一种高压细胞培养舱自动控制系统的制作方法

本发明涉及高压细胞培养舱，特别是涉及一种高压细胞培养舱自动控制系统。

背景技术：

1、本单位和大学之前联合设计了一款高压细胞培养舱并申请了专利，申请号为2018115822134，此专利仅通过控制高压气源中二氧化碳浓度即可实现不同压强下舱内的二氧化碳分压控制，并未考虑到舱体内氧浓度的情况是否适用于细胞培养；此专利对舱体内的温度进行了加热，并未考虑到舱体内温度较高需要降温的情况。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种高压细胞培养舱自动控制系统。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

3、本发明提供一种高压细胞培养舱自动控制系统，所述高压细胞培养舱包括舱体和舱门，所述舱体内放置有细胞培养皿，其特点在于，所述系统包括：所述舱体固定连通有加压管路的一端，所述加压管路的另一端外接混合气源，所述加压管路上且位于舱体外部设有加压电动阀，所述舱体固定连通有减压管路的一端，所述减压管路的另一端置于舱体外，所述减压管路上且位于舱体外部设有减压电动阀，所述舱体固定连通有补氧管路的一端，所述补氧管路的另一端外接纯氧气源，所述补氧管路上且位于舱体外部设有补氧电动阀，所述舱体固定连通有补二氧化碳管路的一端，所述补二氧化碳管路的另一端外接纯二氧化碳气源，所述补二氧化碳管路上且位于舱体外部设有补二氧化碳电动阀。

4、所述舱体内且远离舱门的那端固定有热水盘管、制冷剂盘管和风机，所述热水盘管的进热水口穿设舱体并通过第二循环进热水管与循环水泵的出水口连接相通，所述循环水泵的进水口通过第一循环进热水管与水箱的出水口连接相通，所述水箱内设有电加热器，所述第二循环进热水管上设有进热水电动阀，所述热水盘管的回水口穿设舱体并通过循环回水管与水箱的回水口连接相通，所述循环回水管上设有回水电动阀，所述制冷剂盘管的进制冷剂口穿设舱体并通过第二循环进制冷剂管与循环制冷剂泵的出口连接相通，所述循环制冷剂泵的进口通过第一循环进制冷剂管与制冷设备的出口连接相通，所述第二循环进制冷剂管上设有进制冷剂电动阀，所述制冷剂盘管的回制冷剂口穿设舱体并通过循环回制冷剂管与制冷设备的回口连接相通，所述循环回制冷剂管上设有回制冷剂电动阀，所述舱体内设有温度传感器，制冷设备54为现有市售产品。

5、所述舱体固定连通有测压管路的一端，所述测压管路的另一端密封并穿设舱体，所述测压管路上且位于舱体的外部设有测压电动阀和压力传感器，所述舱体固定连通有采样管路的一端，所述采样管路的另一端穿设舱体后通过减压器与气体分析仪连接相通，所述采样管路上且位于舱体的外部设有采样电动阀。

6、所述控制器用于控制压力传感器开启、测压电动阀打开，接收压力传感器检测的舱体内的压力值，判断舱体内的压力值与目标模拟水下深度对应的压力值的关系，在舱体内的压力值低于目标模拟水下深度对应的压力值时控制加压电动阀打开，混合气源中的混合气通过加压管路对舱体内加压直至舱体内的压力值达到目标模拟水下深度对应的压力值，关闭加压电动阀，在舱体内的压力值高于目标模拟水下深度对应的压力值时控制减压电动阀打开，舱体内的混合气通过减压管路排出直至舱体内的压力值达到目标模拟水下深度对应的压力值，关闭减压电动阀。

7、所述控制器用于控制气体分析仪开启、采样电动阀打开，舱体内的气体流经采样管路并经减压器减压后流入气体分析仪，所述气体分析仪用于分析舱体内的气体中氧浓度值和二氧化碳浓度值，所述控制器用于判断氧浓度值是否低于设定氧浓度值，在为是时控制补氧电动阀打开，纯氧气源中的氧气通过补氧管路对舱体内补氧直至舱体内氧气浓度值达到设定氧浓度值，所述控制器用于判断二氧化碳浓度值是否低于设定二氧化碳浓度值，在为是时控制补二氧化碳电动阀打开，纯二氧化碳气源中的二氧化碳通过补二氧化碳管路对舱体内补二氧化碳直至舱体内二氧化碳浓度值达到设定二氧化碳浓度值。

8、所述温度传感器用于检测舱体内的温度并将温度值传输至控制器。

9、所述控制器用于判断温度值是否低于设定温度范围的下限值，在为是时控制电加热器开启，电加热器对水箱内的水进行加热，加热设定时间后控制循环水泵开启、进热水电动阀和回水电动阀打开，循环水泵泵取水箱内的热水，使得水箱内的水依次流经第一循环进热水管、循环水泵和第二循环进热水管后流入热水盘管内与舱体内的空气进行热交换，热交换后的水通过循环回水管流入水箱内，舱体内温度升高直至舱体内温度值达到设定温度范围中的目标温度值，暂停电加热器和循环水泵工作、关闭进热水电动阀和回水电动阀。

10、所述控制器用于判断温度值是否高于设定温度范围的上限值，在为是时控制制冷设备开启，制冷设定时间后控制循环制冷剂泵开启、进制冷剂电动阀和回制冷剂电动阀打开，循环制冷剂泵泵取制冷设备内的制冷剂，使得制冷设备内的制冷剂依次流经第一循环进制冷剂管、循环制冷剂泵和第二循环进制冷剂管后流入制冷剂盘管内与舱体内的空气进行热交换，热交换后的制冷剂通过循环回制冷剂管流入制冷设备内，舱体内温度降低直至舱体内温度值达到设定温度范围中的目标温度值，暂停制冷设备和循环制冷剂泵工作、关闭进制冷剂电动阀和回制冷剂电动阀。

11、本发明的积极进步效果在于：

12、本发明相对于之前申请的专利，本发明设有舱体内压力控制结构及其控制过程，使得舱体内的压力始终保持在目标模拟水下深度对应的压力值。

13、本发明相对于之前申请的专利，不仅考虑了二氧化碳浓度控制，还考虑到了氧浓度控制，本发明设有舱体内氧浓度和二氧化碳浓度控制结构及其控制过程，在舱体内的氧浓度值低时进行补氧，在舱体内的二氧化碳浓度值低时进行补二氧化碳，使得舱体内的氧浓度值和二氧化碳浓度值分别始终保持在设定氧浓度值和设定二氧化碳浓度值。

14、本发明相对于之前申请的专利，不仅考虑了舱体内温度低的情况，还考虑到了舱体内温度高的情况，本发明设有舱体内温度控制结构及其控制过程，在舱体内的温度低时进行加热升温，在舱体内的温度高时进行制冷降温，使得舱体内的温度始终保持在设定温度范围中，且本发明的加热方式(水加热)与之前申请的专利的加热方式(气体加热)不同。

技术特征：

1.一种高压细胞培养舱自动控制系统，所述高压细胞培养舱包括舱体和舱门，所述舱体内放置有细胞培养皿，其特征在于，所述系统包括：所述舱体固定连通有加压管路的一端，所述加压管路的另一端外接混合气源，所述加压管路上且位于舱体外部设有加压电动阀，所述舱体固定连通有减压管路的一端，所述减压管路的另一端置于舱体外，所述减压管路上且位于舱体外部设有减压电动阀，所述舱体固定连通有补氧管路的一端，所述补氧管路的另一端外接纯氧气源，所述补氧管路上且位于舱体外部设有补氧电动阀，所述舱体固定连通有补二氧化碳管路的一端，所述补二氧化碳管路的另一端外接纯二氧化碳气源，所述补二氧化碳管路上且位于舱体外部设有补二氧化碳电动阀；

2.如权利要求1所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述减压器与气体分析仪之间的管路上设有流量计，所述流量计用于检测采样管路经减压器减压后的气体流量。

3.如权利要求1所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述减压器与空气源进行管路连接，管路上设有校准电动阀，所述控制器用于控制校准电动阀打开，空气源中的标准空气通过校准电动阀、减压器后进入气体分析仪，利用标准空气对气体分析仪进行校准。

4.如权利要求1所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括补水箱，所述补水箱位于水箱的正上方，所述补水箱与水箱之间通过补水管路连接相通，所述补水管路上设有补水电动阀，所述水箱内设有液位传感器，所述补水箱的上部设有外接自来水的供水插口；

5.如权利要求1所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述风机位于热水盘管和制冷剂盘管的上方，所述热水盘管和制冷剂盘管错位布设。

6.如权利要求1所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述舱体的底部固定连通有排污管路的一端，所述排污管路的另一端置于舱体外，所述排污管路上设有排污电动阀，所述控制器用于控制排污电动阀打开，舱体内的污水通过排污管路排出。

7.如权利要求6所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述加压管路分别位于舱体内外的部分采用通舱管件连接相通，所述减压管路分别位于舱体内外的部分采用通舱管件连接相通，所述补氧管路分别位于舱体内外的部分采用通舱管件连接相通，所述补二氧化碳管路分别位于舱体内外的部分采用通舱管件连接相通，所述测压管路分别位于舱体内外的部分采用通舱管件连接相通，所述采样管路分别位于舱体内外的部分采用通舱管件连接相通，所述排污管路分别位于舱体内外的部分采用通舱管件连接相通。

8.如权利要求1所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括温度显示仪，所述温度显示仪设置在温度传感器与控制器之间的测温管路上，所述温度显示仪置于舱体外，所述温度显示仪用于显示舱体内的实时温度值。

9.如权利要求1所述的高压细胞培养舱自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括压力表，所述压力表设置在测压管路上，所述压力表置于舱体外，所述压力表用于显示舱体内的实时压力值。

技术总结
本发明公开了一种高压细胞培养舱自动控制系统，系统设有舱体内压力控制结构及其控制过程，使得舱体内的压力始终保持在目标模拟水下深度对应的压力值；系统设有舱体内氧浓度和二氧化碳浓度控制结构及其控制过程，在舱体内的氧浓度值低时进行补氧，在舱体内的二氧化碳浓度值低时进行补二氧化碳，使得舱体内的氧浓度值和二氧化碳浓度值分别始终保持在设定氧浓度值和设定二氧化碳浓度值；系统设有舱体内温度控制结构及其控制过程，在舱体内的温度低时进行加热升温，在舱体内的温度高时进行制冷降温，使得舱体内的温度始终保持在设定温度范围中。

技术研发人员：陈海庭,方以群,俞旭华,张亚楠,文宇坤,董慧婷,符佳音,石晶,罗瑞豪,孙茂旭,王君阳
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军特色医学中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22