CN114764986A - 一种弹性器皿仿生模拟系统 - Google Patents

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CN114764986A CN202110054217.0A CN202110054217A CN114764986A CN 114764986 A CN114764986 A CN 114764986A CN 202110054217 A CN202110054217 A CN 202110054217A CN 114764986 A CN114764986 A CN 114764986A
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tympanic membrane
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elastic
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罗勇
张仁钦
陈红梅
林正得
叶辰
朱晓明
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Suzhou Renyongde Iot Technology Co ltd
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Suzhou Renyongde Iot Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种弹性器皿仿生模拟系统，包含流体通路，流体通路上设置有弹性器皿和压力比例阀，弹性器皿包含基材和鼓膜，鼓膜设置在基材上；鼓膜的尺寸为D，鼓膜的壁厚为d，压力比例阀对流体通路调整后的压力为P，弹性软管的鼓胀变形量为S；S=k2P*k3d*k4D；其中，k2为压力比例阀的系数，k3为鼓膜的厚度系数，k4为鼓膜的尺寸系数；通过控制压力比例阀，即可对鼓膜的变形量进行动态控制；本发明通过压力比例阀对弹性器皿进行动态的PWM或频率控制，使弹性器皿动态鼓胀变化，可以有效模拟生物脏器的状态，保证细胞培育效果；对于较为复杂的动态模拟要求，还可以在流体通路上设置流量比例阀来控制流体的流量，对弹性软管进一步控制。

Description

一种弹性器皿仿生模拟系统
技术领域
本发明涉及一种弹性器皿仿生模拟系统。
背景技术
在生物医学的血液细胞培育实验中，需要通过弹性器皿来模拟生物的心脏等器官的活动，现有的仿生模拟方法不能够对器皿的鼓胀活动进行很好的控制，导致培育环境不稳定，进而导致培育失败。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种弹性器皿仿生模拟系统。
本发明的技术解决方案是这样实现的：一种弹性器皿仿生模拟系统，包含流体通路，流体通路上设置有弹性器皿和压力比例阀，弹性器皿包含基材和鼓膜，鼓膜设置在基材上；
所述鼓膜的尺寸为D，鼓膜的壁厚为d，压力比例阀对流体通路调整后的压力为P，弹性软管的鼓胀变形量为S；
S=k2P*k3d*k4D；
其中，k2为压力比例阀的系数，k3为鼓膜的厚度系数，k4为鼓膜的尺寸系数；
通过控制压力比例阀，即可对鼓膜的变形量进行动态控制。
优选的，所述流体通路上还设置有流量比例阀，流量比例阀对流体通路调整后的流量为F；
S=k1F*k2P*k3d*k4D；
k1为流量比例阀的系数。
优选的，所述压力比例阀对流体通路调整后的压力P的范围为0-10bar。
优选的，所述鼓膜的鼓胀变形量S为0-50%。
优选的，所述流量比例阀对流体通路调整后的流量F的范围为0-200LPM。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的弹性器皿仿生模拟系统，通过压力比例阀对流体通路进行压力控制，进而对弹性器皿进行动态的PWM或频率控制，使弹性器皿动态鼓胀变化，可以有效模拟生物脏器的状态，保证细胞培育效果；对于较为复杂的动态模拟要求，还可以在流体通路上设置流量比例阀来控制流体的流量，对弹性软管进一步控制。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明所述的本发明所述的一种弹性器皿仿生模拟系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明。
如附图1所示，本发明所述的一种弹性器皿仿生模拟系统，包含流体通路，流体通路上设置有弹性器皿、压力比例阀2和流量比例阀3，弹性器皿包含基材4和鼓膜5，鼓膜5覆盖在基材4上，使二者形成一个腔体。
所述鼓膜5的尺寸为D，这里的尺寸一般指鼓膜的的最大外径，如果鼓膜5为圆形，则D为直径，当然，鼓膜5也可以根据实际需要选择多边形或椭圆等其他形状。
所述鼓膜5的壁厚为d，压力比例阀2对流体通路调整后的压力为P，流量比例阀3对流体通路调整后的流量为F，鼓膜5的鼓胀变形量为S。
S=k1F*k2P*k3d*k4D。
其中，k1为流量比例阀3的系数，k2为压力比例阀2的系数，k3为鼓膜5的厚度系数，k4为鼓膜5的尺寸系数；在实验过程中，各个系数的范围一般定在0.01-100之间的常数，但不排除特殊的模拟环境会突破这个数值。
通过控制压力比例阀2和流量比例阀3，即可对弹性器皿的变形量进行动态控制；对于一些相对简单的模拟环境，也可以仅设置压力比例阀2，不要流量比例阀3。
所述压力比例阀2对流体通路调整后的压力P的范围为0-10bar，流量比例阀3对流体通路调整后的流量F的范围为0-200LPM，弹性器皿的鼓胀变形量S为0-50%；这里的鼓胀变形一般包括鼓起和收缩两个过程，鼓起为正压状态，收缩为负压状态，流体介质一般为气体。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种弹性器皿仿生模拟系统，其特征在于：包含流体通路，流体通路上设置有弹性器皿和压力比例阀（2），弹性器皿包含基材（4）和鼓膜（5），鼓膜（5）设置在基材（4）上；
所述鼓膜（5）的尺寸为D，鼓膜（5）的壁厚为d，压力比例阀（2）对流体通路调整后的压力为P，弹性软管（1）的鼓胀变形量为S；
S=k2P*k3d*k4D；
其中，k2为压力比例阀（2）的系数，k3为鼓膜（5）的厚度系数，k4为鼓膜（5）的尺寸系数；
通过控制压力比例阀（2），即可对鼓膜（5）的变形量进行动态控制。
2.根据权利要求1所述的弹性器皿仿生模拟系统，其特征在于：所述流体通路上还设置有流量比例阀（3），流量比例阀（3）对流体通路调整后的流量为F；
S=k1F*k2P*k3d*k4D；
k1为流量比例阀（3）的系数。
3.根据权利要求1所述的弹性器皿仿生模拟系统，其特征在于：所述压力比例阀（2）对流体通路调整后的压力P的范围为0-10bar。
4.根据权利要求1所述的弹性器皿仿生模拟系统，其特征在于：所述鼓膜（5）的鼓胀变形量S为0-50%。
5.根据权利要求2所述的弹性器皿仿生模拟系统，其特征在于：所述流量比例阀（3）对流体通路调整后的流量F的范围为0-200LPM。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006108638A1 (de) * 2005-04-13 2006-10-19 Universität Rostock Vorrichtung und verfahren zur messung des drucks im mittelohr
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