CN102405847A - 环境模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境模拟实验装置，包括底座及连接于所述底座的箱体和控制部，所述底座与箱体及控制部的连接处均密封设置，其中：所述底座用于安装所述箱体，且所述底座设有用于空气流入所述箱体的第一进气通道，所述第一进气通道设有密封装置；所述箱体设于所述底座上部，所述箱体的至少一侧壁设有第一排气部，且所述箱体内部设有温度和/或湿度传感器，用于检测所述箱体内的温度和/或湿度；所述控制部连接于所述底座，且所述控制部通过所述底座连接所述温度和/或湿度传感器，所述控制部用于控制所述箱体内的温度和/或湿度。借此，本发明的实验装置功能齐全，能精确的控制实验的环境条件。

Description

环境模拟实验装置

技术领域

本发明涉及实验装置技术，尤其涉及一种环境模拟实验装置。

背景技术

目前，随着科技的进步，人们对各种实验条件要求的越来越高，各种实验装置也因此得到了较快的发展。其中，保温保湿装置是各种环境实验中的主要装置，但现有的大多保温保湿装置精度不够高。且在现阶段，在新生动物的饲养实验领域，初生实验动物特别是啮齿类动物离母体饲养没有一个规范实验器材(恒温保湿装置)，大多数试验单位自制设备，在实际操作时存在设备简陋，功能单一，不能严格控制环境实验条件，新生动物意外死亡率较高，不能与相关实验器材达到良好配合等缺陷和不足。

综上可知，现有的环境实验装置，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种环境模拟实验装置，其功能齐全，可以精确的控制实验的环境条件。

为了实现上述目的，本发明提供一种环境模拟实验装置，包括底座及连接于所述底座的箱体和控制部，所述底座与箱体及控制部的连接处均密封设置，其中：

所述底座用于安装所述箱体，且所述底座设有用于空气流入所述箱体的第一进气通道，所述第一进气通道设有密封装置；

所述箱体设于所述底座上部，所述箱体的至少一侧壁设有第一排气部，且所述箱体内部设有温度和/或湿度传感器，用于检测所述箱体内的温度和/或湿度；

所述控制部连接于所述底座，且所述控制部通过所述底座连接所述温度和/或湿度传感器，所述控制部用于控制所述箱体内的温度和/或湿度。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述底座设有至少一具有气体阀门的第二进气通道，用于特殊气体流通进入所述箱体。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述箱体设有至少一具有气体阀门的第二排气部，用于排除所述箱体内的气体。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述箱体底部设有带孔隔板，所述温度和/或湿度传感器安装于所述带孔隔板上。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述底座内设有支撑架，所述支撑架安装有风扇、雾化装置、制冷装置和加热器，所述风扇、雾化装置、制冷装置和加热器受所述控制部控制。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述箱体的侧壁内部设有过滤板。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述箱体的每个侧壁设有两个第一排气部，所述第一排气部包括密封盖及安装于所述密封盖内侧的排气扇。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述控制部还安装有一输液支架。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述控制部内部设有电源及控制电路，所述控制电路包括：

处理器，所述温度传感器连接于所述处理器，所述湿度传感器通过一模数转换器连接于所述处理器，所述处理器用于根据所述温度和/或湿度传感器的检测数据发送控制命令；

第一控制模块，连接于所述处理器、加热器及制冷装置，用于根据所述处理器的命令控制所述加热器及制冷装置；

第二控制模块，连接于所述处理器、风扇、排气扇及雾化装置，用于根据所述处理器的命令控制所述风扇、排气扇及雾化装置。

根据本发明的环境模拟实验装置，所述控制部还包括：

显示屏，连接于所述处理器，用于显示所述箱体的温度和湿度数据；

操作部，连接于所述处理器，用于设置所述箱体内的温度和湿度。

本发明通过在实验箱体内部设置温度和湿度传感器，外部设有控制部，温度和湿度传感器连接于控制部，借此可以检测箱体内的温度和湿度。同时，箱体底部设有底座，底座内设有与控制部连接的加热器、制冷装置、雾化装置、排气扇和风扇，控制部可根据检测的箱体内的温度和湿度数据对箱体内的加热器、制冷装置、雾化装置、排气扇和风扇进行控制，进而调节箱体内的温度和湿度。借此，本发明可以精确的控制箱体内的温度和湿度。

附图说明

图1是本发明的环境模拟实验装置的正面剖视结构示意图；

图2是本发明的环境模拟实验装置的立体结构示意图；

图3是本发明的环境模拟实验装置的电路结构示意图；

图4是本发明的环境模拟实验装置的控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请先参见图1和图2，本发明提供了一种环境模拟实验装置100，其包括底座10、箱体20和控制部30，箱体20安装于底座10的上部，控制部30连接于底座10的一侧，且底座10与箱体20及控制部30的连接处均密封设置，借此保证箱体20内的环境因素不受外界影响。

底座10和箱体20均为长方体的中空结构，底座10内具有一支撑架11，该支撑架11由立柱及隔板构成，支撑架11底部安装有加热器111、风扇112、制冷装置113及雾化装置114，分别用于改变箱体20内的温度和湿度。同时，底座10的前壁安装有第一进气通道12，该第一进气通道12装有密封装置，在正常状态下，空气从该第一进气通道12进入底座10及箱体20内，实验状态时，可封闭第一进气通道12，使外界空气无法进入底座10及箱体20内。底座10设有至少一第二进气通道13，该第二进气通道13内设有气体阀门，用于实验所需特殊气体的流通进入箱体20，比如氧气、二氧化碳等。

箱体20的两侧壁均安装有第一排气部21，且优选的，每个侧壁设有两个第一排气部21，且侧壁内部设有过滤板40，其设有过滤网。第一排气部21由装设于箱体20的侧壁的密封盖及安装于密封盖内侧的排气扇(图中未示)构成。箱体20的底部设有带孔隔板22，该带孔隔板22上设有温度传感器221和湿度传感器222，分别用于检测箱体20内的温度和湿度。对应的，箱体20的后壁上设有至少一第二排气部23，其装有气体阀门，实际应用中，该第二排气部23可连接外部抽气机，用于排除箱体20内的气体。

控制部30安装有一输液支架50，其内部设有电源及控制电路，结合图3，控制电路具体包括：

处理器31，所述温度传感器221直接连接于处理器31，湿度传感器222则通过一模数转换器32连接于处理器31，借此，温度传感器221和湿度传感器222可将检测数据传送至处理器31进行分析处理，处理器31根据分析和处理结果发送控制指令，控制箱体20内的温度和湿度变化。

第一控制模块33，与处理器31、加热器111和制冷装置113均连接，用于接收处理器31的指令控制加热器111及制冷装置113改变箱体20内的温度。

第二控制模块34，与处理器31、风扇112、第一排气部21处所安装排风扇、和雾化装置114连接，用于接收处理器31的指令控制风扇112、第一排气部21处的排气扇和雾化装置114改变箱体20内的湿度。

显示屏35，连接于所述处理器31，该显示屏35由LED数码管构成，用于显示箱体20内的温度和湿度数据，便于用户直观了解箱体20内的环境状况。

操作部36，连接于所述处理器31，该操作部36可以为按键或旋钮，用户可通过该操作部36设定箱体20内的温度和湿度数据，处理器31根据该设定控制箱体20内的温度和湿度变化。

本发明的一实施例中，环境模拟实验装置100可应用于新生动物饲养实验，箱体20的前壁设有舱门，且箱体20的外形尺寸为50cm*50cm*40cm，第一进气通道12长度为10cm，高度为5cm，其内部开口向上，外部开口配套密封盖，内部填充过滤材料。具体的，在进行常规饲养操作中，底座10内加入高度约2～4cm的纯净水，浸没雾化装置114，不高于第一进气通道12内口和/或第二进气通道13内口，在带孔隔板22上铺设轻薄垫料，在支撑架11上铺设吸水性垫料，连接箱体20及底座10，打开第一进气通道12及密封盖，打开电源，并关闭第二进气通道13和第二排气部23，用户通过操作部36可调节温度及湿度达到试验要求。然后打开箱体20的舱门，将新生动物置于带孔隔板22之上，新生动物产生的尿液等废物落入垫料内，排气扇所产生的抽吸力使空气被动从第一进气通道12进入底座10内，通过风扇112的搅拌作用与热空气混合，透过带孔隔板22到达箱体20内，并由排气扇排出。借此，用户可通过打开舱门进行常规实验操作。

优选的是，由于本发明预设了第二进气通道13和第二排气部23，可以进行其它非常规实验，比如特殊气体实验，窒息实验等，只需在常规实验的基础上关闭第一进气通道12和第一排气部21，并根据需要打开第二进气通道13和第二排气部23。本发明的另一实施例中，第二进气通道13的孔径约为1cm，第二排气部23的孔径约为2cm，借由第二进气通道13，可向底座10内注入特殊气体，且由第二排气部23排出底座10及箱体20内的其它气体，优选的，该第二排气部23外部可装设一抽气机，借此可加快气体的流通，提高效率。

本发明的另一具体实施例，控制部30的电路结构中，处理器31采用80C52单片机，温度传感器221采用DS18B20，湿度传感器222采用1500湿度传感器。具体的，DS18B20温度传感器可以直接将16位数字信号传入单片机，其最小温度分辨率为0.0625摄氏度，1500湿度传感器则传出模拟电压信号，湿度传感器222输出的模拟电压信号通过一个ADC1882集成模数转换器32转换为8位的数字信号。具体应用中，为提升整个装置的实时处理速度，综合考虑到所需精度，温度传感器221采用10位数字信号输出，精度可以达到0.1摄氏度，湿度传感器222采用8位数字信号输出，精度可以到1％。

第一控制模块33和第二控制模块34由继电器构成，第一控制模块33的输出端连接加热器111及制冷装置113，第二控制模块34的输出端连接支撑架11底部的风扇112、第一排气部21处所安装的排风扇和雾化装置114，通过处理器31控制调整输入继电器的脉冲频率可调控加热器111及制冷装置113和搅拌用风扇112、第一排气部21安装的排气扇和雾化装置114开断的目的。采用继电器实现控制，价格低廉，控制精度较好，且温度的控制精度可以达到1摄氏度左右的量级。

显示屏35和操作部36构成用户接口模块，且显示屏35由若干LED数码管构成，用户可通过该显示屏35可了解箱体20内的温度及湿度状况。操作部36可以为旋钮，也可以为按键，用户通过该操作部36可直接设定箱体20内的环境温度和湿度，处理器31可根据设定数据控制箱体20内的温度和湿度变化。借此，本发明可实现在非室温和一般湿度下进行部分实验的目的。

更好的是，环境模拟实验装置100预留有扩展空间，其可以加入其它的外围设备，可以达到同时控制多种环境参数的能力，如气压，氧气浓度以及光照等。

图4是本发明的环境模拟实验装置100的控制流程图，其具体通过如图3所示的控制部的电路结构实现。

步骤S401，温度传感器221和湿度传感器222分别检测箱体20内的温度和湿度状况，并将检测数据发送至处理器31。

步骤S402，处理器31将检测的温度和湿度数据处理后发送至显示屏35显示，用户根据显示数据决定是否进行环境状况调节，如果需要调节，则进入步骤S403，如果无需调节，则返回步骤S401。

步骤S403，处理器31根据用户设定的温度和湿度数据，通过第一控制模块33和第二控制模块34控制改变箱体20内的环境量。

本发明的箱体20、过滤板40及密封盖由透明有机玻璃板制作，底座10与支撑架11由耐热工程塑料制作，控制部30的壳体由铝合金制作，输液支架50由金属构成，各结构的连接处、密封盖、走线孔及舱门等部件均装有橡胶密封圈，借此保证箱体20内的环境状况稳定。

综上所述，本发明通过在实验箱体内部设置温度和湿度传感器，外部设有控制部，温度和湿度传感器连接于控制部，借此可以检测箱体内的温度和湿度。同时，箱体底部设有底座，底座内设有与控制部连接的加热器、制冷装置、雾化装置、排气扇和风扇，控制部可根据检测的箱体内的温度和湿度数据对箱体内的加热器、制冷装置、雾化装置、排气扇和风扇进行控制，进而调节箱体内的温度和湿度。借此，本发明可以精确的控制箱体内的温度和湿度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种环境模拟实验装置，包括底座及连接于所述底座的箱体和控制部，其特征在于，所述底座与箱体及控制部的连接处均密封设置，其中：

所述底座用于安装所述箱体，且所述底座设有用于空气流入所述箱体的第一进气通道，所述第一进气通道设有密封装置；

所述箱体设于所述底座上部，所述箱体的至少一侧壁设有第一排气部，且所述箱体内部设有温度和/或湿度传感器，用于检测所述箱体内的温度和/或湿度；

所述控制部连接于所述底座，且所述控制部通过所述底座连接所述温度和/或湿度传感器，所述控制部用于控制所述箱体内的温度和/或湿度。

2.根据权利要求1所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述底座设有至少一具有气体阀门的第二进气通道，用于特殊气体流通进入所述箱体。

3.根据权利要求2所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述箱体设有至少一具有气体阀门的第二排气部，用于排除所述箱体内的气体。

4.根据权利要求1所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述箱体底部设有带孔隔板，所述温度和/或湿度传感器安装于所述带孔隔板上。

5.根据权利要求1所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述底座内设有支撑架，所述支撑架安装有风扇、加热器、制冷装置及雾化装置，所述风扇、加热器、制冷装置及雾化装置受所述控制部控制。

6.根据权利要求1所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述箱体的侧壁内部设有过滤板。

7.根据权利要求5所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述箱体的每个侧壁设有两个第一排气部，所述第一排气部包括密封盖及安装于所述密封盖内侧的排气扇。

8.根据权利要求1所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述控制部还安装有一输液支架。

9.根据权利要求7所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述控制部内部设有电源及控制电路，所述控制电路包括：

处理器，所述温度传感器连接于所述处理器，所述湿度传感器通过一模数转换器连接于所述处理器，所述处理器用于根据所述温度和/或湿度传感器的检测数据发送控制命令；

第一控制模块，连接于所述处理器及加热器及制冷装置，用于根据所述处理器的命令控制所述加热器及制冷装置；

第二控制模块，连接于所述处理器及风扇，用于根据所述处理器的命令控制所述风扇、排气扇及雾化装置。

10.根据权利要求9所述的环境模拟实验装置，其特征在于，所述控制部还包括：

显示屏，连接于所述处理器，用于显示所述箱体的温度和湿度数据；

操作部，连接于所述处理器，用于设置所述箱体内的温度和湿度。

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