电脑系统2为数据接口3为控制器4为控制电缆5为药池6为输液管7为蠕动式定量泵8为虹吸式雾化头9为内胆10为空气压缩机11为气体流量计12为气阀13为供气管14为红外传感仪15为温、湿度测量计16为排气管道17为排水管道18、染毒柜体实施案例
以下结合附图对本实用新型实施作进一步的说明整个装置由控制系统、染毒系统、供气系统、供液系统、排气排水系统组成。
如图1所示，先设置好控制器3，在控制器3内设置好单片机、电路及单片机内的整个控制程序。整个控制系统与其它部分独立分开，并通过电缆线4与其它各部分相连。这样在实验现场工作环境恶劣的情况下，操作员可在远离现场进行实验操作。同时将控制系统通过标准数据接口2与电脑1相连，实现实时分析、打印。
采用不锈钢为材料做成染毒柜体18，柜体中间部分设置透明的玻璃。柜体的中心部分设置有圆形的玻璃内胆9。在内胆9的上顶部进口处设置有虹吸式雾化头8。在内胆9的下部设置有排风系统16以及排水管17。玻璃内胆9的锥形顶部设置有与控制系统相连的温度、湿度传感器15。
染毒柜的下部设置有压缩机10，压缩机10连有气体输液管13，气体输液管6上依次装有气体流量计11，气阀12，最后伸到内胆9顶部的虹吸式雾化头8，同时气体流量计11通过电缆4与控制系统相连，由控制系统控制气阀进行调节气量大小。
在柜中部设置有药池5，池底部设置一对红外发生接受传感器14。药池连有输液管6，输液管6上装有定量泵7，输液管向上伸到内胆顶部的虹吸式雾化头8，与气体输液管汇集到一起。
至此整个系统装配好后，即可开始进行动物动态染毒试验。在药池5装入准备好的药液，启动控制系统3，输入实验的染毒浓度，染毒时间，药液的比重等数据。然后运行系统，控制器开始工作，控制定量泵7及气阀13供液、供气，同时启动排气系统16；于是药液与空气开始连续按预设比例通过雾化头8以雾状形式进入到内胆9。在系统运行过程中，控制系统3不断检测供气与供液量的比例关系，并实时通过调气阀12与定量泵7进行控制；在此过程中有关温度湿度数据通过温度湿度探头15装置自动被控制系统记录；红外发生接收传感器14实时监控药液是否用完并作出警报。如此一直进行直到实验的时间结束。
权利要求1.一种全自动动态染毒装置，其特征是它由控制系统、染毒系统、气流系统、供液系统、排气排水系统组成；控制系统主要包括电脑系统、单片机及主控电路，控制系统与其它各系统之间通过电缆连接，其中单片机内置控制程序；染毒系统包括染毒柜，染毒柜中间部分采用透明玻璃，染毒柜内部设置有内胆，内胆顶部设置有雾化头，内胆装有温度湿度传感器；雾化头连供气管及输液管；气流系统包括有压缩机、气体流量计、气阀、供气管；空气压缩机、气体流量计，气阀通过供气管连在一起，供气管与雾化头相连接；气体流量计、气阀通过电缆与控制系统相连；药液系统包括药池、定量泵、缺药报警装置、输液管；缺药报警装置安装在药池周围；输液管一端连药池，另一端连雾化头；定量泵安装在输液管上；定量泵通过电缆与控制系统相连；排气排水系统主要包括风机、风管、水管；风管，水管与内胆底部连接。
2.根据权力要求1所述的全自动动态染毒装置，其特征是所述的雾化头为虹吸式雾化头。
2.根据权力要求1所述的全自动动态染毒装置，其特征是所述缺药报警装置为红外发生接收传感器。
3.根据权力要求1所述的全自动动态染毒装置，其特征是所述缺药报警装置安装在药池底部。
4.根据权力要求1所述的全自动动态染毒装置，其特征是所述的定量泵为蠕动式定量泵。
5.根据权力要求1所述的全自动动态染毒装置，其特征是内胆中装有温度、湿度传感器，温度湿度传感器通过电缆与控制系统相连。
6.根据权力要求1所述的全自动动态染毒装置，其特征是内胆采用圆形透明玻璃内胆。
专利摘要本实用新型涉及一种毒理实验装置，主要适用于动物对于水溶性或油溶性外源物的动态吸入式染毒实验。它由控制系统、染毒系统、供气系统、供液系统、排气排水系统组成；整个装置适用范围广，染毒浓度从10－10000mg/m
文档编号G01N37/00GK2650134SQ20032011731
公开日2004年10月20日 申请日期2003年10月24日 优先权日2003年10月24日
发明者王永刚 申请人:王永刚