一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，包括实验舱、进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元、舱内环境采集单元、管路降噪单元、进舱气体内环境稳定单元；进舱气体内环境稳定单元用于控制进舱气体的稳定；进舱气体控制单元用于控制进舱气体的湿度和温度；舱内氧气控制单元用于控制舱内的氧气含量；舱内环境采集单元连接传感器，用于采集舱内的环境信息。本发明专利技术有益效果：一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统通过进舱气体温湿度预处理，保持舱内温度、湿度稳定，达到舱内气流稳定和气体均质，维持低压低氧动物模型舱内环境的稳定，保证实验结果的准确性与科学性。果的准确性与科学性。果的准确性与科学性。

【技术实现步骤摘要】
一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统


[0001]本专利技术属于动物实验舱控制领域，尤其是涉及一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统。

技术介绍

[0002]我国低压低氧动物模型舱的研究位于世界前列。随着对缺氧机制研究的不断深入，动物模型舱也就需要更高的性能要求。除高真空度，氧含量精度，气流稳定性外，压力容器舱内环境的稳定性也很重要。
[0003]因为实验动物对于饲养环境有相对严格的要求，所以国家对实验动物的饲养环境制定了相应标准：其中温度为20
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26℃，单日温度变化不超过4℃，相对湿度为40%
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70%。在既往的实验过程中，随着温度变化、湿度变化，在相同海拔、相同实验天数、即使在相同实验条件下，实验动物具有不同的死亡率，因此，维持温湿度的内环境稳定，对于保证实验结果的准确性、科学性具有重要意义。为此，设计了进舱空气预处理的方案，以维持舱内内环境中温度湿度的稳定。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，以解决上述问题中的不足之处。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，包括实验舱、进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元、舱内环境采集单元、进舱气体内环境稳定单元、管路降噪单元、中央控制系统；实验舱包括空心圆柱体的可视观察管和金属封头，金属封头设置在空心圆柱体的可视观察管两侧的开口部位，空心圆柱体的可视观察管的内腔为实验区；进舱气体控制单元用于控制进舱气体的湿度和温度；舱内氧气控制单元用于控制舱内的氧气含量；舱内环境采集单元连接传感器，用于采集舱内的环境信息；进舱气体内环境稳定单元用于保持进舱气流的稳定性与舱内气体的均质性；管路降噪单元用于降低实验舱内的噪音；中央控制系统用于接收舱内环境采集单元传入信号，还用于控制进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元。
[0006]进一步的，舱内环境采集单元与中央控制系统连接，舱内环境采集单元包括温湿度传感器、压力传感器、氧传感器。
[0007]进一步的，进舱气体控制单元与中央控制系统连接，包括温度预处理模块和湿度预处理模块，温度预处理模块连接制冷制热组件，湿度预处理模块包括加湿干燥组件。
[0008]进一步的，舱内氧气控制单元与中央控制系统连接，包括氧气气源、氮气气源、两
个电磁比例阀和供气管路；中央控制系统通过实验舱内氧传感器实测氧含量数据，与预设的相应海拔高度对应实验舱的氧含量的预设值比较，对舱内的氧气含量进行调节。
[0009]进一步的，实验舱还连接有双泵抽真空系统，双泵抽真空系统与中央控制系统连接，通过两个真空泵对实验舱进行抽真空操作，双泵抽真空系统包括第一真空泵和第二真空泵；第一真空泵通过第一管路与实验舱连接，第一管路上还设置有第一电流比例阀；第二真空泵通过第二管路与实验舱连接，第二管路上还设置有第二电流比例阀，第二电流比例阀与第二真空泵之间还设置有减压舱，减压舱内设置有压力传感器。
[0010]进一步的，还包括双泵抽真空系统控制方法，用于控制双泵抽真空系统，A1、打开第一电流比例阀，关闭第二电流比例阀，通过第一真空泵抽气，通过压力传感器实时采集实验舱内的压力；A2、当实验舱内压力达到预设值时，开启第二真空泵，通过第二真空泵对减压舱进行抽真空处理，直至减压舱内的压力与实验舱内的压力一致；A3、打开第二电流比例阀，关闭第一电流比例阀和第一真空泵，通过第二真空泵抽气。
[0011]进一步的，还包括双气路循环系统，双气路循环系统包括进气部和出气部，进气部一端与实验舱连接，另一端与进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元连接；出气部一端与实验舱连接，另一端与双泵抽真空系统连接。
[0012]进一步的，还包括一种舱内气流仿真模型及计算优化方法，用于对实验舱内的气流进行模拟仿真，包括以下步骤：B1、采用三维建模软件对实验舱进行了几何建模；B2、对几何建模后的实验舱进行结构网格划分，并划分了精细的附面层网格；B3、采用雷诺平均N
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S方程，结合一方程S
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A湍流模型，空间离散采用AUSM+格式，时间离散采用LU
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SGS隐士因式分解对舱内流场进行求解。
[0013]相对于现有技术，本专利技术所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统具有以下有益效果：（1）本专利技术所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统通过双泵抽真空系统，高低海拔不同速率抽真空，达到实时高精度真空环境；（2）本专利技术所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统通过实验舱内轮替使用双气体循环气路，优化布局微喇叭型进气和抽气口的位置；（3）本专利技术所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统通过近纺锤形多孔等截面积降噪装置，降低气路和真空泵产生噪声；（4）本专利技术所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统通过进舱气体温湿度预处理，保持舱内温度、湿度稳定，达到舱内气流稳定和气体均质，维持低压低氧动物模型舱内环境的稳定，保证实验结果的准确性与科学性；（5）本专利技术所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统通过自动补氧系统，针对高海拔实验动物的氧消耗，消除舱内过度低氧状态；通过补氮系统，消除降压后实验舱内氧含量升高的问题。
附图说明
[0014]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的低压低氧舱内环境稳定性整体示意图；图2为本专利技术实施例所述的双泵性能曲线图示意图；图3为本专利技术实施例所述的气体均质性实现示意图示意图；图4为本专利技术实施例中通过软件模拟的舱内气流示意图(图4中右上角圈出的部位表示换气不充分)；图5为本专利技术实施例所述的降噪装置示意图。
[0015]附图标记说明：1、进气端；2、降噪材料；3、通气管路；4、出气端；5、双泵抽真空系统；6、双气路循环系统；7、降噪装置；8、进舱气体温湿度预处理系统；9、舱内氧气控制系统。
具体实施方式
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0017]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0018]本专利技术要解决的技术问题在于维持低压低氧舱内环境的稳定，所述低压低氧动物实验舱系统整体由：1个低压低氧动物实验舱、1整套密闭气体管路、1个用于极高海拔前的真空泵、1个用于极高海拔后的真空泵、1个快速减压附属舱、1套中央控制系统、2个压力传感器、1个氧传感器、1个温湿度传感器、4个电磁阀、5个电流比例阀、2个降噪管、1个氧气补充装置、1个氮气补充装置、1个温度预处理装置、1个湿度预处理装置、电子器件之间相连的电线构成。
[0019]外界气体由进气管路依次通过湿度预处理装置、温度预处理装置和自动补氧系统，然后进入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：包括实验舱、进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元、舱内环境采集单元、进舱气体内环境稳定单元、管路降噪单元、中央控制系统；实验舱包括空心圆柱体的可视观察管和金属封头，金属封头设置在空心圆柱体的可视观察管两侧的开口部位，空心圆柱体的可视观察管的内腔为实验区；进舱气体控制单元用于控制进舱气体的湿度和温度；舱内氧气控制单元用于控制舱内的氧气含量；舱内环境采集单元连接传感器，用于采集舱内的环境信息；进舱气体内环境稳定单元用于保持进舱气流的稳定性与舱内气体的均质性；管路降噪单元用于降低实验舱内的噪音；中央控制系统用于接收舱内环境采集单元传入信号，还用于控制进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元。2.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：管路降噪单元为单体管状结构，其内填充有降噪材料。3.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：舱内氧气控制单元与中央控制系统连接，包括氧气气源、氮气气源、两个电磁比例阀和供气管路；中央控制系统通过实验舱内氧传感器实测氧含量数据，与预设的相应海拔高度对应实验舱的氧含量的预设值比较，对舱内的氧气含量进行调节。4.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：进舱气体控制单元与中央控制系统连接，包括温度预处理模块和湿度预处理模块，温度预处理模块连接制冷制热组件，湿度预处理模块包括加湿干燥组件。5.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：舱内环境采集单元与中央控制系统连接，舱内环境采集单元包括温湿度传感器、压力传感器、氧传感器。6.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：进舱气体内环境稳定单元包括双泵抽真空系统与双...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，王建垚，张金霞，
申请(专利权)人：仙人长天津医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：