一种模拟气溶胶发生装置的制作方法

本发明涉及一种模拟气溶胶发生装置，具体涉及一种生物安全柜泄漏检测试验模拟气溶胶发生装置，属于质量检测技术领域。

背景技术：

生物安全柜(biologicalsafetycabin.bsc)是能防止实验操作处理过程中某些含有危险性或者未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱型空气净化负压安全装置。该装置是在操作或检验具有感染性的微生物时，用来保护人员、实验室环境以及外界自然环境、实验样品，避免暴露于上述操作过程中可能产生的气溶胶和溅出物质而设计的装置。原因是操作者肉眼无法看到直径5μm的气溶胶以及直径为5-100μm的微小滴液，所以生物安全柜的泄漏指标是考核其质量的重要指标之一。

生物安全柜分为三级：ⅰ级生物安全柜、ⅱ级生物安全柜和ⅲ级生物安全柜。

ⅰ级生物安全柜有前窗操作口，操作者可通过前窗操作口在安全柜内进行操作。前窗操作口向内吸入的负压气流保护操作人员的安全；排出气流经高效过滤器过滤后排出安全柜保护环境。

ⅱ级生物安全柜有前窗操作口，操作者可通过前窗操作口在安全柜内进行操作，前窗操作口向内吸入的负压气流保护操作人员的安全；经高效过滤器过滤的下降气流用以保护安全柜内实验物品；气流经高效过滤器过滤后排出安全柜以保护环境。

ⅲ级生物安全柜是全封闭、不泄漏结构的通风柜。操作者通过与柜体密闭连接的手套在安全柜内实施操作。下降气流经高效过滤器过滤后进入安全柜用以保护安全柜内实验物品；排出气流经两道高效过滤器或一道高效过滤器过滤再经焚烧处理用于保护环境。

生物安全柜属于高风险设备，为保证工作人员和实验室环境不被污染，对生物安全柜的泄漏控制很有必要。

根据中华人民共和国医药行业标准yy0569-2011《ⅱ级生物安全柜》规定的相关规范，利用碘化钾法进行生物安全柜的泄漏检测。采用碘化钾法测试和衡量生物安全柜的防护能力，可用来测试ⅰ型和ⅱ型前窗开口式生物安全柜。与通常的微生物测试实验不同，碘化钾测试法的优越之处在于它是唯一可以当场验证生物安全柜防护性能的测试方法，可以在较短的时间内提供可靠的检测结果。利用微生物培养的方法需要48个小时的培养时间以检测菌落数时，碘化钾测试法已经在开始后的30分钟内得到可信的检测结果，且使用的碘化钾不会污染实验室环境。

碘化钾法试验中的主要仪器为：

气溶胶发生器由直径38mm，能以28000r/min±500r/min速度旋转的涡流盘和一个将碘化钾溶液喷射到涡流盘上的喷嘴组成，喷嘴末端与涡流盘的间隙调整至0.1mm。

空气采样器：利用向心力原理工作，前部入口的空气流量为100l/min，一只锥形管夹带3%的这种空气。

干扰圆筒：直径60mm～65mm，表明光滑，至少一端封闭，由支架支撑。

皮氏培养皿：直径55mm。

过滤膜：直径25mm，孔径3μm。

碘化钾法试验步骤：

启动安全柜，使其运行至正常操作状态。

使空气采样器吸气，启动涡流盘。等待15秒后，使碘化钾进入涡流盘中部，允许20ml的碘化钾气溶胶化。气溶胶化结束15秒后空气采样器停止吸气。等到抽气泵完全停下来后，移去过滤膜。

将一只采样器上取下的过滤膜放到盛有氯化钯溶液的皮氏培养皿内，暴露在气流中的面朝上。对移去过滤膜的那只采样器进行标记。

过滤膜将在30秒～50秒内被氯化钯饱和，所有碘化钾微粒将变为棕色的可见斑点。将过滤膜放入蒸馏水内浸透3秒～4秒，然后将过滤膜放在清洁的滤纸上干燥。其他空气采样器上取下来的过滤膜也做相同的处理。

这就需要一种设有喷嘴形成的碘化钾滴在涡流盘作用下形成均匀气雾的发生装置，以此来模拟气溶胶测试生物安全柜是否有泄漏，是否受到污染。装置放置在待检测生物安全柜的中间，通过装置设有的一个可调节高度的支架，使得装置设有的涡流盘与生物安全柜前部开口顶沿水平。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种符合标准规范要求的适用于生物安全柜泄漏检测试验的模拟气溶胶发生装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种模拟气溶胶发生装置，包括涡流盘、滴液喷嘴；

所述滴液喷嘴悬置于涡流盘顶部，出液口正对涡流盘；

所述涡流盘由电机驱动转动。

上述滴液喷嘴的液腔呈柱体，底部的出液口呈锥形，顶部的进液口呈宝塔型接头。

上述滴液喷嘴的进液口接带蠕动泵的进液管。

上述所述涡流盘底部、电机轴分别设有带轮，

涡流盘由电机轴通过轮带驱动。

上述的一种模拟气溶胶发生装置，还包括底座和滴液支架；

所述底座设有电机槽和涡流盘槽；

滴液支架的一端固定在底座上，另一端设有容纳滴液喷嘴的通孔，并悬置在涡流盘槽的顶部。

进一步的，上述滴液喷嘴通过紧固螺丝固定在通孔内。

进一步的，还包括升降架；

所述底座以升降架的升降杆为轴，轴固定。

再进一步的，还包括控制电机和蠕动泵的控制装置；所述蠕动泵由控制装置通过步进电机驱动。

上述的一种模拟气溶胶发生装置，适用于生物安全柜泄漏检测试验。

本发明的有益之处在于：

本发明的一种模拟气溶胶发生装置，尤其适用于生物安全柜泄漏检测试验，装置由全金属材质制成，不易损害；其结构简单，组装、拆卸、操作简单方便，模拟气溶胶发生效果好，通过驱动蠕动泵和电机，模拟效果具有一定的可调节性，符合标准规范要求，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明的一种模拟气溶胶发生装置的结构示意图。

图2为本发明的滴液支架的结构示意图；其中：图2（a）为侧视图，图2（b）为俯视图。

图3为本发明的电机传动模块的结构示意图。

附图中标记的含义如下：1、电机，2、大带轮，3、底座，4、升降杆，5、基座，6、蠕动泵，7、轮带，8、小带轮，9、涡流盘，10、滴液喷嘴，11、滴液支架，12、进液口，13、紧固螺丝，14、通孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种适用于生物安全柜泄漏检测试验的模拟气溶胶发生装置，由电机1传动模块、喷嘴滴液模块、支架模块及控制装置组成。

1、电机传动模块

电机传动模块由四个部分组成：双头出轴空心杯微型直流电机1、同步带轮、滚动轴承以及涡流盘9。

其中，双头出轴空心杯微型直流电机1采用maxon纯进口的dcmotor，前出轴直径为3mm，轴长13mm；后出轴直径3mm，轴长15mm；机身直径25mm，长54mm。

同步带轮有三个组成部分：大带轮2、轮带7以及小带轮8。

双头出轴空心杯微型直流电机1的后出轴直接插入大带轮2的轮芯空隙处，并通过ab胶固定。

涡流盘9为一个直径为38mm、厚度0.1mm的超薄金属薄片形成的涡流盘9，通过ab胶固定在一个直径为6mm的t型轴的轴帽上，t型轴的长轴插入滚动轴承和小带轮8的轮芯空隙处，通过ab胶固定。

这样，双头出轴空心杯微型直流电机1带动同步带轮高速传动，通过小带轮8带动固定的涡流盘9模块高速旋转。

2、喷嘴滴液模块

喷嘴滴液模块有两个部分组成：滴液喷嘴10和蠕动泵6进液组件。

滴液喷嘴10的液腔呈柱体状，内径为1.5mm、外径为12.8mm、柱体长度为11.2mm；其顶部的宝塔型接头进液口12的内径为1.5mm、外径为3.5mm、长度为7mm；底部的锥形出液口的椎体长度为5.8mm、椎体滴液口直径为0.6mm。

蠕动泵进液组件为带蠕动泵6的进液管，进液管与宝塔型接头连接，蠕动泵6由步进电机驱动。

3、支架模块

支架模块主要有两个部分组成：滴液支架11、底座3及升降架。

底座3的两端设置电机槽和涡流盘槽，分别容纳双头出轴空心杯微型直流电机1和涡流盘9，及其相应的带轮；电机槽和涡流盘槽之间设有容纳轮带7的带道。

滴液支架11一端有一个内径为13mm的喷嘴安装通孔14，滴液喷嘴10通过贯通通孔14侧壁的紧固螺丝13或ab胶直接固定在通孔14内。滴液支架11另一端有两个支架安装孔，通过螺丝和一个0.1mm的薄垫片安装在底座3的相应处，使得喷嘴安装通孔14悬置在涡流盘9槽的顶部，即滴液喷嘴10悬置在涡流盘9的顶部。

升降架由基座5和升降杆4组成，呈“l”型；升降杆4的外径为15mm，高度为250mm；升降杆4的底部设有一个外径为10mm，长度为13mm的螺柱，使得升降杆4可直接拧进基座5相应的螺孔内。底座3通过开一个内径为15mm安装孔直接安装在调整高度支架升降杆4上，调整到合适的高度，通过一个“t”紧固螺柱固定。

4、控制装置

控制装置负责整个装置的工作，给双头出轴空心杯微型直流电机1供电并驱动蠕动泵6工作。

控制装置控制双头出轴空心杯微型直流电机1的供电，双头出轴空心杯微型直流电机1输出固定的转速，通过同步带轮的速比范围，使得涡流盘9转速控制在28000±500r/min。

控制装置通过控制步进电机步进数来驱动蠕动泵6工作，对蠕动泵6的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体，形成一段一段的“枕”形流体，根据规范要求，本装置控制电路模块驱动蠕动泵6进液的指标为10分钟进液20ml。

使用时：

将电机传动模块安装于支架模块的底座3内；底座3直接套进升降杆4上，并拧紧紧固螺柱固定；

将滴液支架11安装在底座3的对应地方，拧紧螺丝；将蠕动泵6进液组件的进液管与滴液喷嘴10的进液口12连接，装置安装完毕。

开始生物安全柜泄漏检测试验，将安装好的一种生物安全柜泄漏检测试验模拟气溶胶发生装置置于生物安全柜中间，涡流盘9盘心在干扰圆筒上方正对干扰圆筒的中心，涡流盘9的前沿位于生物安全柜前部开口平面之后100mm，调节装置高度至涡流盘9与前部开口顶沿水平。

开启控制电路模块，涡流盘9保持28000±500r/min的转速旋转，蠕动泵6进液管对滴液喷嘴10进行供液；锥形喷嘴滴下的液体通过高速旋转的涡流盘9瞬间完成气雾化过程，达到模拟气溶胶发生的效果，使得试验中碘化钾溶液得以气雾化，充分的分布在生物安全柜中。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。