CN103868041B - 一种动物实验专用led照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动物实验专用LED照明装置，包括:LED照明系统、动物被毛及灰尘收集系统和智能控制系统；动物被毛及灰尘收集系统与LED照明系统连接，智能控制系统与LED照明系统、动物被毛及灰尘收集系统分别连接；动物被毛及灰尘收集系统包括：电机、风轮、上盖、导风罩、空气滤芯、下罩、空气滤芯固定螺杆、上盖出风口和HEPA过滤袋；空气中的动物被毛和大颗粒灰尘被空气滤芯过滤并收集，空气中的小颗粒灰尘被HEPA过滤袋过滤并收集。本发明设计合理，维护简单，可为动物实验提供高效低能、照度均匀、光质好的照明系统；同时可有效净化空气，改善工作环境，明显提高仪器设备的稳定性和使用寿命。

Description

一种动物实验专用LED照明装置

技术领域

本发明涉及一种LED照明装置，尤其涉及一种动物实验专用LED照明装置。

背景技术

无影灯是为手术部位照明的重要设备，要求能以最佳效果观察处于切口和体腔中不同深度的小的、对比度低的物体。由于动物实验的特殊性，动物实验用无影灯在“无影”要求以外，还需要光照度均匀、光质好，能够很好地区分血液与其他组织、脏器的色差。

另外，在动物实验中，由于实验动物被毛会影响实验操作和结果观察，需要去除或剪短动物被毛，但剪下的被毛很难彻底清除，残余被毛会在实验室内四处漂浮。漂浮的被毛易被实验人员吸入体内，严重影响实验者的健康。同时被毛也很容易被实验室内的计算机等仪器设备吸入，堆积在散热器、电源进气孔等部件上，严重影响仪器设备的稳定性和使用寿命。

由于无影灯通常位于手术部位上方1m以内，是收集滤除实验动物被毛，避免其四处漂浮的的最佳位置，而目前对于动物实验用LED照明装置，在除尘方面的研究并不多见，因此研究一种高效低能的、能够自动收集环境中漂浮被毛的动物实验专用LED照明装置意义重大。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种动物实验专用LED照明装置。该装置在满足动物实验照明的前提下，还能收集环境中漂浮的被毛，净化空气，改善实验环境，提高实验仪器的稳定性和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种动物实验专用LED照明装置，包括:LED照明系统、动物被毛及灰尘收集系统和智能控制系统；动物被毛及灰尘收集系统与LED照明系统连接，智能控制系统与LED照明系统、动物被毛及灰尘收集系统分别连接；

所述动物被毛及灰尘收集系统包括:用于产生负压的抽吸装置，所述抽吸装置将外界空气吸入动物被毛及灰尘收集系统，外界空气依次经过空气滤芯和过滤袋过滤后重新排入外界大气中。

所述动物被毛及灰尘收集系统包括：电机、风轮、上盖、导风罩、空气滤芯、下罩、空气滤芯固定螺杆、上盖出风口和HEPA过滤袋；

所述电机固定在上盖上，风轮固定在电机动力输出轴上；所述下罩的上端与上盖密封连接、下端设置进风口，在进风口处依次设置空气滤芯和导风罩，空气滤芯通过空气滤芯固定螺杆固定在导风罩上；所述上盖左右两端分别设置出风口，在出风口处分别固定HEPA过滤袋；

空气中的动物被毛和大颗粒灰尘被空气滤芯过滤并收集，空气中的小颗粒灰尘被HEPA过滤袋过滤并收集。

所述LED照明系统包括：4个灯杆的一端分别固定在动物被毛及灰尘收集系统上盖上、另一端分别通过LED灯体球头与LED灯体连接；LED灯体的方向可通过LED灯体球头调节。

所述智能控制系统包括：单片机以及与单片机连接的温度传感器、压力传感器、电流传感器、报警模块、输入单元和显示单元；

温度传感器用于测量电机的工作温度，压力传感器用于测量HEPA过滤袋内的风压，电流传感器用于测量电机的工作电流信号。

所述下罩上端通过快装螺丝一和“O”型密封圈与上盖密封连接，下罩可拆卸。

所述空气滤芯通过空气滤芯固定螺杆和快装螺丝二固定在导风罩上，空气滤芯可拆卸。

所述HEPA过滤袋通过HEPA过滤袋喉箍固定在上盖出风口处，HEPA过滤袋可拆卸。

所述LED灯体采用3只单芯片900lm、色温为4500K的CreeXLampMK-R白光LED封装在一片耐高温保护垫片上，耐高温保护垫片嵌入铝制圆型散热壳体中。

本发明的有益效果是：

本发明设计合理，维护简单，HEPA过滤袋以及空气滤芯的设计，可以有效过滤0.1微米以上的微小颗粒，彻底去除动物被毛、PM2.5微粒、花粉、黄沙以及附着的病毒、细菌、飞沫等，减少实验中漂浮的被毛和灰尘（PM2.5）对人和设备的危害，同时有效净化空气，改善工作环境。

本发明LED照明系统通过调节4个LED灯体构成无影灯，具有发光效率高，耗电量小，成本低，照度均匀，照射区温升小等特点。

本发明智能控制系统可以实现照明系统的亮度调节，控制动物被毛及灰尘收集系统的温度、压力及工作电流，为照明系统和动物被毛及灰尘收集系统提供故障保护和报警提示，保证装置的工作安全，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构主视图；

图2为本发明的结构俯视图；

图3为本发明智能控制系统示意图。

其中，1.电机，2.上盖，3.风轮，4.风轮固定螺丝，5.电机固定螺丝，6.导风罩，7.空气滤芯，8.下罩，9.空气滤芯固定螺杆，10.快装螺丝二，11.“O”型密封圈，12.快装螺丝一，13.上盖出风口，14.HEPA过滤袋，15.HEPA过滤袋喉箍，16.灯杆，17.LED灯体，18.LED灯体球头，19.LED灯体调节螺丝，20.灯杆固定螺丝，21.吊架固定螺丝，22.被毛积存区，23.灰尘收集区。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

参照图1、图2，本发明涉及用于动物实验用的LED照明装置，由三部分组成：

第一部分是照明系统，由LED灯体17，LED灯体球头18，LED灯体调节螺丝19，灯杆16，灯杆固定螺丝20组成。

照明系统共四个LED灯体17，每个LED灯体17由3只单芯片900lm、色温为4500K的CreeXLampMK-R白光LED组成，CreeXLampMK-R白光LED光通量900lm时典型正向电压11.7V700mA,85℃，最大驱动电流1250mA，可视发光角度120°，热阻1.7℃/W，封装尺寸7mmx7mm，5万小时光衰小于30%（700mA,Ta=25度），照明系统的最高亮度为10800lm（4×3×900），光斑直径250mm1米处的照度为220000lx。调光范围0-100%，平均无故障时间50000h，最大照明功率98.28W，因此照明系统具有：发光效率高，耗电量小，成本低，照度均匀，其照射区温升小等特点。照明系统对应的操作面板上有4个按钮，分别是“启动”、“关闭”、“调亮”和“调暗”，5个LED指示灯，显示当前的亮度范围。当按下“启动”按钮时，在单片机的控制下点亮二只IED指示灯亮，表示亮度的缺省值为40%，对应LED照明装置输出的亮度为4320lm（光斑直径250mm1米处的照度为88606lx），可用“调亮”和“调暗”按钮对亮度进行调节，按“关闭”按钮时关闭照明系统。

LED灯体17上安装LED灯体球头18，灯杆16的一端通过LED灯体调节螺丝19将LED灯体球头18固定且方便调节四个LED灯体17的光斑重合，另一端通过灯杆固定螺丝20，将四只LED灯体17固定在上盖2上构成一套无影灯，利用吊架固定螺丝21将该无影灯固定到无影灯灯臂上。

第二部分是被毛及灰尘收集系统，由电机1，上盖2，风轮3，风轮固定螺丝4，电机固定螺丝5，导风罩6，空气滤芯7，下罩8，空气滤芯固定螺杆9，快装螺丝二10，“O”型密封圈11，快装螺丝一12，上盖出风口13，HEPA过滤袋14和HEPA过滤袋喉箍15组成，主要功能是实验中收集实验室内四处漂浮的动物被毛。

电机1，选用转速2000rpm、200W以下全密封电机，通过电机固定螺丝5将电机1固定的上盖2上，中间加减震密封垫，风轮3通过风轮固定螺丝4被固定在电机动力输出轴上，气体从风轮的轴向吸入后，利用风轮的离心力将气体从圆周方向甩出去，因此构成离心风机，具有抽力强、体积小、风压高等特点。下罩8一端通过快装螺丝一12和“O”型密封圈11与上盖2密封连接，可快速拆卸，另一端导风罩6通过空气滤芯固定螺杆9和快装螺丝二10将空气滤芯7固定，固定螺杆9焊接在导风罩6上，空气滤芯7是一订制的两端带密封垫的空压机空气过滤器滤芯，其过滤网孔径不大于0.02mm。

HEPA过滤袋喉箍15将HEPA过滤袋14固定在上盖出风口13上。HEPA过滤袋14是一种高效空气过滤器，空气可以通过，但细小的粉尘、螨虫、细菌等微粒却无法通过，由此可以彻底去除PM2.5微粒、花粉、黄沙及附着的病毒、细菌、飞沫等。本发明选用对于0.1微米以上的微小颗粒过滤效率达到99%以上的HEPA材料制作HEPA过滤袋14。该过滤袋拆卸清洗方便，可以反复使用，经过100次洗涤仍然保证质量。

被毛及灰尘收集系统工作时，无影灯离实验动物的距离为1米时，有效抽吸直径为500－600mm，夹带被毛和灰尘的气体，被离心风机吸入进风口，在通过空气滤芯7时，由于空气滤芯7的过滤网孔径为0.02mm，在导风罩6的作用下，气体中的被毛和大于0.02mm的灰尘颗粒被空气滤芯7隔离在被毛积存区22，颗粒度小于0.02mm的灰尘和空气通过空气滤芯7、风轮3、上盖出风口13进入HEPA过滤袋14，HEPA过滤袋14对大于0.1微米颗粒物的过滤效率可达99%，被过滤后的气体进入实验环境中，另外被过滤下来的灰尘，在重力的作用下，自由下落，在风轮3形成的旋风场中被旋入灰尘收集区23。

当报警灯提示需要进行被毛或灰尘清理时，打开快装螺丝一12可取下下罩8，对可对灰尘进行清理；打开快装螺丝二10可对被毛和颗粒度大于0.02mm的灰尘进行清理。

第三部分智能控制系统，包括单片机，型号为嵌入式ATMEGA16A-AU单片机，以及与单片机连接的温度传感器、压力传感器、电流传感器、报警模块、键盘和显示单元；主要功能：一实现照明系统的亮度调节、二为被毛及灰尘收集系统提供控制，三为照明系统和被毛及灰尘收集系统提供故障保护和报警。

温度传感器用于测量电机1的工作温度，当高于80度时故障报警并切断定供电电源。压力传感器用于测量.HEPA过滤袋14内的风压，电流传感器用于变送电机的工作电流信号，可根据的信号大小，判断当前过滤网状态是否正常，当电机1工作电流达到警戒值时报警，提示人们及时清洗HEPA过滤袋14并清理灰尘收集区23中的灰尘；当HEPA过滤袋14内的风压不超过设定值，根据电流的大小可判断被毛是否堵塞被毛积存区22，当电流达到设定值时报警提示清理被毛积存区22积存的动物被毛。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种动物实验专用LED照明装置，其特征是，包括:LED照明系统、动物被毛及灰尘收集系统和智能控制系统；动物被毛及灰尘收集系统与LED照明系统连接，智能控制系统与LED照明系统、动物被毛及灰尘收集系统分别连接；

所述动物被毛及灰尘收集系统包括:用于产生负压的抽吸装置，所述抽吸装置将外界空气吸入动物被毛及灰尘收集系统，外界空气依次经过空气滤芯和过滤袋过滤后重新排入外界大气中；

所述动物被毛及灰尘收集系统包括：电机、风轮、上盖、导风罩、空气滤芯、下罩、空气滤芯固定螺杆、上盖出风口和HEPA过滤袋；

所述电机固定在上盖上，风轮固定在电机动力输出轴上；所述下罩的上端与上盖密封连接、下端设置进风口，在进风口处依次设置空气滤芯和导风罩，空气滤芯通过空气滤芯固定螺杆固定在导风罩上；所述上盖左右两端分别设置出风口，在出风口处分别固定HEPA过滤袋；

空气中的动物被毛和大颗粒灰尘被空气滤芯过滤并收集，空气中的小颗粒灰尘被HEPA过滤袋过滤并收集；

所述LED照明系统包括：4个灯杆的一端分别固定在动物被毛及灰尘收集系统上盖上、另一端分别通过LED灯体球头与LED灯体连接；LED灯体的方向可通过LED灯体球头调节。

2.如权利要求1所述的一种动物实验专用LED照明装置，其特征是，所述智能控制系统包括：单片机以及与单片机连接的温度传感器、压力传感器、电流传感器、报警模块、输入单元和显示单元；

温度传感器用于测量电机的工作温度，压力传感器用于测量HEPA过滤袋内的风压，电流传感器用于测量电机的工作电流信号。

3.如权利要求1所述的一种动物实验专用LED照明装置，其特征是，所述下罩上端通过快装螺丝一和“O”型密封圈与上盖密封连接，下罩可拆卸。

4.如权利要求1所述的一种动物实验专用LED照明装置，其特征是，所述空气滤芯通过空气滤芯固定螺杆和快装螺丝二固定在导风罩上，空气滤芯可拆卸。

5.如权利要求1所述的一种动物实验专用LED照明装置，其特征是，所述HEPA过滤袋通过HEPA过滤袋喉箍固定在上盖出风口处，HEPA过滤袋可拆卸。

6.如权利要求1所述的一种动物实验专用LED照明装置，其特征是，所述LED灯体采用3只LED封装在一片耐高温保护垫片上，耐高温保护垫片嵌入铝制圆型散热壳体中。