一种用于培养、测定的生物细胞培育装置的制作方法

本发明涉及生物细胞培养技术领域，具体为一种用于培养、测定的生物细胞培育装置。

背景技术：

随着再生医学领域的快速发展，培养箱被广泛使用来培养细胞，通过调节箱中的温度、湿度或者根据需要调节二氧化碳浓度、氮气浓度等来培养细胞。生物细胞培养成功的关键在于无菌操作以及温度、湿度的控制，保证一个清洁独立、恒温、湿度适中的环境尤为重要。

目前现有的生物细胞培养装置大多结构简单，需人工配合操作，而且培养箱内部各处的温度差别比较大，温度的控制不易把握，从而影响了微生物的培养。

同时，为了调节箱内的空气湿度，通常在培养箱的内部设置加湿盘并贮存水，并利用贮存水的自然蒸发来进行湿度调节。然而，自然蒸发的湿度在培养箱汇总并不容易控制且分布并不均匀。所以，人们需要一种用于培养、测定的生物细胞培育装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于培养、测定的生物细胞培育装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于培养、测定的生物细胞培育装置，该生物细胞培育装置包括箱体，所述箱体内设置有换气机构、补水箱，所述换气机构与补水箱管道连接，所述补水箱与箱体管道连接，所述换气机构对空气进行灭菌和除尘处理，所述补水箱对空气补充水分；换气机构通过帕尔贴效应先后对空气进行加热和降温处理，使空气中的水分凝结并与空气分离，换气机构通过降温凝结的水滴对空气中的灰尘进行吸附，从而到达净化空气的效果，并对空气进行干燥，从而方便对空气的湿度进行精准的控制，补水箱对干燥的空气进行补充水分，补水箱对空气中含有的水分进行控制，从而达到精准控制空气湿度的目的，进而达到生物细胞生长环境的精准控制。

所述箱体内部设置有承载板，所述承载板上设置有培养箱，所述承载板一端设置有进气管，所述进气管的一端位于培养箱的上方；培养箱用于承载培养生物细胞的培养皿，承载板对培养箱的放置提供支撑，进气管将补水箱中流出的空气传输到培养箱上方，使带有水分的空气从培养皿上方往运动。

所述换气机构包括两组风机、两组进风罩、两组灭菌极化箱、除杂箱，每组所述风机均与箱体固定，每组所述进风罩均设置在风机上，所述灭菌极化箱的一端与进风罩的另一端与管道连接，两组灭菌极化箱的另一端均与除杂箱管道连接，所述除杂箱与补水箱管道连接；风机抽取外界的空气并通过进风罩灌输到灭菌极化箱，灭菌极化箱通过电场对空气中的细菌进行灭菌，同时通过电场对空气中的灰尘进行极化，灭菌极化箱对空气进行加热，使空气膨胀，从而使细菌与灰尘之间的距离扩大，使细菌暴露在空气中，细菌在经过电场时，使电场之间流动的电流所灭杀，除杂箱对热空气进行降温，使空气中的水分遇冷凝结，使空气中的灰尘、细菌与凝结的水滴融合，从而实现对空气的净化以及脱水干燥，除杂箱中流出的干燥空气进入到补水箱中进行补充水分，将空气进行脱水处理，方便后续对空气湿度的精准控制。

所述补水箱内部两侧均设置有固定板，每组所述固定板上均设置有活动板，一组所述活动板上端设置有引流板，所述引流板、引流板下方所述的活动板、上方设置有引流板的一组所述固定板及补水箱四者相互配合在补水箱内部形成空气流动空间，所述除杂箱与空气流动空间连通，所述引流板的一端与补水箱滑动连接，引流板的另一端与另一组活动板之间设置有密封层，所述密封层上设置有出气管，所述出气管与进气管管道连接。固定板与活动板相互配合形成跟随水位下降而缩小的出水空间，引流对干燥的空气进行引流，引流板、两组活动板、两组固定板以及密封层相互配合形成补水空间，密封层对空气的流动高度进行控制，引流板将空气从空气流动空间中引流到补水空间中，密封层使空气只能在水的表面进行流动，高速流动的空气使表面的水分子挣脱其它分子的束缚并进入到空气中，且流动空气为热空气，进一步的加快水分子的脱离并进入到空气中，从而实现对空气的补水效果，出气管为补水空气的流出提供通道，使补水后的空气进入到进气管中。

所述灭菌极化箱中设置有固定环，所述固定环上方设置有灭菌极化板，所述灭菌极化板的中部位置设置有一组竖直的通气管，灭菌极化板上位于中部通气管的外侧设置有若干组其他的呈弧形的通气管，每组所述通气管的外侧设置有若干组加热块，每组所述加热块上均设置有两种不同的第一半导体，若干组所述第一半导体的另一端与除杂箱连接。固定环对灭菌极化板的安装提供支撑，灭菌极化板对灭菌极化箱中的空气流动空间进行封堵，同时为通气管的安装提供支撑，通气管为空气的流动提供支撑，弧形的管道延长空气在管道中的流动时间，增加空气中灰尘在管道中相互碰撞的次数，加热块为帕尔贴效应中的热端，若干组第一半导体均分为p型半导体和n型半导体，第一半导体中流过电流，使加热块对通气管进行加热，从而使通气管对空气进行加热和灭菌。

所述通气管内部设置有若干组电场轴，若干组电场轴的两端与灭菌极化板固定，所述通气管内部设置有若干组受热块，每组所述受热块上均设置有两种不同的第二半导体，若干组受热块之间通过第二半导体并联，若干组所述第二半导体与若干组电场轴连接。若干组第二半导体也均分为p型半导体和n型半导体，受热块为塞贝克效应中使两组半导体受热的金属板，受热板在通气管的加热下使第二半导体中的电子进行流动，若干组电场轴安装在通气管中，电场轴的两端安装在灭菌极化板上，若干组电场轴分为正极电场轴和负极电场轴，若干组电场轴与若干组第二半导体电性连接，使若干组电场轴上分别分布有正电子和负电子，从而使若干组电场轴之间产生电场，电场对空气中的灰尘进行极化，同时电场通过产生的电流对细菌进行灭杀。

每组所述灭菌极化箱上端设置有输送管，每组所述输送管均包括聚合管，所述聚合管的另一端与除杂箱连通，所述聚合管的内部设置若干组收拢环，聚合管内部位于每两组收拢环之间开设有扩张槽。收拢环使聚合管内部的空气流动空间缩小，使灰尘在经过收拢环时相互碰撞，从而使极化后的灰尘相互吸附形成大的灰尘颗粒，同时在发生碰撞时与灭杀后的细菌发生粘连，扩张槽使聚合管的管壁发生变化，从而破坏空气在聚合管中的层流，使气流紊乱，从而进一步提高灰尘之间的吸附，从而提高除尘效果。

所述除杂箱内部设置有呈弧形的支撑板，所述支撑板的上方设置有呈v型的倒置的除杂板，所述除杂板上设置有两组制冷板，两组所述制冷板与若干组第一半导体的另一端电性连接，其中一种所述第一半导体与电源电性连接，所述除杂箱上对应除杂板的位置开设有排水口，除杂箱上位于排水口的下方开设有排气口，除杂箱外侧对应排水口的位置设置有排水管，除杂箱外侧对应排气口的位置设置有输气管，所述输气管与补水箱管道连接，所述支撑板上开设有若干组通气孔，所述除杂板的下端开设有若干组通水孔，所述除杂箱内部位于聚合管与支撑板之间设置有隔板。支撑板为除杂板的安装提供支撑，支撑板与除杂板相互配合在除杂箱中形成废水的流动空间，制冷板安装在除杂板的内侧，制冷板为帕尔贴效应中的冷端，制冷板对除杂板进行降温制冷，热空气从聚合管中流出，并除杂箱中进行降温，并与低温的除杂板接触，使除杂板表面形成水滴，同时空气中的灰尘、灰尘颗粒以及细菌等均沾在除杂板上，随着热空气的不断进入，使水滴不断形成，并在除杂板上滑落，并通过通水孔流到支撑板的凹陷处，并通过排水口流进排水管，水滴在除杂板上滑动时对沾附的灰尘、灰尘颗粒以及细菌进行冲刷，实现对除杂板的清洁，隔板对进入的热空气和净化后的冷空气进行分隔，净化后干燥空气通过通气孔以及排气口进入到补水箱中。

所述输气管上设置有控温环，所述控温环内部从内往外设置有内环板、外环板，所述控温环与外环板相互配合形成换风空间，所述内环板的管径大小与输气管的管径大小相同，所述外环板内侧设置有若干组第一控温块，所述内环板外侧对应第一控温块的位置设置有若干组第二控温块，若干组所述第一控温块和若干组第二控温块之间通过两种不同的第三半导体连接，两种所述第三半导体中的其中一种半导体与电源电性连接。第三半导体均分为p型半导体和n型半导体，控温环嵌在输气管中，将输气管分为两段，控温环为内、外环板的安装提供支撑，控温环与外环板之间存在换风空间，换风空间为空气在控温环与外环板之间的流动提供空间，换风空间与外接的管道连通，换风空间中为冷空气时，换风空间可以与除杂板下方的废水流动空间连通，进一步降低除杂板的温度，但换风空间中为热空气时，该热空气可以用于对生物细胞生长环境的温度调节当中，用于提高生物细胞生长的温度，例如冬天培养生物细胞时。外环板、内环板为第一控温块和第二控温块的安装提供支撑，第一控温块和第二控温块相当于帕尔贴效应的热端及冷端或冷端及热端，第二控温块通过吸热或散热对内环板进行降温或加热，使内环板对空气进行降温或加热。

所述引流板与另一组活动板之间位于密封层的上方设置有两组丝杆螺母，两组丝杆螺母之间设置有支板，所述出气管设置在支板的中部，出气管下端与密封层的中部连接，所述补水箱上端的中部开设有移动滑槽，出气管的上端位于移动滑槽中。丝杆在电机的电动下进行转动并使螺母带动出气管在水面上来回移动，当出气管往引流板的方向移动时，热空气在补充少量水分后通过出气管进入到进气管中，当出气管不断往远离引流板的方向运动，热空气中的水分越来越多，湿度越来越大，通过调节出气管的位置实现对空气湿度的调节。

所述箱体内部位于培养箱的上方设置有进气板，所述进气板上开设有若干组换气孔，进气板下端设置有两组滑轨，所述培养箱上对应滑轨的位置设置有滑块，所述滑块位于滑轨中，所述箱体中位于培养箱的一侧设置有挡板，所述进气管位于挡板和箱体之间，进气管的另一端贯穿挡板并位于进气板上方。培养箱通过滑块和滑轨在箱体中滑动，从而方便工作人员将培养箱从箱体中抽出，挡板对培养箱的位置进行阻挡，防止培养箱在箱体中滑动，进气板位于进气管出气端口的下方，进气板通过若干组换气孔使加湿后的空气进入到培养箱中。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、换气机构通过帕尔贴效应先后对空气进行加热和降温处理，使空气中的水分凝结并与空气分离，换气机构通过降温凝结的水滴对空气中的灰尘进行吸附，从而到达净化空气的效果，并对空气进行干燥，从而方便对空气的湿度进行精准的控制，补水箱对干燥的空气进行补充水分，补水箱对空气中含有的水分进行控制，从而达到精准控制空气湿度的目的，进而达到生物细胞生长环境的精准控制。

2、灭菌极化箱对空气进行加热，使空气膨胀，从而使细菌与灰尘之间的距离扩大，使细菌暴露在空气中，细菌在经过电场时，使电场之间流动的电流所灭杀，除杂箱对热空气进行降温，使空气中的水分遇冷凝结，使空气中的灰尘、细菌与凝结的水滴融合，从而实现对空气的净化以及脱水干燥。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构的前视示意图；

图2是本发明的整体结构的内部前视示意图；

图3是本发明的整体结构的内部左视示意图；

图4是本发明的聚合管与除杂箱的连接结构示意图；

图5是本发明的除杂箱内部结构示意图；

图6是本发明的灭菌极化箱内部结构示意图；

图7是本发明的灭菌极化板俯视示意图；

图8是本发明的灭菌极化板前视半剖示意图；

图9是本发明的通气管俯视示意图；

图10是本发明的电场轴在通气管与受热块连接的模拟示意图；

图11是本发明的控温环内部结构示意图；

图12是本发明的补水箱内部结构示意图。

图中：1、箱体；2、换气机构；3、补水箱；1-1、培养箱；1-2、进气板；1-3、承载板；1-4、挡板；1-5、进气管；2-1、进风罩；2-2、灭菌极化箱；2-3、输送管；2-4、除杂箱；2-5、排水管；2-6、输气管；2-7、风机；2-8、控温环；2-21、固定环；2-22、灭菌极化板；2-23、通气管；2-24、加热块；2-25、电场轴；2-26、受热块；2-31、聚合管；2-32、收拢环；2-33、扩张槽；2-41、支撑板；2-42、除杂板；2-43、制冷板；2-44、排水口；2-45、排气口；2-81、外环板；2-82、内环板；2-83、第一控温块；2-84、第二控温块；3-1、活动板；3-2、固定板；3-3、移动滑槽；3-4、引流板；3-5、密封层；3-6、丝杆螺母；3-7、出气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图12，本发明提供技术方案：一种用于培养、测定的生物细胞培育装置，该生物细胞培育装置包括箱体1，箱体1内安装有换气机构2、补水箱3，换气机构2与补水箱3管道连接，补水箱3与箱体1管道连接，换气机构2对空气进行灭菌和除尘处理，补水箱3对空气补充水分。

箱体1内部中部安装有承载板1-3，承载板1-3上滑动安装有培养箱1-1，承载板1-3左端安装有进气管1-5，进气管1-5的一端位于培养箱1-1的上方。

箱体1内部位于培养箱1-1的上方安装有进气板1-2，进气板1-2上开设有若干组换气孔，进气板1-2下端安装有两组滑轨，培养箱1-1上对应滑轨的位置安装有滑块，滑块位于滑轨中，箱体1中位于培养箱1-1的左侧安装有挡板1-4，进气管1-5位于挡板1-4和箱体1之间，进气管1-5的另一端贯穿挡板1-4并位于进气板1-2上方。

箱体1上对应培养箱1-1的位置安装有箱门，培养箱1-1中部设置有放置培养皿的横板（图中未画出），培养箱1-1靠近挡板1-4的一侧端面上位于横板的下方开设出气口并位于出气口的外侧安装有衔接管（图中未画出），挡板1-4上对应出气口的位置设置有排气管（图中未画出），且排气管的一端套设在衔接管上，并与衔接管滑动连接，排气管的另一端连通箱体1的外侧空间，排气管中安装有单向阀。

箱体1中还设置有控制系统和温度传感器、湿度传感器、ph值检测装置以及其他用于检测生物细胞培育的装置，湿度传感器对进气板1-2上方、进气管1-5中流出的空气湿度进行检测，温度传感器对进气管1-5中流出的空气的温度进行检测，控制系统对连接控温环2-8的电流大小进行控制以及对丝杆螺母3-6的转动进行控制，当需要对培养的生物细胞进行测定时，将箱门打开，将培养箱1-1从箱体1中抽出即可进行测定相关的工作。

换气机构2包括两组风机2-7、两组进风罩2-1、两组灭菌极化箱2-2、除杂箱2-4，每组风机2-7均与箱体1固定，箱体1上位于风机2-7的外侧设置有滤网（图中未画出），每组进风罩2-1均安装在风机2-7上，两组灭菌极化箱2-2的一端分别与两组进风罩2-1的另一端与管道连接，两组灭菌极化箱2-2的另一端均与除杂箱2-4管道连接。

灭菌极化箱2-2中固定有固定环2-21，固定环2-21上方安装有灭菌极化板2-22，灭菌极化板2-22中部位置开设有一组竖直的安装槽，灭菌极化板2-22上位于中部竖直安装槽的外侧还开设有若干组其他的呈弧形的安装槽，每组安装槽内壁上均涂有绝热材料，若干组安装槽中均安装有通气管2-23，中部一组通气管2-23为直的管道，其他位置的通气管2-23均为弧形结构，每组通气管2-23的外侧安装有若干组加热块2-24，每组加热块2-24上均连接有两种不同的第一半导体，若干组第一半导体的另一端与除杂箱2-4连接，其中一种第一半导体与电源电性连接。

通气管2-23的管壁上开设有若干组通孔，若干组电场轴2-25通过通孔安装在通气管2-23中，且电场轴2-25并不与通气管2-23接触，电场轴2-25的两端安装在灭菌极化板2-22上，若干组电场轴2-25分为三大组，每一大组在垂直方向上在横、纵两个方向上分别设置有两个小组的电场轴2-25，横向和纵向的电场轴2-25组成类似滤网的结构，电场轴2-25对通气管2-23中空气的流动进行阻挡，使空气的流动速度变慢。

通气管2-23内部安装有若干组受热块2-26，每组受热块2-26上均安装有两种不同的第二半导体，若干组受热块2-26之间通过第二半导体并联，且若干组第二半导体与若干组电场轴2-25连接。

每组灭菌极化箱2-2上端安装有输送管2-3，每组输送管2-3均包括聚合管2-31，两组聚合管2-31的另一端与除杂箱2-4内部连通，聚合管2-31的内部安装有若干组收拢环2-32，聚合管2-31内部位于每两组收拢环2-32之间开设有扩张槽2-33。

除杂箱2-4内部安装有呈弧形的支撑板2-41，支撑板2-41上开设有若干组通气孔，支撑板2-41的上方安装有呈v型的倒置的除杂板2-42，除杂板2-42的下端开设有若干组通水孔，除杂板2-42内侧安装有两组制冷板2-43，两组制冷板2-43均与若干组第一半导体的另一端电性连接。

除杂箱2-4上对应除杂板2-42的位置开设有排水口2-44，除杂箱2-4上位于排水口2-44的下方开设有排气口2-45，除杂箱2-4外侧对应排水口2-44的位置安装有排水管2-5，除杂箱2-4外侧对应排气口2-45的位置安装有输气管2-6，输气管2-6与补水箱3管道连接，除杂箱2-4内部位于聚合管2-31与支撑板2-41之间安装有隔板。

输气管2-6上安装有控温环2-8，控温环2-8将输气管2-6分为两段，控温环2-8内部从内往外安装有内环板2-82、外环板2-81，控温环2-8与外环板2-81相互配合形成换风空间，控温环2-8外侧连通有外界的管道（图中未画出），此管道用于连通换风空间，内环板2-82的管径大小与输气管2-6的管径大小相同，外环板2-81内侧安装有若干组第一控温块2-83，内环板2-82外侧对应第一控温块2-83的位置安装有若干组第二控温块2-84，若干组第一控温块2-83和若干组第二控温块2-84之间通过两种不同的第三半导体连接，两种不同的第三半导体中的其中一种半导体与电源电性连接。

补水箱3内部左右均设安装有固定板3-2，每组固定板3-2上靠近补水箱3的一侧滑动安装有活动板3-1，固定板3-2与活动板3-1之间密封连接，右侧活动板3-1的上端安装有引流板3-4，右侧活动板3-1上端位于引流板3-4的下方开设有进气槽，引流板3-4、引流板3-4下方的活动板3-1、右侧的固定板3-2及补水箱3四者相互配合在补水箱3内部形成空气流动空间，输气管2-6与空气流动空间连通，引流板3-4的右端与补水箱3滑动连接，引流板3-4的另一端与左侧活动板3-1之间安装有密封层3-5，密封层3-5为橡胶层。

引流板3-4与左侧活动板3-1之间位于密封层3-5的上方安装有两组丝杆螺母3-6，活动板3-1外侧对应丝杆的位置安装有电机（图中未画出），电机与丝杆轴连接，两组丝杆螺母3-6的螺母之间安装有支板，出气管3-7安装在支板的中部，出气管3-7下端与密封层3-5的中部连接，补水箱3上端的中部开设有移动滑槽3-3，出气管3-7的上端位于移动滑槽3-3中，出气管3-7通过波纹管与进气管1-5管道连接。

本发明的工作原理：

风机2-7抽取外界空气并通过进风罩2-1灌输到灭菌极化箱2-2中，空气进入到通气管2-23中，加热块2-24在帕尔贴效应下对通气管2-23进行加热，受热块2-26吸收通气管2-23中的热量并在赛贝克效应下通过第二半导体进行产生电流，使若干组电场轴2-25之间因正电子和负电子的分布而产生电场。

电场轴2-25对空气的流动进行阻挡，同时通气管2-23内部加热使空气膨胀，使空气密度在通气管2-23中变小，使灰尘与细菌之间的距离拉大，当灰尘和细菌流经电场轴2-25时，灰尘被若干组电场极化，同时细菌被电场之间的电流灭杀。

经过灭菌极化箱2-2的空气进入到输送管2-3中，并进入到聚合管2-31中，空气中的灰尘在收拢环2-32和扩张槽2-33的作用下不断汇聚在一起形成灰尘颗粒，并对细菌进行粘连。

热空气通过聚合管2-31进入到除杂箱2-4中，并冲击在除杂板2-42上，制冷板2-43在帕尔贴效应下进行吸热，使除杂箱2-4的温度降低，从而使除杂箱2-4中的温度降低，热空气冲击在低温的除杂板2-42上，热空气中的水分在除杂板2-42上凝结成水，同时灰尘颗粒、细菌等沾在水滴上，随着热空气的不断进入，水滴在除杂板2-42上滑落并流到支撑板2-41的凹槽上，水滴在滑落过程中对灰尘颗粒及细菌进行冲刷，使灰尘颗粒及细菌随着水流进入到排水管2-5中，并排出装置。

除去灰尘和细菌的冷空气通过支撑板2-41进入到输气管2-6中，控温环2-8中的内环板2-82在帕尔贴效应下被加热，控温环2-8对空气进行加热，加热后的空气进入到空气流动空间中，并在引流板3-4的引流下流动到密封层3-5的下方，热空气在密封层3-5的压迫下在水的表面流动，并使水的表面进行蒸发，使热空气得到水分的补充，补充水分的热空气流动到出气管3-7下方时，通过出气管3-7流到进气管1-5中，并在进气管1-5的传输下流到进气板1-2上的上方，热空气通过换气孔进入到培养箱1-1中，为生物细胞的培养提供热量、空气以及水分，培养箱1-1中的空气通过排气管流出装置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。