一種複合式大小鼠試驗模擬艙的製作方法
2023-06-01 11:12:46
專利名稱：一種複合式大小鼠試驗模擬艙的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種試驗動物飼養艙，具體而言是用於模擬常壓間歇性低氧、常壓低氧高二氧化碳、間歇性低氧高二氧化碳、持續高氧、持續低氧的複合式大小鼠試驗模擬艙。
背景技術：
目前醫學上的很多試驗常使用大鼠或小鼠模擬某種疾病環境對其進行研究，因此不同類型的大小鼠試驗模擬艙在醫學領域內出現，主要用於以下幾種疾病的研究I)阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣症候群(OSAHS)特徵性的低氧方式是慢性間歇性低氧，但具體機制尚未闡明，因此動物實驗模型的建立對機制的研究尤為重要。前期建立模型 的實驗裝置有不同類型①往復運動式低氧艙，使動物艙間歇進入低氧環境，可基本模擬反覆缺氧-復氧的病理生理特徵，但對設備要求高，操作複雜；②低壓低氧艙，通過改變氧艙升降速率模擬不同的海拔高度，產生不同的壓力和氧濃度，從而達到低氧-復氧的效果，對設備的要求較高，不能準確反映常壓下缺氧的情況；③低O2高CO2箱，採用單片機技術和反饋原理，自動調節氧艙內O2 XO2濃度，建立低氧和CO2瀦留模型，不能排除CO2在低氧-復
氧機制研究中的幹擾作用；④現
有間歇性低氧艙氣源採用混合氣體，不易獲得；採用氮氣(或低氧混合氣)與空氣交替輸送方式，大容積艙內氧濃度不易快速升高；氣體流量過大出現噪音，並且氣流的流動對動物的生理產生一定的影響，均增加了實驗的幹擾。2)慢性阻塞性肺病(COPD)是呼吸系統的主要疾病，其發病機制尚未完全明確，長期處於缺氧或呼吸障礙引起缺氧和二氧化碳瀦留導致肺動脈高壓是COPD的重要併發症，國內外研究者為研究其病理機制，設計出高山缺氧和常壓缺氧的兩種模型，過去研製的模型自動化程度低，向培養箱灌注氣體、取樣分析氧氣和二氧化碳濃度需手工操作，工作勞動強度大，艙內氣體濃度、溫度、溼度易受動物呼吸、外界氣體幹擾，不易控制；現有的半自動化裝置「低氧高二氧化碳培養艙」，只能測量培養艙內氧氣和二氧化碳的濃度，不能實現各種濃度的自動控制，也不具有數據儲存、處理、生成報告的功能。3)嬰兒猝死症候群(SIDS)是外觀健康的嬰兒突然死亡，國外學者對其病因進行廣泛研究並提出眾多學說，其中嬰兒睡眠姿勢及環境與SIDS的關係是近年來研究重點之一，仰臥位睡姿和被動吸菸導致SIDS的主要病理特點為間歇性低氧高二氧化碳。目前國內SIDS動物模型研究未見報導，國外模型氣源採用混合氣體，要快速達到設定的氣體濃度，氧艙空間不能太大，限制了研究對象的數量，嚴重影響試驗的準確性、可重複性。4)近幾年，隨著圍產醫學的發展和新生兒監護中心的建立，氧療和機械通氣治療手段的提高，越來越多的低胎齡和(或)低出生體重兒得以存活。同時，也出現了高氧的併發症，支氣管肺發育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)和早產兒視網膜病變(ROP)是高氧治療的主要併發症，這已成為圍產醫學的難點與熱點問題，製備高氧肺損傷和高氧視網膜病變的動物模型已成為研究其發病機制與防治措施的關鍵因素之一。[0007]5)低氧性肺動脈高壓(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)是肺源性心臟病發病過程的中心環節，HPH的產生及嚴重程度明顯影響著肺心病的病程及預後，目前認為低氧性肺動脈高壓的發病機制為低氧性肺血管收縮和低氧性肺血管重建，但具體機制尚不清楚，為進一步解釋低氧性肺動脈高壓的發病機制，建立了低氧模型，以往的模型自動化程度低，氣體濃度監測需手工操作，工作勞動強度大，艙內氣體濃度、溫度、溼度易受外界氣體幹擾，不易控制。要應用於上面提到的幾種環境模型中，以往報導的製備動物模型的動物艙存在許多不足，如艙體密封性能較差，對於氧氣濃度的控制採用人工檢測，艙內氧濃度難以保持穩定等，而使模型的製備存在著較多的不足。
發明內容本實用新型為了解決背景技術中所提到的技術問題，提供一種操作簡便、控制精確，可實現間歇性低氧、低氧高二氧化碳、間歇低氧高二氧化碳、持續高氧、持續低氧的複合 式大小鼠試驗模擬艙。為了實現上述的技術目的，本實用新型採用以下技術方案一種複合式大小鼠試驗模擬艙，其特徵在於本裝置包括試驗艙艙體、氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、濃度溼度檢測裝置、單向閥、混合風機、PLC以及上位機，上位機裝有力控組態軟體，所述氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置都輸出連向試驗艙艙體，所述濃度溼度檢測裝置的檢測端與試驗艙艙體內部連接，濃度溼度檢測裝置的信息輸出端連向PLC信息輸入端，PLC的信息輸出端連接上位機，PLC的輸出控制端分別與氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、霧化裝置、混合風機控制連接，所述單向閥安裝在試驗艙艙體上，所述混合風機安裝在試驗艙艙體內。所述氮氣輸入裝置依次由氮氣瓶組、氮氣匯集裝置、氮氣減壓器、氮氣電動閥、氮氣流量調節閥和氮氣消音裝置組成，所述氧氣輸入裝置依次由氧氣瓶組、氧氣匯集裝置、氧氣減壓器、氧氣電動閥、氧氣流量調節閥和氧氣消音裝置組成，所述二氧化碳輸入裝置依次由二氧化碳瓶、二氧化碳減壓器、二氧化碳電動閥、二氧化碳流量調節閥以及二氧化碳消音裝置組成。所述氮氣減壓器和氮氣電動閥之間連出一個氮氣霧化電動閥，所述氧氣減壓器和氧氣電動閥之間連出一個氧氣霧化電動閥，所述氮氣霧化電動閥和氧氣霧化電動閥都依次通過霧化流量調節閥和霧化裝置連向試驗艙艙體，霧化流量調節閥受PLC控制。所述濃度溼度檢測裝置包括氧氣分析儀、二氧化碳分析儀和數字溼度測控儀，氧氣分析儀、二氧化碳分析儀和數字溼度測控儀各自的檢測端與試驗艙艙體內部連接，氧氣分析儀、二氧化碳分析儀和數字溼度測控儀各自的信息輸出端連向PLC信息輸入端，PLC的信息輸出端連向上位機。本實用新型所提供的試驗艙的有益效果為I)根據預先設定好的環境模型需求，則可以通過氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置向試驗艙艙體內通入一定比例的氣體，然後再通過濃度溼度檢測裝置實時監測試驗艙艙體內內氣體的各項數值，再通過上位機的預設程序控制，從而控制氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置的開關。[0017]2)本實用新型採用工業壓縮氮氣、氧氣、二氧化碳，而非混合氣體，來源簡便易得；氣體分別通過各自的匯集裝置交替輸送，使氧艙內氣體的濃度變化迅速，此外氧艙內設有混和風機，將灌充到艙體內的氣體迅速充分混合，可使氣體濃度迅速達到預設的濃度，彌補了大容積艙氧濃度不易快速升高的不足。3)氧艙的底部安裝單向閥，可將多餘氣體排出艙外，而外界氣體無法進入艙內，保持氧艙常壓，降低了壓力增高對設備的要求。4)氧艙內設置消音裝置，降低氣體流速，降低進入試驗艙氣體的聲音，可有效減少噪音對動物的影響；設有動物試驗對照艙，模擬試驗中氣流對動物的幹擾，使試驗設計更嚴謹。5)霧化裝置將乾燥氣體溼化，提供一更舒適的溼度環境，霧化裝置溼化效果優於常用的溼化瓶。
圖I是本實用新型結構原理圖。
具體實施方式
參見圖1，一種複合式大小鼠試驗模擬艙，包括試驗艙艙體I、氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、濃度溼度檢測裝置、單向閥2、混合風機3、PLC以及上位機，上位機安裝有力控組態軟體，氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、霧化裝置和二氧化碳輸入裝置都輸出連向試驗艙艙體1，濃度溼度檢測裝置的檢測端與試驗艙艙體內部連接，濃度溼度檢測裝置的信息輸出端連向PLC信息輸入端，PLC的信息輸出端連接上位機，PLC的輸出控制端分別與氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、霧化裝置、混合風機控制連接，單向閥2安裝在試驗艙艙體I上，混合風機3安裝在試驗艙艙體內，氮氣輸入裝置依次由氮氣瓶組4、氮氣匯集裝置5、氮氣減壓器6、氮氣電動閥7、氮氣流量調節閥8和氮氣消音裝置9組成，氧氣輸入裝置依次由氧氣瓶組10、氧氣匯集裝置11、氧氣減壓器12、氧氣電動閥13、氧氣流量調節閥14和氧氣消音裝置15組成，二氧化碳輸入裝置依次由二氧化碳瓶16、二氧化碳減壓器17、二氧化碳電動閥18、二氧化碳流量調節閥19以及二氧化碳消音裝置20組成，氮氣減壓器6和氮氣電動閥7之間連出一個氮氣霧化電動閥21，氧氣減壓器12和氧氣電動閥13之間連出一個氧氣霧化電動閥22，氮氣霧化電動閥21和氧氣霧化電動閥22都依次通過霧化流量調節閥23和霧化裝置24連向試驗艙艙體1，霧化流量調節閥23受PLC控制，濃度溼度檢測裝置包括氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26和數字溼度測控儀27，氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26和數字溼度測控儀27各自的檢測端與試驗艙艙體內部連接，氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26和數字溼度測控儀27各自的信息輸出端連向PLC，PLC的信息輸出端連向上位機，試驗艙艙體I連接有一個溫度檢測儀28。為了進一步說明上面提到的技術方案，如下舉出實施例實施例II)本裝置包括試驗艙艙體I、氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、霧化裝置、二氧化碳輸入裝置、濃度溼度檢測裝置、單向閥2、混合風機3，PLC以及上位機，氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、霧化裝置和二氧化碳輸入裝置都輸出連向試驗艙艙體I，濃度溼度檢測裝置的檢測端與試驗艙艙體I內部連接，濃度溼度檢測裝置的信息輸出端連向PLC信息輸入端，PLC的信息輸出端連接上位機，混合風機3的作用為加快艙內氣體的混合速度，上位機可採用PC機，PLC採用西門子S7-200系列PLC作為採集、控制部件，力控組態軟體安裝在上位機提供友好人機對話界面，電腦控制系統可以根據實驗需要設定控制程序，控制程序按照預定試驗方案分別控制氧氣電動閥13、氮氣電動閥7、二氧化碳電動閥18的開關，將氮氣、氧氣、二氧化碳按一定比例充灌到相對密閉的模擬艙內，然後經上述三種氣體分析儀，測量試驗艙內氧氣濃度，把信號反饋給電腦控制系統，整個過程自動控制、自動監測，操作簡單，控制精確。電腦控制系統中程序設計具有人性化的特點，科研人員根據實驗需要隨時更改試驗條件，可同時設置多個程序，模擬多種模式，這種多試驗模式節省了實驗設備的重複投資。PLC的輸出控制端分別與氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、霧化裝置、混合風機3控制連接，PLC根據採集的測量裝置測量的數據和上位機輸入的參數進行運算來控制電動球閥，並把採集的測量裝置測量的數據上傳給上位機，上位機的作用為友好人機對話界面，給PLC輸入設計的參數，並接收PLC採集的測量裝置測量的參數，顯示給用戶並保存。單向閥2安裝在試驗艙艙體的底部，可將多餘氣體排出艙外，而外界氣體無法進入艙內，保持氧艙常壓，降低了壓力增高對設備的要求。氮氣輸入裝置依次由氮氣瓶組4、氮氣匯集裝置5、氮氣減壓器6、氮氣電動閥7、氮氣流量調節閥8和氮氣消音裝置9組成，氧氣輸入裝 置依次由氧氣瓶組10、氧氣匯集裝置11、氧氣減壓器12、氧氣電動閥13、氧氣流量調節閥14和氧氣消音裝置15組成，二氧化碳輸入裝置依次由二氧化碳瓶16、二氧化碳減壓器17、二氧化碳電動閥18、二氧化碳流量調節閥19以及二氧化碳消音裝置20組成。本實用新型的氮氣瓶組、氧氣瓶組和二氧化碳瓶組都是分別採用工業壓縮氮氣、氧氣、二氧化碳，而非混合氣體，來源簡便易得；氣體分別通過各自的匯集裝置交替輸送，使氧艙內氣體的濃度變化迅速，此外氧艙內設有混和風機，將灌充到艙體內的氣體迅速充分混合，可使氣體濃度迅速達到預設的濃度，彌補了大容積艙氧濃度不易快速升高的不足，氮氣匯集裝置、氧氣匯集裝置和二氧化碳匯集裝置都是採用匯流排的結構，消音裝置採用消音器，降低氣體流速，降低進入試驗艙氣體的聲音，可有效減少噪音對動物的影響。氮氣減壓器和氮氣電動閥之間連出氮氣霧化電動閥，氧氣減壓器和氧氣電動閥之間連出氧氣霧化電動閥，氮氣霧化電動閥和氧氣霧化電動閥都依次通過霧化流量調節閥和霧化裝置連向試驗艙艙體，霧化裝置採用霧化器，可將將乾燥的氣體溼化，濃度溼度檢測裝置包括氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26和數字溼度測控儀27，氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26和數字溼度測控儀27各自的檢測端與試驗艙艙體I內部連接，氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26和數字溼度測控儀27各自的信息輸出端連向上位機。另外本實用新型艙體一側設有有機玻璃視窗，有利於觀察氧艙中動物的活動情況，視窗中部有兩個密封手套操作孔，便於在不改變艙內氣體濃度情況下進行一些操作。本實用新型所提供的試驗艙的有益效果為2)根據預先設定好的環境模型需求，則可以通過氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置向試驗艙艙體內通入一定比例的氣體，然後再通過濃度溼度檢測裝置實時監測試驗艙艙體內內氣體的各項數值，再通過上位機的預設程序控制，從而控制氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置的開關。3)本實用新型採用工業壓縮氮氣、氧氣、二氧化碳，而非混合氣體，來源簡便易得；氣體分別通過各自的匯集裝置交替輸送，使氧艙內氣體的濃度變化迅速，此外氧艙內設有混和風機，將灌充到艙體內的氣體迅速充分混合，可使氣體濃度迅速達到預設的濃度，彌補了大容積艙氧濃度不易快速升高的不足。4)氧艙的底部安裝單向閥2，可將多餘氣體排出艙外，而外界氣體無法進入艙內，保持氧艙常壓，降低了壓力增高對設備的要求。5)氧艙內設置消音裝置，降低氣體流速，降低進入試驗艙氣體的聲音，可有效減少噪音對動物的影響；設有動物試驗對照艙，模擬試驗中氣流對動物的幹擾，使試驗設計更嚴謹。本實用新型還提供了一種複合式大小鼠試驗模擬艙的控制方法步驟1，步驟I，試驗艙艙體內常壓常氧時，關閉試驗艙艙體，啟動上位機，上位機啟動PLC，PLC根據預選模式同時或者不同順序一定間隔時間或者根據試驗艙艙體內氣體 比值情況開啟氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置，氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置分別向試驗艙艙體輸入氮氣、氧氣和二氧化碳，單向閥由於多餘氣體的微壓差而自動開啟；步驟2，部分輸入的氮氣和氧氣還需要通過帶流量調節閥的霧化裝置，將乾燥的氣體溼化，以保證試驗艙艙體內的氣體有一定的溼度；步驟3，通過濃度溼度檢測裝置檢測試驗艙艙體的氣體溼度、氧氣濃度以及二氧化碳濃度，根據步驟I中的預選模型所需，當試驗艙艙體內的氧氣濃度和二氧化碳濃度達到所需比值後，分別關閉氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置。對於步驟I的進一步限定如下I)步驟I中的預選模型為間歇性低氧模式時，先開啟氮氣輸入裝置，向試驗艙艙體輸入氮氣，當試驗艙艙體內氧氣濃度降低到10%時，關閉氮氣輸入裝置，同時單向閥自動關閉，然後經過30秒後，開啟氧氣輸入裝置，向試驗艙艙體輸入氧氣，當氧氣濃度升高到20%-22%時，關閉氧氣輸入裝置，同時單向閥自動關閉，步驟2中的溼度值為50±10%。2)步驟I中的預選模型為慢性低氧、高二氧化碳模式時，先開啟氮氣輸入裝置，當試驗艙艙體內氧氣濃度降低到10%時，關閉氮氣輸入裝置，同時單向閥自動關閉，此後如果氧氣濃度升高，再次開啟氮氣輸入裝置，使氧氣濃度降低到10% ;如果氧氣濃度降低，則開啟氧氣輸入裝置，使氧氣濃度升高到10%,在開啟氮氣輸入裝置的同時，開啟二氧化碳輸入裝置，當二氧化碳濃度升高到5%-6%時，關閉二氧化碳輸入裝置，當二氧化碳濃度低於5%時，再次開啟二氧化碳輸入裝置，保證二氧化碳濃度。3)步驟I中的預選模型為間歇性低氧高二氧化碳模式時，先同時開啟氮氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置，當氧氣濃度降到8%，關閉氮氣輸入裝置，當二氧化碳濃度升高到7%，關閉二氧化碳輸入裝置，當氮氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置都關閉後，單向閥自動關閉，進氣過程中步驟2中的氣體溼度保持在50±10%，然後經過5分48秒後，再同時開啟氮氣輸入裝置和氧氣輸入裝置，當氧氣濃度升高到21%，二氧化碳濃度低於O. 4%時，關閉氧氣輸入裝置和氮氣輸入裝置，再經過5分48秒，重複上述整個過程。4)步驟I中的預選模型為持續高氧模式時，開啟氧氣輸入裝置，當試驗艙艙體內氧氣濃度升高到75±2%時，關閉氧氣輸入裝置，當試驗艙艙體內氧氣濃度低於73%時，再次開啟氧氣輸入裝置，使得試驗艙艙體內氧氣濃度保持在75±2%範圍內。[0040]5)步驟I中的預選模型為持續低氧模式時，開啟氮氣輸入裝置，當試驗艙艙體內氧氣濃度降低到10%以下時，關閉氮氣輸入裝置，當試驗艙艙體內氧氣濃度高於10%時，再次開啟氮氣輸入裝置，使得試驗艙艙體內氧氣濃度低於10%,另外在試驗艙艙體內放置鹼石灰用於吸附CO2，使得二氧化碳的濃度始終低於O. 01%。對於上述的1-5點集合設備，可如下舉例實施例I原始狀態為常壓常氧，開啟試驗程序，氮氣瓶4內的高壓氮氣經過氮氣匯集裝置5匯總後並作初步壓力調節，輸入到氮氣減壓器6，氮氣壓力再一次調節到O. 3KPa，程序控制氮氣電動閥7開啟，氮氣流經氮氣流量調節閥8、氮氣消音裝置9進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度降低到10%左右，歷時30s，氮氣電動閥關閉，停止向試驗艙艙體I灌注氮氣。灌注氮氣期間，單向閥2自動開啟將試驗艙內多餘氣體排除艙外，保持艙內常壓，同時電腦控制系統開啟氮氣霧化電動閥21，將氮氣通過霧化流量調節閥23、霧化裝置24霧化，以保證試驗艙內進氮氣期間溼度在50± 10%，停 止供氮氣後單向閥2自動關閉，保證艙外氣體不會回流到艙內，影響設備性能以及試驗結果，同時氮氣霧化電動閥21也關閉。再經過30s後，程序控制氧氣電動閥13開啟，將氧氣瓶10內高壓氧氣經過氧氣匯集裝置11匯總後並作初步壓力調節，輸入到氧氣減壓器12，壓力再一次調節到O. 3KPa後經氧氣流量調節閥14、氧氣消音裝置15進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度升高到21%左右，歷時12s，氧氣電動閥13關閉，停止向試驗艙艙體I灌注氧氣。灌注氧氣期間單向閥2自動開啟將試驗艙內多餘氣體排除艙外，保持艙內常壓，同時電腦控制系統開啟氧氣霧化電動閥22，將氧氣通過霧化流量調節閥23、霧化裝置24霧化，以保證進氧氣期間試驗艙內溼度在50± 10%，停止供氧氣後單向閥2自動關閉，保證艙外氣體不會回流到艙內，影響設備性能以及試驗結果，同時氧氣霧化電動閥22也關閉，再經過18s後，開始循環整個過程。試驗艙艙體I內放置鹼石灰吸附CO2,使CO2濃度始終〈O. 01%。期間氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26、數字溼度測控儀27時刻監控艙內氧濃度、二氧化碳濃度、溼度，把信號反饋給上位機，並保存在電腦中。這個模式模擬了中重度OSAHS，可以通過更改試驗參數實現其他濃度、時間間隔的間歇低氧模式。實施例2原始狀態為常壓常氧，開啟試驗程序，氮氣瓶4內的高壓氮氣經過氮氣匯集裝置5匯總後並作初步壓力調節，輸入到氮氣減壓器6，氮氣壓力再一次調節到O. 3KPa，程序控制氮氣電動閥7開啟，氮氣流經氮氣流量調節閥8、氮氣消音裝置9進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度降低到10%左右，歷時30s，氮氣電動閥關閉，停止向試驗艙艙體I灌注氮氣，灌注氮氣期間，期間單向閥2自動開啟將試驗艙內多餘氣體排出艙外，保持艙內常壓，保持艙內常壓，此時如果氧濃度升高，程序控制氮氣電動閥7開啟，重複上述動作，如果氧濃度降低程序控制氧氣電動閥13開啟，將氧氣瓶10內高壓氧氣經過氧氣匯集裝置11匯總後並作初步壓力調節，輸入到氧氣減壓器12，壓力再一次調節到O. 3KPa後經氧氣流量調節閥14、氧氣消音裝置15進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度升高到10%左右。[0048]在開啟氮氣瓶的同時，二氧化碳瓶16內的高壓二氧化碳經過二氧化碳減壓器17，二氧化碳壓力再一次調節到O. 3KPa，程序控制二氧化碳電動閥18開啟，二氧化碳流經二氧化碳流量調節閥19、二氧化碳消音裝置20進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，二氧化碳濃度升高到5% 6%，關閉二氧化碳電動閥18，二氧化碳濃度如有變化，程序自動控制二氧化碳電動閥18調整。期間氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26、數字溼度測控儀27時刻監控艙內氧濃度、二氧化碳濃度、溼度，把信號反饋給上位機，並保存在電腦中。實施例3原始狀態為常壓常氧，開啟試驗程序，氮氣瓶4內的高壓氮氣經過氮氣匯集裝置5匯總後並作初步壓力調節，輸入到氮氣減壓器6，氮氣壓力再一次調節到O. 3KPa，程序控制氮氣電動閥7開啟，氮氣流經氮氣流量調節閥8、氮氣消音裝置9進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度降低到8%左右，歷時30s，氮氣電動閥關閉，停止向試驗艙艙體I灌注氮氣，灌注氮氣期間，期間單向閥2自動開啟將 試驗艙內多餘氣體排除艙外，保持艙內常壓自動開啟將試驗艙內多餘氣體排除艙外，保持艙內常壓，同時電腦控制系統開啟氮氣霧化電動閥21，將氮氣通過霧化流量調節閥23、霧化裝置24霧化，以保證試驗艙內進氮氣期間溼度在50±10%，停止供氮氣後，單向閥2自動關閉，保證艙外氣體不會回流到艙內，影響設備性能以及試驗結果，同時氮氣霧化電動閥21也關閉，在開啟氮氣輸入裝置的同時二氧化碳瓶16內的高壓二氧化碳經過二氧化碳減壓器17，二氧化碳壓力調節到O. 3KPa，程序控制二氧化碳電動閥18開啟，二氧化碳流經二氧化碳流量調節閥19、二氧化碳消音裝置20進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，二氧化碳濃度升高到7%，歷時30s，關閉二氧化碳電動閥。經過5min30s後，程序控制氧氣電動閥13、氮氣電動閥7同時開啟，將氧氣瓶10內高壓氧氣、氮氣瓶4內高壓氮氣、分別經過氧氣匯集裝置11、氮氣匯集裝置5匯總後並作初步壓力調節，輸入到減壓器，壓力再一次調節到O. 3KPa後經流量調節閥、消音裝置進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度升高到21%左右，氮氣濃度達79%左右，二氧化碳濃度低於O. 4%，歷時12s，氧氣電動閥4關閉，氮氣電動閥7關閉，停止向試驗艙艙體I灌注氧氣，使二氧化碳濃度保持低於O. 4%，再經過5min48s後，開始循環整個過程。期間氧氣分析儀28、二氧化碳分析儀7、數字溼度測控儀19時刻監控艙內氧濃度、二氧化碳濃度、溼度，把信號反饋給上位機，並保存在電腦中。實施例4原始狀態為常壓常氧，程序控制氧氣電動閥13開啟，將氧氣瓶10內高壓氧氣經過氧氣匯集裝置11匯總後並作初步壓力調節，輸入到氧氣減壓器12，壓力再一次調節到
O.3KPa後經氧氣流量調節閥14、氧氣消音裝置15進入試驗艙艙體1，期間先將氧氣流量調至5L/min，使氧氣迅速充滿氧箱，氧濃度達70%後將流量降至lL/min，使濃度緩慢上升至75%，氧氣電動閥13關閉，再調低流量至0.5 L/min左右通過電腦控制系統控制氧氣電動閥13維持氧濃度穩定在75±2%範圍內，期間氧氣分析儀25時刻監控艙內氧濃度，把信號反饋給上位機，並保存在電腦中。二氧化碳分析儀26時刻監控艙內二氧化碳濃度，把信號反饋給上位機，並保存在電腦中。數字溼度測控儀27測量試驗艙內溼度，把信號反饋給上位機，並保存在電腦中。實施例5原始狀態為常壓常氧，開啟試驗程序，氮氣瓶10內的高壓氮氣經過氮氣匯集裝置5匯總後並作初步壓力調節，輸入到氮氣減壓器6，氮氣壓力再一次調節到O. 3KPa，程序控制氮氣電動閥7開啟，氮氣流經氮氣流量調節閥8、氮氣消音裝置9進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度降低到10%左右，歷時30s，氮氣電動閥關閉，停止向試驗艙艙體I灌注氮氣，灌注氮氣期間，期間單向閥2自動開啟將試驗艙內多餘氣體排出艙外，保持艙內常壓，此時如果氧濃度升高，程序控制氮氣電動閥7開啟，重複上述動作，如果氧濃度降低程序控制氧氣電動閥13開啟，將氧氣瓶10內高壓氧氣經過氧氣匯集裝置11匯總後並作初步壓力調節，輸入到氧氣減壓器12，壓力再一次調節到O. 3KPa後經氧氣流量調節閥14、氧氣消音裝置15進入試驗艙艙體1，同時開啟混和風機3，將灌充到試驗艙內的氣體快速充分混合，氧濃度升高到10%左右。試驗艙艙體I內 放置鹼石灰吸附CO2,使CO2濃度始終〈O. 01%。期間氧氣分析儀25、二氧化碳分析儀26、數字溼度測控儀27時刻監控艙內氧濃度、二氧化碳濃度、溼度，把信號反饋給上位機，並保存在電腦中。本實用新型所提供試驗艙的控制方法的有益效果為能夠為上面提到的5種模型提供相對應的控制方法，且控制精確、能夠保證氧氣和二氧化碳濃度保持穩定，提高整個試驗過程數據的精準性，對實驗過程參數變化實時記錄保存便於日後查看引用。
權利要求1.一種複合式大小鼠試驗模擬艙，其特徵在於本裝置包括試驗艙艙體(I)、氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、濃度溼度檢測裝置、霧化裝置、單向閥(2)、混合風機(3)、PLC以及上位機，所述氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置都輸出連向試驗艙艙體(I )，所述濃度溼度檢測裝置的檢測端與試驗艙艙體內部連接，濃度溼度檢測裝置的信息輸出端連向PLC信息輸入端，PLC的信息輸出端連接上位機，PLC的輸出控制端分別與氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、霧化裝置、混合風機控制連接，所述單向閥(2 )安裝在試驗艙艙體(I)上，所述混合風機(3 )安裝在試驗艙艙體內。
2.根據權利要求I所述的一種複合式大小鼠試驗模擬艙，其特徵在於所述氮氣輸入裝置依次由氮氣瓶組(4)、氮氣匯集裝置(5)、氮氣減壓器(6)、氮氣電動閥(7)、氮氣流量調節閥(8)和氮氣消音裝置(9)組成，所述氧氣輸入裝置依次由氧氣瓶組(10)、氧氣匯集裝置(11)、氧氣減壓器(12)、氧氣電動閥(13)、氧氣流量調節閥(14)和氧氣消音裝置(15)組成，所述二氧化碳輸入裝置依次由二氧化碳瓶(16)、二氧化碳減壓器(17)、二氧化碳電動閥(18)、二氧化碳流量調節閥(19)以及二氧化碳消音裝置(20)組成。
3.根據權利要求2所述的一種複合式大小鼠試驗模擬艙，其特徵在於所述氮氣減壓器(6)和氮氣電動閥(7)之間連出一個氮氣霧化電動閥(21)，所述氧氣減壓器(12)和氧氣電動閥(13)之間連出一個氧氣霧化電動閥(22),所述氮氣霧化電動閥(21)和氧氣霧化電動閥(22 )都依次通過霧化流量調節閥(23 )和霧化裝置(24)連向試驗艙艙體(I)，霧化流量調節閥(23)受PLC控制。
4.根據權利要求I或2所述的一種複合式大小鼠試驗模擬艙，其特徵在於所述濃度溼度檢測裝置包括氧氣分析儀(25)、二氧化碳分析儀(26)和數字溼度測控儀(27)，氧氣分析儀(25)、二氧化碳分析儀(26)和數字溼度測控儀(27)各自的檢測端與試驗艙艙體內部連接，氧氣分析儀(25)、二氧化碳分析儀(26)和數字溼度測控儀(27)各自的信息輸出端連向PLC信息輸入端，PLC的信息輸出端連向上位機。
專利摘要本實用新型提供了一種複合式大小鼠試驗模擬艙，其特徵在於本裝置包括試驗艙艙體、氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置、濃度溼度檢測裝置、單向閥、混合風機、PLC以及上位機，上位機裝有力控組態軟體，所述氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置都輸出連向試驗艙艙體，根據預先設定好的環境模型需求，則可以通過氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置、二氧化碳輸入裝置向試驗艙艙體內通入一定比例的氣體，然後再通過濃度溼度檢測裝置實時監測試驗艙艙體內內氣體的各項數值，再通過上位機的預設程序控制，從而控制氮氣輸入裝置、氧氣輸入裝置和二氧化碳輸入裝置的開關。
文檔編號A61D7/00GK202554162SQ2012202316
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者蔡曉紅, 王華銳, 李秀翠, 王小同, 梁冬施, 溫正旺, 吳穎 申請人:溫州醫學院附屬第二醫院