一种低温生物实验装置的制作方法

本发明属于生物实验设备技术领域，具体涉及一种低温生物实验装置。

背景技术：

近来，低温生物学和低温医学的应用越来越广泛，生物组织和细胞如血液、骨髓、胚胎、皮肤等的低温保存有着十分重要的实际意义。然而，有许多因素影响经冷冻一解冻后生物材料的成活率，其中最重要的因素之一就是冷却速率。不同细胞要求不同的冷却速率，根据一系列不同冷却速率的试验，可以确定某种细胞的最佳冷却条件。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种低温生物实验装置，可预先根据降温速率的要求，确定控制参数，稳定性好，简易、有效和使用方便的控温装置。

本发明采用以下技术方案：

一种低温生物实验装置，包括用于存放热传导介质及被冷却样品的杜瓦瓶，所述杜瓦瓶内设置有温度测量记录模块，所述杜瓦瓶外部设置有液氮液面自动调节器，用于保持杜瓦瓶外液氮的液面高度恒定，所述杜瓦瓶连接有用于抽真空的机械泵，所述机械泵分别连接有真空测量模块和真空调节器。

进一步的，所述杜瓦瓶的内、外壁之间设置有多层绝热材料，通过上端的小管连接所述机械泵用于抽真空。

进一步的，所述杜瓦瓶的内壁和外壁为玻璃钢制成。

进一步的，所述液氮液面自动调节器包括控制器和由隔断分隔成的储液槽和放置槽，所述放置槽内设置有液氮，所述杜瓦瓶设置在所述放置槽内，所述储液槽与放置槽之间通过输液管连接，所述控制器分别与所述储液槽和放置槽连接，用于在所述放置槽内液氮缺少时通过所述储液槽进行补充。

进一步的，所述储液槽内设置有加热电阻，所述加热电阻与所述控制器连接，用于提高所述储液槽内的压力进行补液。

进一步的，所述放置槽内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接，用于检测所述放置槽内的液氮高度。

进一步的，所述真空调节器为微调针形阀，用于控制放气量。

进一步的，所述真空测量模块包括热偶规和数显复合真空仪。

进一步的，所述温度测量记录模块包括铜康铜热电偶，精度为±0.5K。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本装置结构简单，利用漏热法控温采用杜瓦瓶配合机械泵进行抽真空，控制方法新颖、方便，稳定性较好，成本低，能满足一般的生物试验要求。

进一步的，杜瓦瓶做为实验装置，结构简单，保温性能良好，透明，密封度好，采用机械泵进行抽真空处理，成本低廉、经济耐用，由微调针形阀进行真空调节，精确控制真空度。

进一步的，热偶规利用气体分子的热传导现象，可能测量的压力范围在1～300Pa之间，电路简单，价格低廉，数显复合真空仪能够实时显示真空度。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本发明系统结构图；

图2为本发明杜瓦瓶结构图；

图3为本发明液氮液面自动调节器示意图。

其中，1.控制器；2.储液槽；3.输液管；4.压力传感器；5.加热电阻；6.放置槽。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明提供了一种低温生物实验装置，其特征在于：包括用于存放热传导介质及被冷却样品的杜瓦瓶，所述杜瓦瓶内设置有温度测量记录模块，所述杜瓦瓶外部设置有液氮液面自动调节器，用于保持杜瓦瓶外液氮的液面高度恒定，所述杜瓦瓶连接有用于抽真空的机械泵，所述机械泵分别连接有真空测量模块和真空调节器。

液氮液面自动调节器可保持玻璃钢杜瓦瓶外液氮的液面高度恒定，使操作过程稳定。

所述液氮液面自动调节器包括控制器1和由隔断分隔成的储液槽2和放置槽6，所述放置槽6内设置有液氮，所述杜瓦瓶设置在所述放置槽6内，所述储液槽2与放置槽6之间通过输液管3连接，所述控制器1分别与所述储液槽2和放置槽6连接，用于在所述放置槽6内液氮缺少时通过所述储液槽2进行补充。所述储液槽2内设置有加热电阻5，所述加热电阻5与所述控制器1连接，用于提高所述储液槽2内的压力进行补液。所述放置槽6内设置有压力传感器4，所述压力传感器4与所述控制器1连接，用于检测所述放置槽6内的液氮高度。

整个补液过程具体为：当液位低于10cm时，控制器启动补液过程，关上电磁阀，合上加热电阻，加热储液槽内的液氮，使得储液槽内压力升高，开始补液，当补充的液体高于35cm时，停止补液，关断加热电阻，打开电磁阀放气。

真空调节器采用微调针形阀，用来控制放气量，使之与机械泵的抽气量相平衡，使多层绝热空间保持某一要求的真空度。

真空测量模块采用热偶规和数显复合真空仪组成的监测系统，作为调节针形阀开度的依据。

温度测量采用铜一康铜热电偶，经标定后的精度为±0.5K，灵敏度为40×10^-6V/K。

请参阅图2所示，杜瓦瓶内胆存放热传导介质及被冷却的样品，杜瓦瓶外壁由液氮冷却，而内、外壁之间装有多层绝热材料，通过上端的小管进行抽空，调节不同的真空度即可得到不同的漏热量，以控制不同的冷却速率。

假设玻璃钢内壁、外壁以及多层材料不存在纵向温差，即只考虑径向的一维传热。同时假定冷却介质和样品的温度始终均匀一致，这样就可以按集总热容系统处理。冷却介质和样品通过玻璃钢内、外壁和真空多层绝热材料漏散到液氮的热量为其中，R＝R_外+R_内+R_k，R_外为玻璃钢外壁热阻，R_内为玻璃钢内壁热阻，R_k为真空多层绝热层的热阻。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。