专利名称：动物气体染毒装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动物气体染毒装置。
背景技术：
动物气体染毒实验是动物气体毒性评价的基本方法；是研究多种气体，包括气溶胶、气雾剂、气液混合物、粉尘气体，特别是生物医药气雾剂、麻醉气体、污染空气、汽车尾气、工业废气、军事毒剂和推进剂燃烧尾气等吸收反应、代谢力学及其病理生理效应和机制的重要方法；也是研究、评价有毒有害气体保护措施、防护设备和无害化处理技术的基本方法，其科研和应用领域广泛。然而现有的动物气体染毒装置的主要缺陷是制作技术复杂、对配气、送气和浓度检测要求复杂、实验精度和效能低，有待于进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于公开一种动物气体染毒装置，以解决现有的气体染毒装置构造复杂、操作不便及实验效果不佳等问题。为达上述目的，本发明公开一种气体染毒装置，包括内腔和外腔，所述内腔与外腔之间至少连接有第一路进气管、第二路进气管和排气管，所述气体染毒装置还包括上位机控制系统及与之电性连接的温度控制系统、湿度控制系统、压差控制系统、第一路进气浓度控制系统、第二路进气浓度控制系统；其中所述湿度控制系统的湿度传感器、所述温度控制系统的温度传感器、所述压差控制系统的压差传感器、所述第一路进气浓度控制系统的第一路进气浓度传感器及所述第二路进气浓度控制系统的第二路进气浓度传感器都置于所述内腔内。本发明的所公开的动物气体染毒装置，可以灵活地替换用于染毒实验的第一路进气和第二路进气，且在上位机控制系统的中央控制作用下，可以实时设置和采集温度控制系统、湿度控制系统、压差控制系统、第一路进气浓度控制系统、第二路进气浓度控制系统的各路参数，即能检测和控制内腔(即染毒腔)内各路进气的浓度和由第一和第二至少两路进气组成的混合染毒气体的温度、湿度、压差，从而可以智能地保障实验条件的单一性和可重复性，操作简单、快捷，大幅提升了实验的精度和效能。
图1为本发明实施例公开的动物气体染毒装置的立体结构图；图2为本发明实施例公开的动物气体染毒装置的电气控制图。
具体实施例方式本发明实施例公开一种动物气体染毒装置，包括内腔和外腔，所述内腔与外腔之间至少连接有第一路进气管、第二路进气管和排气管，所述气体染毒装置还包括上位机控制系统及与之电性连接的温度控制系统、湿度控制系统、压差控制系统、第一路进气浓度控制系统、第二路进气浓度控制系统；其中所述湿度控制系统的湿度传感器、所述温度控制系统的温度传感器、所述压差控制系统的压差传感器、所述第一路进气浓度控制系统的第一路进气浓度传感器及所述第二路进气浓度控制系统的第二路进气浓度传感器都置于所述内腔内。其中，上述上位机控制系统及与之电性连接的温度控制系统、湿度控制系统、压差控制系统、第一路进气浓度控制系统、第二路进气浓度控制系统之间的控制电路的设计为本领域技术人员所能轻易实现的技术，其可以沿用现有的设计技术，也可以采用下述的技术手段上述温度控制系统还包括加热制冷器(可选的，包括其输出管道与内腔连通的加热器和制冷器)，以及与温度传感器和加热制冷模块电性连接的温度控制单元；以及上述湿度控制系统还包括其输送管道连通内腔的加湿阀，以及与湿度传感器和加湿阀电性连接的湿度控制单元；以及上述压差控制系统还包括以管道连通内腔的电动加压阀和减压阀，以及与压差传感器、加压阀和减压阀电性连接的压差控制单元；以及上述第一路进气浓度控制系统还包括置于第一路进气管中的第一电磁阀，以及与第一路进气浓度传感器和第一电磁阀电性连接的第一路进气浓度控制单元；以及上述第二路进气浓度控制系统还包括置于第二路进气管中的第二电磁阀，以及与第二路进气浓度传感器和第二电磁阀电性连接的第二路进气浓度控制单元；其中上述上位机控制系统的中央处理器电性连接上述温度控制单元、湿度控制单元、压差控制单元、第一路进气浓度控制单元和第二路进气浓度控制单元。下面以第一路进气为氧气，第二路进气为烟雾为例，结合说明书附图对本发明的具体实施例作详细描述。其中下述的氧气浓度控制系统对应上述的第一路进气浓度控制系统，下述的烟雾浓度控制系统对应上述的第二路进气浓度控制系统，下述的控氧电磁阀对应上述第一电磁阀，下述的控烟雾电磁阀对应上述的第二电磁阀，下述的氧气浓度控制器对应上述的第一路进气浓度控制器，下述的烟雾浓度控制器对应上述的第二路进气浓度控制器。值得说明的是，在其他实施例中，该动物气体染毒装置还可以设置三路或三路以上的进气管道及相应气体的浓度控制系统，此皆属于本发明的保护范围，其实现手段及构造与两路进气管道的设计及构造类似，后续不再赘述。本发明实施例公开的一种气体染毒装置，如图1和图2所示，包括内腔88、外腔80、温度控制系统1、湿度控制系统2、压差控制系统3、氧气浓度控制系统4、烟雾浓度控制系统5和上位机控制系统6，所述内腔88与外腔80之间连接有氧气进气管、烟雾进气管和排气管，如图2所示，外腔80的左侧底部设置了一排共6个接气口 81，其中任一接气口可以作为氧气或烟雾(即染毒气体)的进气口或排气口 ；与之对应的， 内腔88内也设有进气口 89和排气口。可选的，各进气口和排气口上可以进一步设置进气或排气风机90，或者在其管道中设置相应的风机。本实施例中，温度控制系统1包括加热制冷器13、置于内腔88内的温度传感器 11、以及与温度传感器11和加热制冷器13电性连接的温度控制单元12。其中该温度控制单元12用于控制内腔88内的温度恒定在由上位机控制系统6的中央处理器61所设置的某一个温度值或某一个温度范围，当高于该温度设置值时，进行制冷操作，当低于该温度设置值时，进行加热操作。较佳的，本发明中实施例优选将该加热制冷器13也安置在该内腔 88内，以快速高效的进行温度调节处理，提高温度控制的精度。本实施例中，湿度控制系统2包括其输送管道连通内腔88的加湿阀23、置于内腔 88内的湿度传感器21、以及与湿度传感器21和加湿阀23电性连接的湿度控制单元22。其中该湿度控制单元22用于控制内腔88内的湿度恒定在由上位机控制系统6的中央处理器 61所设置的某一个湿度值或某一个湿度范围，当高于该湿度设置值时，进行加湿操作，当低于该湿度设置值时，可由加热制冷系统1进行加热操作。本实施例中，压差控制系统3包括电动加压阀和减压阀33、置于内腔88的压差传感器31、以及与压差传感器31、加压阀和减压阀33电性连接的压差控制单元32。其中该压差控制单元32用于控制内腔88内的压差恒定在由上位机控制系统6的中央处理器61所设置的某一个压差值或某一个压差范围，当高于该压差设置值时，进行降压操作(例如，启动排气口的减压阀或的启动排气风机90进行排气处理)，当低于该压差设置值时，进行增压操作(例如，由加热制冷系统1进行加热操作，或者开启下述的控氧电磁阀43以向内腔 88增氧，或启动以管道连通内腔88与专用加压器之间的加压阀)。值得说明的是，在本实施例中，该加压阀和减压阀为电动的加压阀和减压阀；但在本发明的其它实施例中，该压差控制系统可以采用气动的加压阀和减压阀，此种情况下，则上位机控制系统可以通过控制相应的增压机和减压机的相应操作来执行增压或减压处理。本实施例中，氧气浓度控制系统4包括置于氧气进气管中的控氧电磁阀43、置于内腔88内的氧气浓度传感器41、以及与氧气浓度传感器41和控氧电磁阀43电性连接的氧气浓度控制单元42。其中该氧气浓度控制单元42用于控制内腔88内的氧气浓度恒定在由上位机控制系统6的中央处理器61所设置的某一个浓度值或某一个浓度范围，当高于该浓度值时，控氧电磁阀43关闭，进行排气操作(例如，启动排气口的排气风机90进行排气处理)，当低于该浓度值时，自动开启控氧电磁阀43以供由氧气发生器产生的氧气进入内腔 88，实现向内腔88增氧。本实施例中，内腔还装有气体混合器。该混合器可以置于内腔的顶部，其底部则用于摆放托盘。而且在气体混合器的作用下，有效避免了因传感器所在的内腔局部的浓度、温度和/或压差低于或高于其平均值所导致的测量精度下降等问题，提高了染毒实验的控制精度。本实施例中，烟雾浓度控制系统5包括置于烟雾进出气管中的控烟雾电磁阀53、 置于内腔88内的烟雾浓度传感器51、以及与烟雾浓度控制器51和控烟雾电磁阀53电性连接的烟雾浓度控制单元52。其中该烟雾浓度控制单元52用于控制内腔88内的烟雾浓度恒定在由上位机控制系统6的中央处理器61所设置的某一个值或某一个范围，当高于该设置值时，控烟雾电磁阀53关闭(可选的，还可联动启动排气口的排气风机90进行排气处理)，由吸烟机产生或其它烟气发生器产生的烟气不能进入内腔，当低于该设置值时，控烟雾电磁阀53打开，由吸烟机产生或其它烟气发生器产生的烟气则进入内腔88，通过PID调节，来精准控制内腔烟雾浓度。本实施例中，上位机控制系统6的核心为中央处理器61，且该中央处理器61以总线100电性连接上述温度控制单元12、湿度控制单元22、压差控制单元32、氧气浓度控制单元42和烟雾浓度控制单元52，以实时设置和采集各路参数，藉此，即能检测和控制内腔 (即染毒腔)内的温度、湿度、压差、氧气浓度和受试气体的烟雾浓度，从而可以智能地保障实验条件的单一性和可重复性，操作简单、快捷，大幅提升了实验的精度和效能。较佳的，该上位机控制系统6还可以开发相应的软件来执行上述的自动监控功能，例如在某一参数超标时自动进行报警处理。本实施例中，该上位机控制系统6的功能由平板电脑来执行，该平板电脑的面板如图2中的图标82所示，其中该平板电脑还设有两个USB接口 83，以实现数据的备份、录入和传输；进一步的，为防止非法关机所造成实验数据的丢失或软件运行故障，该平板电脑82或上述上位机控制系统6的电源开关与气体染毒装置的总开关独立。本实施例中，如图2所示，外腔80设有铰接的活动门窗，其中该活动门窗安装有门锁84、门撑杆87和密封圈85，其中密封圈85在门锁84关闭状态下与内腔88抵触以密闭该内腔。该构造简单实用，既节省了该内腔的材料，也增加了实验的便利性。其中内腔88中的托盘，用于装载动物产生的垃圾，方便清扫，保持干净。进一步的，该内腔88内装有LED照明灯，且该活动门窗对应内腔88的位置86所采用的材料为透光材料，该透光材料包括但不限于有机玻璃。藉此，则使得实验人员可以清楚地观测到内腔88内实验动物的活动情况， 为具体实验参数的设置和修改及相关操作提供了指南。本实施例中，较佳的，内腔88内还可进一步装设气体混合器(图中未示出)，以将氧气、湿气和烟雾混合均勻，从而有效避免了传感器所在的局部参数值高于或低于实际的平均值所导致的实验误差。本实施例中，所述内腔88与外腔80之间的容置空间内还装有抽气泵(图中未示出)，其以气管连接在内腔88的排气口与外腔80的排气口之间，以在实验完毕后，将内腔 88内的染毒烟雾抽取干净，避免给实验人员造成不必要的安全隐患，同时该抽气泵还可以用于联动以调节内腔88内的压差。在上述装置的使用过程中，当要对动物进行气体染毒实验时，首先打开活动门窗将动物放入内腔的托盘内，关上门。动物加载完毕后，按照进气口标示，联接好相应的气源。 联接气源后再打开总电源开关，之后打开平板电脑开关，电脑自检后启动与该动物气体染毒装置配套的应用软件以实时设置、采集和监控各路参数，即检测和控制内腔(即染毒腔) 内的温度、湿度、压差、氧气浓度和受试气体的烟雾浓度(优选的，上述各控制系统采用PID 调节方式执行相应的控制)，从而可以智能地保障实验条件的单一性和可重复性，操作简单、快捷，大幅提升了实验的精度和效能。本实施例公开的该气体染毒装置尤其适用于动物急性、慢性气体染毒实验。值得注意的是上述进气口所输送的氧气和烟雾可以灵活地替换成甲醇、笨、氨、 氡......等气体中的任意一种，此皆属于本发明的保护范围。值得说明的是，上述动物气体染毒装置，其可与置于外部且与加湿阀管道连接的加湿器、置于外部且与加压阀管道连接的加压器，置于外部且与第一电磁阀管道连接的第一路进气制造设备，置于外部且与第二电磁阀管道连接的第二路进气制造设备组构成动物气体染毒系统。作为本领域技术人员所能轻易想到的一种变形，在其他实施例中，上述动物气体染毒装置还集成有与加湿阀管道连接的加湿器以及与加压阀管道连接的加压器，以此提高用户使用和操作的便利性。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种动物气体染毒装置，其特征在于，包括内腔和外腔，所述内腔与外腔之间至少连接有第一路进气管、第二路进气管和排气管， 所述气体染毒装置还包括上位机控制系统及与之电性连接的温度控制系统、湿度控制系统、压差控制系统、第一路进气浓度控制系统、第二路进气浓度控制系统；其中所述湿度控制系统的湿度传感器、所述温度控制系统的温度传感器、所述压差控制系统的压差传感器、 所述第一路进气浓度控制系统的第一路进气浓度传感器及所述第二路进气浓度控制系统的第二路进气浓度传感器都置于所述内腔内。
2.根据权利要求1所述的动物气体染毒装置，其特征在于，所述外腔设有铰接的活动门窗，所述活动门窗安装有门锁、门撑杆和密封圈，其中所述密封圈在所述门锁关闭状态下与所述内腔抵触以密闭该内腔。
3.根据权利要求2所述的动物气体染毒装置，其特征在于，所述内腔内装有照明灯、托盘，所述活动门窗对应内腔的位置所采用的材料为透光材料。
4.根据权利要求3所述的动物气体染毒装置，其特征在于，所述内腔还装有气体混合ο
5.根据权利要求4所述的动物气体染毒装置，其特征在于，所述内腔与外腔之间的容置空间内还装有抽气泵，其以气管连接在所述内腔的排气口与所述外腔的排气口之间。
6.根据权利要求5所述的动物气体染毒装置，其特征在于，所述上位机控制系统的电源开关与所述动物气体染毒装置的总开关独立。
7.根据权利要求1至6任一所述的动物气体染毒装置，其特征在于所述温度控制系统还包括加热制冷器，以及与所述温度传感器和加热制冷模块电性连接的温度控制单元；所述湿度控制系统还包括其输送管道连通所述内腔的加湿阀，以及与所述湿度传感器和加湿阀电性连接的湿度控制单元；所述压差控制系统还包括以管道连通所述内腔的电动加压阀和减压阀，以及与所述压差传感器、加压阀和减压阀电性连接的压差控制单元；所述第一路进气浓度控制系统还包括置于所述第一路进气管中的第一电磁阀，以及与所述第一路进气浓度传感器和所述第一电磁阀电性连接的第一路进气浓度控制单元；所述第二路进气浓度控制系统还包括置于所述第二路进气管中的第二电磁阀，以及与所述第二路进气浓度传感器和所述第二电磁阀电性连接的第二路进气浓度控制单元；其中所述上位机控制系统的中央处理器电性连接上述温度控制单元、湿度控制单元、 压差控制单元、第一路进气浓度控制单元和第二路进气浓度控制单元。
8.根据权利要求7所述的动物气体染毒装置，其特征在于，其与置于外部且与加湿阀管道连接的加湿器、置于外部且与加压阀管道连接的加压器，置于外部且与第一电磁阀管道连接的第一路进气制造设备，置于外部且与第二电磁阀管道连接的第二路进气制造设备组构成动物气体染毒系统。
9.根据权利要求7所述的动物气体染毒装置，其特征在于，其集成有与加湿阀管道连接的加湿器以及与加压阀管道连接的加压器。
10.根据权利要求7所述的动物气体染毒装置，其特征在于，所述加热制冷器包括其输出管道与所述内腔连通的加热器和制冷器。
全文摘要
本发明公开一种动物气体染毒装置，以解决现有的动物气体染毒装置构造复杂、操作不便及实验效果不佳等问题。动物气体染毒装置包括内腔和外腔，所述内腔与外腔之间至少连接有第一路进气管、第二路进气管和排气管，所述气体染毒装置还包括上位机控制系统及与之电性连接的温度控制系统、湿度控制系统、压差控制系统、第一路进气浓度控制系统、第二路进气浓度控制系统；其中所述湿度控制系统的湿度传感器、所述温度控制系统的温度传感器、所述压差控制系统的压差传感器、所述第一路进气浓度控制系统的第一路进气浓度传感器及所述第二路进气浓度控制系统的第二路进气浓度传感器都置于所述内腔内。
文档编号G05D27/02GK102488568SQ20111040697
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者张丽仙, 朱茂祥, 杨陟华, 藩秀颉, 郑劲林 申请人:中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所, 北京慧荣和科技有限公司