一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统

本发明属于气体采样，具体涉及一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统。

背景技术：

1、间接测热法是通过测量氧气消耗量以及二氧化碳产生量来计算能量消耗，从而推算食物中糖类、蛋白质、脂肪三大宏观营养素消耗的占比，是人体能量测定的“金标准”。在实验过程中，需要对实验仓内的氧气和二氧化碳的变化进行精确采集，根据采集结果进行分析计算，现有的气体采样一般是通过单一采样管对仓内气体进行采集然后进行分析。但是在实际操作中，由于空气中二氧化碳比氧气和氮气重，二氧化碳沉积至下层，氧气分布在上层。尤其是实验人员长期待在密闭的实验舱中，二氧化碳累积量上升，氧气消耗量下降，一方面，在无扰动或仅仅实验对象的轻微扰动的情况下，仓内气体明显分层，另一方面，实验仓中气体与实验中气体组成差异越来越大。采用单一采样口，采样结果会存在较大误差，如将出气管置于实验舱顶部，则进入的气体中氧气含量偏高，导致采样结果相对于实际环境中二氧化碳含量偏低，反之，进入检测仪中的二氧化碳含量偏高。本发明提供一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，通过分层采样和多级混匀，保证采集到的气体与仓内气体的实际成分相同，保证实验结果。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

3、一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，设置在人体能量代谢仓的实验仓内，包括混匀装置、采样装置和控制系统，所述混匀装置设置在实验仓的内壁上，所述采样装置设置在实验仓的内壁上，并与气体分析仪连接，所述控制系统与混匀装置和采样装置连接；

4、所述采样装置包括采样管、第一抽气泵、缓冲箱、混匀箱、出气管和第二抽气泵，所述采样装置的气体流通路径由前至后依次为采样管、缓冲箱、混匀箱、出气管和气体分析仪；所述采样管连接在缓冲箱上，所述第一抽气泵设在采样管上，所述采样管间隔设置在实验仓的内壁上，所述采样管的进气口上下分层设置，所述混匀箱设在缓冲箱的后侧，所述混匀箱通过出气管与气体分析仪连接，所述第二抽气泵设在出气管上。

5、进一步地，所述采样管包括第一采样管、第二采样管和第三采样管，所述第一采样管、第二采样管和第三采样管的进气口分别位于实验仓的底部、中部和上部，所述第一采样管、第二采样管和第三采样管的出气口连接在缓冲箱上，所述第一抽气泵设置在第一采样管、第二采样管和第三采样管的出气口部。

6、进一步地，所述混匀装置包括第一混匀器和第二混匀器，所述第一混匀器均匀间隔设置在实验仓的内壁上，所述第二混匀器设置在混匀箱中。

7、进一步地，所述第一混匀器设置在实验仓内壁的上部，并设置有多级模式。

8、进一步地，所述缓冲箱和出气管上设有溢流管，所述溢流管上设有压力阀门。

9、进一步地，所述出气管上设有气体流量计和风速传感器。

10、进一步地，所述混匀箱通过连接气管与缓冲箱连接，所述混匀箱和缓冲箱均为密闭箱。

11、进一步地，所述第一采样管、第二采样管和第三采样管固定连接在实验仓的内壁上。

12、本发明相比现有技术的有益效果为：

13、本发明所述的人体能量代谢仓的气体均匀采样系统中，设置多级混匀装置将实验仓内的气体进行彻底混匀，避免采集到未混匀的气体导致结果偏差较大；设置采样装置对仓内气体进行同时多点位的同时采样，避免单一点位采样导致的偶然误差，同时也避免了仓内气体未混匀导致的采样误差，配合二次混匀操作实现采样的均匀一致，更加接近仓内气体的真实成分，进而保证实验结果的准确。

技术特征：

1.一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，设置在人体能量代谢仓的实验仓内，其特征是，包括混匀装置(1)、采样装置(2)和控制系统，所述混匀装置(1)设置在实验仓的内壁上，所述采样装置(2)设置在实验仓的内壁上，并与气体分析仪连接，所述控制系统与混匀装置(1)和采样装置(2)连接；

2.根据权利要求1所述的一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，其特征是：所述采样管(21)包括第一采样管、第二采样管和第三采样管，所述第一采样管、第二采样管和第三采样管的进气口分别位于实验仓的底部、中部和上部，所述第一采样管、第二采样管和第三采样管的出气口连接在缓冲箱(23)上，所述第一抽气泵(22)设置在第一采样管、第二采样管和第三采样管的出气口部。

3.根据权利要求1所述的一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，其特征是：所述混匀装置(1)包括第一混匀器(11)和第二混匀器(12)，所述第一混匀器(11)均匀间隔设置在实验仓的内壁上，所述第二混匀器(12)设置在混匀箱(24)中。

4.根据权利要求3所述的一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，其特征是：所述第一混匀器(11)设置在实验仓内壁的上部，并设置有多级模式。

5.根据权利要求1所述的一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，其特征是：所述缓冲箱(23)和出气管(25)上设有溢流管，所述溢流管上设有压力阀门。

6.根据权利要求1所述的一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，其特征是：所述出气管(25)上设有气体流量计和风速传感器。

7.根据权利要求1所述的一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，其特征是：所述混匀箱(24)通过连接气管与缓冲箱(23)连接，所述混匀箱(24)和缓冲箱(23)均为密闭箱。

8.根据权利要求2所述的一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，其特征是：所述第一采样管、第二采样管和第三采样管固定连接在实验仓的内壁上。

技术总结
本发明提供了一种人体能量代谢仓的气体均匀采样系统，设置在人体能量代谢仓的实验仓内，包括混匀装置、采样装置和控制系统，所述混匀装置设置在实验仓的内壁上，所述采样装置设置在实验仓的内壁上，并与气体分析仪连接，所述控制系统与混匀装置和采样装置连接。本发明设置多级混匀装置将实验仓内的气体进行彻底混匀，避免采集到未混匀的气体导致结果偏差较大；设置采样装置对仓内气体进行同时多点位的同时采样，避免单一点位采样导致的偶然误差，同时也避免了仓内气体未混匀导致的采样误差，配合二次混匀操作实现采样的均匀一致，更加接近仓内气体的真实成分，进而保证实验结果的准确。

技术研发人员：刘蓉,任发政,何晶晶,李依璇,张炎,王然,方冰,王鹏杰,王希藩,陈冲,张伟博
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15