CN117906864B - 一种独立通风笼具的泄漏检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独立通风笼具的泄漏检测系统及检测方法，该检测系统包括六氟化硫送气模块、六氟化硫检测模块、负压风机及控制单元，每个被测笼盒的预防窒息窗设有一路抽气管路A，每个被测笼盒的喂食口设有一路抽气管路B和一路充气管路C；管路A、B通过六氟化硫检测模块与负压风机连通，管路C与六氟化硫送气模块连通，每条管路均设有电磁阀，控制单元分别与负压风机、六氟化硫检测模块、电磁阀电气连接。本发明引入了六氟化硫这种无色无臭无毒不燃的稳定气体，并通过各个笼盒对外的喂食口、预防窒息窗进行泄漏检测，测量过程直接高效，从而为独立通风笼具的质量性能和使用安全提供了重要保障。

Description

一种独立通风笼具的泄漏检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及一种独立通风笼具的泄漏检测系统及检测方法，属于质量检测技术领域。

背景技术

独立通风笼具是一种以饲养笼盒为密闭独立单元，配有空气净化装置，通过将洁净空气分别送入各笼盒使饲养微环境长期保持一定的压力和洁净度，避免笼盒外空气侵入及笼盒内气体溢出的成套设备，具有保护实验动物、操作人员和环境的特点。

独立通风笼具按照用途通常分为正压和负压独立通风笼具两种。正压独立通风笼具用于饲养无特定病原体级、无菌（悉生）级实验动物和一般性动物实验；负压独立通风笼具用于生物危害、化学污染、放（辐）射污染等动物实验。

独立通风笼具一般由独立通气笼盒、承载一定数量笼盒及送排风管道的笼架和带有送排风控制、空气净化、压力调节和数据显示的智能主机组成。每个笼架内纵、横排列笼盒，笼盒收纳数量通常为30或更多，依风机功率而定；送排风嘴为非侵入式设计，杜绝交叉污染。送排风嘴上设有自动开合装置，以使笼盒上架密接后风阀自动打开，笼盒取下时风阀自动关闭，使送风管中气压保持基本恒定，排风管中废气不易泄漏，防止交叉污染。

虽然独立通风笼具能够通过配有的空气净化装置向笼盒内送入洁净空气，以形成正压或负压环境来避免盒外空气入侵及盒内气体溢出，达到保护实验动物、操作人员和环境的目的，但是由于笼架设有的送排风管道、送排风嘴，以及笼盒设有的喂食口、预防窒息窗等随着使用时间和频繁程度，都有可能出现笼盒泄漏的危害。

而笼具的泄漏检测目前只能通过观测笼盒内气压变化（判断是否达到一定的正压或负压环境）的方式进行间接判断。由于缺乏相关计量技术规范以及相应的专用检测设备，独立通风笼具的性能状况以及使用安全得不到有效保障，不能通过直接测量的方法判断各个笼盒气体是否溢出，以及笼盒之间是否存在交叉干扰也无法得知。

发明内容

发明目的：针对现有技术所存在的问题，本发明提供一种独立通风笼具的泄漏检测系统及检测方法，引入六氟化硫这种无色无臭无毒不燃的稳定气体，通过各个笼盒对外的喂食口、预防窒息窗进行泄漏检测，测量过程直接高效，从而为独立通风笼具的质量性能和使用安全提供重要保障。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种独立通风笼具的泄漏检测系统，其中被测笼具内设有若干独立通风的笼盒，该检测系统包括六氟化硫送气模块、六氟化硫检测模块、负压风机及控制单元，其中每个被测笼盒的预防窒息窗设有一路抽气管路A，且每个被测笼盒的喂食口设有一路抽气管路B和一路充气管路C；

所述管路A、B通过六氟化硫检测模块与负压风机连通，且管路C与六氟化硫送气模块连通，所述管路A、B、C中的每条管路均设有电磁阀，且控制单元分别与负压风机、六氟化硫检测模块、各电磁阀电气连接。

优选地，所述管路A均与六氟化硫检测模块的进气口a连通，所述管路B均与六氟化硫检测模块的进气口b连通，且六氟化硫检测模块的出气口与负压风机连通，即可通过一个六氟化硫检测模块同时实现管路A和管路B的采样检测。当然在其他实施方式中，也可以将管路A、B与六氟化硫检测模块的同一个进气口连通，这样通过一个六氟化硫检测模块只能单独检测管路A或管路B中的六氟化硫气体。

优选地，该检测系统还包括控制机柜，且控制单元、六氟化硫检测模块及负压风机均设置于控制机柜内，所述管路A、B、C中的每条管路均包括柜内管路和柜外管路，且电磁阀设置于每条管路的柜内管路上，由此实现集成化设计。

进一步地，所述控制机柜上设有快插接头，且柜内管路通过快插接头和柜外管路连接，便于实现柜外管路的多次插拔调整。

进一步地，所述控制机柜上设有操作显示屏，且操作显示屏与控制单元电气连接，用于进行触摸操作以及显示检测信息。

此外，本发明还提供一种基于上述泄漏检测系统的检测方法，包括以下步骤：

①对选定笼盒X进行泄漏检测：

1.1、在六氟化硫送气模块正常工作的状态下，通过电磁阀打开选定笼盒X的管路C以及管路A，并打开负压风机，通过六氟化硫检测模块对选定笼盒X的管路A进行设定周期T（优选为5~10s一次）的六氟化硫采样检测；

1.2、通过控制单元读取选定笼盒X的管路A的检测数值并进行判断：在设定时间段P（可以是数值稳定后的5~15min）内，当读取到的数值超过设定阈值K1，则表示选定笼盒X对外有泄漏，反之则无泄漏；

②在选定笼盒X对外无泄漏时，对选定笼盒X、Y进行干扰检测：

2.1、在六氟化硫送气模块正常工作的状态下，通过电磁阀打开选定笼盒X的管路C以及选定笼盒Y的管路B，并打开负压风机，通过六氟化硫检测模块对选定笼盒Y的管路B进行设定周期T的六氟化硫采样检测；

2.2、通过控制单元读取选定笼盒Y的管路B的检测数值并进行判断：在设定时间段P内，当读取到的数值超过设定阈值K2，则表示选定笼盒X与选定笼盒Y之间有干扰，反之则无干扰。

优选地，为了提高检测效率，在对选定笼盒X、Y的干扰关系进行检测的同时还可以对选定笼盒Y的泄漏关系做进一步检测，具体如下：

所述管路A均与六氟化硫检测模块的进气口a连通，所述管路B均与六氟化硫检测模块的进气口b连通，且六氟化硫检测模块的出气口与负压风机连通；

所述步骤2.1中，通过电磁阀打开选定笼盒X的管路C以及选定笼盒Y的管路A、B，并打开负压风机，通过六氟化硫检测模块对选定笼盒Y的管路A、B分别进行设定周期T的六氟化硫采样检测；

所述步骤2.2中，若选定笼盒X与选定笼盒Y之间有干扰，则进一步读取选定笼盒Y的管路A的检测数值并进行判断：在设定时间段P内，当读取到的数值超过设定阈值K3，表示选定笼盒Y对外有泄漏。

具体地，遍历被测笼具内的各个被测笼盒，按照设定的笼盒顺序逐一进行泄漏检测和干扰检测。这里的笼盒顺序可以根据实际需求设定，对于各个笼盒的泄漏关系以及笼盒之间的干扰关系，尽量遵循不重复、不遗漏的原则。

进一步地，在所有检测开始前，确保所有管路的电磁阀处于关闭状态，并将六氟化硫送气模块调整至设定的送气状态；在完成每项检测过程之后均关闭所有管路的电磁阀，且在每两项检测过程之间，通过负压风机抽气设定时间t（优选为1~3min），避免气体残留误导下次测量。

进一步地，所述六氟化硫送气模块的送气流速不高于被测笼盒满载时的动物呼吸气流流速（尽量控制在低流速），以避免影响笼盒本身的泄漏情况。

有益效果：本发明通过引入六氟化硫这种无色无臭无毒不燃的稳定气体，对独立通风笼具的各个笼盒进行泄漏检测，测量过程直接高效，并在不破坏笼具密封结构的前提下，通过各个笼盒对外的喂食口、预防窒息窗进行泄漏检测，从而为独立通风笼具的质量性能和使用安全提供重要保障。

本发明可以通过写入控制单元的循环程序，逐一完成各个笼盒本身的泄漏检测以及各个笼盒之间的干扰检测，具有较高的自动化程度和检测精度，实用性较强。本发明可以根据需要定制和被测笼盒数量匹配的充抽气管路，也可通过柜外管路的多次插拔逐一进行检测，适用范围广泛，操作简单方便。

附图说明

图1为本发明实施例中泄漏检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中泄漏检测系统的工作原理图；

图中包括：10、控制机柜，20、柜外管路，30、六氟化硫送气模块，40、被测笼盒，11、控制主机，12、操作显示屏，13、负压风机，14、检测盒，15、柜内管路，16、电磁阀，31、六氟化硫气瓶，32、压力表，33、截止阀，34、减压阀，35、流量计，41、预防窒息窗，42、喂食口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的优选实施方式进行描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

如图1所示为本实施例提供的一种独立通风笼具的泄漏检测系统，在结构上主要包括控制机柜10、柜外管路20以及六氟化硫送气模块30，其中控制机柜10负责控制整个检测系统工作，通过设置于控制机柜10上的快插接头和柜外管路20具有管路连接；所述六氟化硫送气模块30用于向被测笼具提供一定流速的标准六氟化硫气体。

具体地，控制机柜10内设有控制主机11、操作显示屏12、负压风机13、检测盒14、柜内管路15以及电磁阀16，其中柜内管路15通过设置在控制机柜10上的快插接头与柜外管路20连接，每条柜内管路15上均设置有电磁阀16；所述控制主机11和电磁阀16具有电气连接，通过输出控制电信号控制电磁阀16的开合，从而控制柜内管路15的开合；所述检测盒14为型号为BA-2200-004的六氟化硫检测模块，检测盒14的一端连接部分柜内管路15，另一端连接负压风机13，通过负压风机13抽样实现管路中六氟化硫的检测；所述负压风机13和控制主机11具有电气连接，通过控制主机11控制负压风机13启停工作；所述操作显示屏12为触摸屏，可进行触摸操作以及显示检测信息，和控制主机11通过串口连接。

参照图1，每个被测笼盒40的预防窒息窗41外设置有一路抽气管路A，每个被测笼盒40的喂食口42内设有一路抽气管路B（可延伸至笼盒内）和一路充气管路C，其中各管路通过iA、iB、iC来进行编号，其中i为笼盒编号，A为预防窒息窗对应的抽气管路，B为喂食口对应的抽气管路，C为喂食口对应的充气管路。

进一步地，管路A、B、C中的每条管路均包括柜内管路15和柜外管路20两部分，所有管路A通过柜内管路15与检测盒14的进气口a连通，所有管路B通过柜内管路15与检测盒14的进气口b连通，检测盒14的出气口与负压风机13连通，所有管路C通过柜内管路15与六氟化硫送气模块30连通。

具体地，六氟化硫送气模块30包括六氟化硫气瓶31、压力表32、截止阀33、减压阀34以及流量计35，其中六氟化硫气瓶31通过送气管路与柜内管路15连接，且送气管路上设有压力表32、截止阀33、减压阀34以及流量计35，由此控制六氟化硫气体向被测笼盒40充气的流速。

之所以要控制送气流速是因为送气流速过大，可能会破坏笼盒内的正压或负压环境，从而导致笼盒内的气体外泄，造成实验误差。通常来说每个笼盒出厂规定了可以容纳的动物大小、数量，即每个笼盒可以承受的动物正常呼吸流速，因此实验中需要控制送气流速不高于被测笼盒满载时的动物呼吸气流流速，以避免影响笼盒本身的泄漏情况。

参照图2，本实施案例进行了4组被测笼盒的检测实验，其中4个笼盒依次编号为笼盒1~4，笼盒1~4的预防窒息窗41分别设有抽气管路1A、2A、3A、4A，用于连接检测盒14的进气口a；笼盒1~4的喂食口42分别设有抽气管路1B、2B、3B、4B，用于连接检测盒14的进气口b；笼盒1~4的喂食口42分别设有充气管路1C、2C、3C、4C，用于连接六氟化硫送气模块30；每条管路均设置有电磁阀16，各电磁阀16均和控制主机11电气连接，通过控制主机11控制电磁阀16的开合；检测盒14的出气口连接负压风机13，负压风机13通过控制主机11控制启停工作。

在进行上述4组笼盒的泄漏检测实验时，主要检测流程如下：

1、保持被测笼盒1~4空载并正常工作；

2、将每组柜外管路20放置于被测笼盒的对应位置，并通过快插接头与对应的柜内管路15连接；

3、启动检测系统，进行初始化工作：确保所有电磁阀16均为关闭状态，并打开六氟化硫送气模块30，确保送气流速不高于被测笼盒满载时的动物呼吸气流流速；

4、单独对笼盒1进行泄漏检测：

4.1、通过电磁阀16打开笼盒1的充气管路1C以及抽气管路1A，并打开负压风机13，通过检测盒14对抽气管路1A进行每6s一次的六氟化硫采样检测；

4.2、通过控制主机11读取抽气管路1A对应的检测数值并进行判断：在数值稳定后的5min内，当读取到的数值超过阈值K1（本实施例中K1为0.05ppm），则表示笼盒1对外有泄漏，反之则无泄漏；

5、完成一次检测后，系统自动复位，通过电磁阀16关闭所有管路；

6、系统再次打开负压风机13，保持抽气管路抽气2min，将抽气管路1A中残余的气体排出，避免气体残留误导下次测量；

7、在笼盒1对外无泄漏时，继续对笼盒1和笼盒2进行干扰检测：

7.1、通过电磁阀16打开笼盒1的充气管路1C以及笼盒2的抽气管路2A、2B，并打开负压风机13，通过检测盒14对抽气管路2A、2B进行每6s一次的六氟化硫采样检测；

7.2、通过控制主机11读取抽气管路2B对应的检测数值并进行判断：在数值稳定后的5min内，当读取到的数值超过阈值K2（本实施例中K2为0.05ppm），则表示笼盒2对于笼盒1有干扰，反之则无干扰；

7.3、当笼盒2对于笼盒1有干扰时，通过控制主机11进一步读取抽气管路2A对应的检测数值并进行判断：在数值稳定后的5min内，当读取到的数值超过阈值K3（本实施例中K3为0.05ppm），则表示笼盒2对外有泄漏，反之则无泄漏；

8、完成一次检测后，系统自动复位，通过电磁阀16关闭所有管路；

9、系统再次打开负压风机13，保持抽气管路抽气2min，将抽气管路2A、2B中残余的气体排出，避免气体残留误导下次测量；

10、重复上述步骤7~9，将笼盒2替换为笼盒3即可完成笼盒1和笼盒3的干扰检测以及笼盒3的泄漏检测，以此类推，在笼盒1只充气的情况下，逐步完成笼盒1对于笼盒2、笼盒3、笼盒4的干扰、泄漏关系检测；

11、在完成笼盒1只充气的情况下的所有检测后，通过循环程序进行笼盒2只充气的情况下，对于笼盒3、笼盒4的干扰、泄漏关系检测，以此类推，直到完成所有笼盒的干扰、泄漏关系检测。

具体地，对于各个笼盒的干扰、泄漏关系检测，尽量遵循不重复、不遗漏的原则。例如：如果笼盒1只充气的情况下，已经完成了笼盒1和笼盒2的干扰关系检测，那么在笼盒2只充气的情况下，无需再进行笼盒1和笼盒2的干扰关系检测，反之则需要；如果笼盒1只充气的情况下，已经完成了笼盒2的泄漏关系检测，那么在笼盒2只充气的情况下，无需再进行笼盒2的泄漏关系检测，反之则需要。

上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种独立通风笼具的泄漏检测系统，其中被测笼具内设有若干独立通风的笼盒，其特征在于，该检测系统包括六氟化硫送气模块、六氟化硫检测模块、负压风机及控制单元，其中每个被测笼盒的预防窒息窗设有一路抽气管路A，且每个被测笼盒的喂食口设有一路抽气管路B和一路充气管路C；

所述管路A、B通过六氟化硫检测模块与负压风机连通，且管路C与六氟化硫送气模块连通，所述管路A、B、C中的每条管路均设有电磁阀，且控制单元分别与负压风机、六氟化硫检测模块、各电磁阀电气连接；

所述六氟化硫送气模块包括六氟化硫气瓶、压力表、截止阀、减压阀以及流量计，其中六氟化硫气瓶通过送气管路与柜内管路连接，且送气管路上设有压力表、截止阀、减压阀以及流量计，由此控制六氟化硫气体向被测笼盒充气的流速。

2.根据权利要求1所述的一种独立通风笼具的泄漏检测系统，其特征在于，所述管路A均与六氟化硫检测模块的进气口a连通，所述管路B均与六氟化硫检测模块的进气口b连通，且六氟化硫检测模块的出气口与负压风机连通。

3.根据权利要求1所述的一种独立通风笼具的泄漏检测系统，该检测系统还包括控制机柜，且控制单元、六氟化硫检测模块及负压风机均设置于控制机柜内，所述管路A、B、C中的每条管路均包括柜内管路和柜外管路，且电磁阀设置于每条管路的柜内管路上。

4.根据权利要求3所述的一种独立通风笼具的泄漏检测系统，其特征在于，所述控制机柜上设有快插接头，且柜内管路通过快插接头和柜外管路连接。

5.根据权利要求3所述的一种独立通风笼具的泄漏检测系统，其特征在于，所述控制机柜上设有操作显示屏，且操作显示屏与控制单元电气连接。

6.一种基于权利要求1所述泄漏检测系统的检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

①对选定笼盒X进行泄漏检测：

1.1、在六氟化硫送气模块正常工作的状态下，通过电磁阀打开选定笼盒X的管路C以及管路A，并打开负压风机，通过六氟化硫检测模块对选定笼盒X的管路A进行设定周期T的六氟化硫采样检测；

1.2、通过控制单元读取选定笼盒X的管路A的检测数值并进行判断：在设定时间段P内，当读取到的数值超过设定阈值K1，则表示选定笼盒X对外有泄漏，反之则无泄漏；

②在选定笼盒X对外无泄漏时，对选定笼盒X、Y进行干扰检测：

2.1、在六氟化硫送气模块正常工作的状态下，通过电磁阀打开选定笼盒X的管路C以及选定笼盒Y的管路B，并打开负压风机，通过六氟化硫检测模块对选定笼盒Y的管路B进行设定周期T的六氟化硫采样检测；

2.2、通过控制单元读取选定笼盒Y的管路B的检测数值并进行判断：在设定时间段P内，当读取到的数值超过设定阈值K2，则表示选定笼盒X与选定笼盒Y之间有干扰，反之则无干扰。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述管路A均与六氟化硫检测模块的进气口a连通，所述管路B均与六氟化硫检测模块的进气口b连通，且六氟化硫检测模块的出气口与负压风机连通；

所述步骤2.1中，通过电磁阀打开选定笼盒X的管路C以及选定笼盒Y的管路A、B，并打开负压风机，通过六氟化硫检测模块对选定笼盒Y的管路A、B分别进行设定周期T的六氟化硫采样检测；

所述步骤2.2中，若选定笼盒X与选定笼盒Y之间有干扰，则进一步读取选定笼盒Y的管路A的检测数值并进行判断：在设定时间段P内，当读取到的数值超过设定阈值K3，表示选定笼盒Y对外有泄漏。

8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，遍历被测笼具内的各个被测笼盒，按照设定的笼盒顺序逐一进行泄漏检测和干扰检测。

9.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，在所有检测开始前，确保所有管路的电磁阀处于关闭状态，并将六氟化硫送气模块调整至设定的送气状态；在完成每项检测过程之后均关闭所有管路的电磁阀，且在每两项检测过程之间，通过负压风机抽气设定时间t。

10.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述六氟化硫送气模块的送气流速不高于被测笼盒满载时的动物呼吸气流流速。