CN203720050U - 一种pm2.5空气污染实验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PM2.5空气污染实验箱，包括透明箱体，在箱体顶面上开设有透气孔，透气孔上覆盖有防尘布；箱体内部顶面上安装有风扇，箱体内部侧壁上安装有加热器；该箱体还与鼓风机、测氧仪和PM2.5测试仪连接。本实用新型提供了一种结构简单，能高度模拟PM2.5自然环境的实验箱，填补了国内该领域的空白；该箱体的自动化程度高，不需要试验人员过多地关注各种参数的调节，实验过程简单，适应于长期模拟实验，对自然环境的还原度高，实验结果准确可靠。

Description

一种PM2.5空气污染实验箱

技术领域

本实用新型涉及一种医学研究实验箱，具体涉及一种PM2.5空气污染实验箱。 

背景技术

目前我国冬季各大城市都遭遇到雾霾天气的侵袭，今年以来雾霾情况较往年相比愈发严重，从华北到东南沿海、甚至是西南地区，已经陆续有20多个省份、100多座大中城市空气质量达到严重污染的状况，尤其在雾霾污染严重的西安，监测记录显示空气污染指数甚至已经破千，因此防治雾霾已经到了刻不容缓的地步。 

雾霾天气除了对通行造成严重影响之外，更重要的是其会对人体健康造成严重伤害。雾霾天气中，空气中污染颗粒主要是PM2.5和PM10。空气中粒径在10微米以上的颗粒物，会被阻挡在人的鼻子外边，粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能进入上呼吸道，部分颗粒物可通过痰液等排出体外，另一部分也会被鼻腔内的绒毛阻挡，对人体危害相对较小；而粒径在2.5微米（PM2.5）以下的细颗粒物，其直径不足人类头发丝的1/20，不易被阻挡，被吸入人体后会通过支气管和肺泡进入血液，可影响全身器官，对人体造成严重危害，如引起痴呆、糖尿病和心血管疾病等。 

随着科学和医学技术的进步，PM2.5对人类健康的危害暴露出其恐怖的一面。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，表面积大， 活性强，其附带有毒有害物质更多，且更容易进入人体，因此对其研究具有重要的意义。目前普遍认为PM2.5会引发支气管和心血管等方面的疾病，但对其致病机理、方式和危害还缺乏进一步的深入研究。 

当前国内对PM2.5的研究主要是将PM2.5颗粒溶于生理盐水，灌入动物气管和肺中，以模拟PM2.5的肺损伤，然而真实情况是PM2.5通过在空气中悬浮、被人体吸入，继而造成对人体的影响，因此如何通过动物实验，使动物长期处于PM2.5的自然环境下，吸入PM2.5颗粒，以观察PM2.5颗粒对机体的损害，成为一个急需解决的问题。 

发明内容

针对上述现有技术中提出的问题，本实用新型的目的在于，提供一种PM2.5空气污染实验箱，通过模拟PM2.5环境，利用动物实验来研究PM2.5的危害。 

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案： 

一种PM2.5空气污染实验箱，包括透明箱体，在箱体顶面上开设有透气孔，透气孔上覆盖有防尘布；箱体内部顶面上安装有风扇，箱体内部侧壁上安装有加热器；该箱体还与鼓风机、测氧仪和PM2.5测试仪连接。 

进一步地，所述的箱体中安装有温度传感器，温度传感器、加热器均连接至一个设置于箱体外侧壁上的带有显示屏的控制面板。 

进一步地，所述的风扇上安装有计时器。 

进一步地，所述的箱体内部底面上放置有多个装有钠石灰的布袋。 

进一步地，在箱体侧面上开设有操作孔，操作孔上设置有橡胶手套。 

优选地，所述的箱体采用亚克力有机玻璃制成。 

本装置与现有技术相比具有以下技术优点： 

1.提供了一种结构简单，能高度模拟PM2.5自然环境的实验箱，填补了国内该领域的空白； 

2.该实验箱能对PM2.5进行接近于实际情况的模拟，并能根据需要调整PM2.5的浓度、箱内的含氧量、温度等参数均可控； 

3.该箱体的自动化程度高，不需要试验人员过多地关注各种参数的调节，实验过程简单，适应于长期模拟实验； 

4.该实验箱体积小，成本低，对自然环境的还原度高，实验结果准确可靠。 

附图说明

图1为本装置的整体结构示意图； 

图中标号代表：1—计时器，2—透气孔，3—防尘布，4—箱体，5—加热器，6—控制面板，7—鼓风机，8—测氧仪，9—温度传感器，10—布袋，11—橡胶手套，12—PM2.5测试仪，13—风扇； 

具体实施方式

现有的研究方式明显不能满足研究PM2.5对人体危害机理的研究需求，通过被迫式的向动物体内注射含有PM2.5的生理盐水，其与自然条件下PM2.5进入机体的方式有着很大的不同，因此研究该问题的关键是提供一种长期与自然条件下PM2.5环境相同的实验条件，让 动物长期处于该环境下，这样的研究结果才更加符合实际情况，也更准确。基于该思路，本实用新型给出了一种实验箱。 

遵从上述技术方案，如图1所示，一种PM2.5空气污染实验箱，包括透明箱体4，在箱体4顶面上开设有透气孔2，透气孔2上覆盖有防尘布3；箱体4内部顶面上安装有风扇13，箱体4内部侧壁上安装有加热器5；该箱体4还与鼓风机7、测氧仪8和PM2.5测试仪12连接。 

该实验箱的主体结构为一个亚克力有机玻璃制成的透明箱体4，亚克力有机玻璃具有强度高、不易破损、修复性强和不易被污染的特点，使颗粒物不易吸附在箱体4的内表面以影响观察，即使长期的颗粒环境使少量的粉尘附着在玻璃的内表面，只需要建议的擦拭即可去掉吸附的颗粒，最大程度地减小透明度对实验的影响。在一个较好的实施例中，箱体4的尺寸采用80cm*80cm*80cm。 

箱体4顶面的透气孔2主要是为了使箱体4中气体能与外界交换，保证箱体4中的氧气浓度与自然环境中氧气浓度相同；在透气孔2上覆盖有防尘布3，防止外界颗粒、杂物等对箱内实验环境造成影响，同时也保证箱内PM2.5颗粒不会弥散到箱外。 

自然环境中PM2.5颗粒是处于悬浮状态的，而箱体4中的风扇13可以为箱体4中提供PM2.5的环境：在箱体4中添加了PM2.5颗粒后，每小时开启风扇13持续1分钟，以确保箱内的PM2.5颗粒处于悬浮状态。在风扇13上安装有计时器1，设置好时间，在计时器1每过1小时后，接通风扇13电源1分钟，可对风扇13进行自动控制， 减小工作人员的劳动强度。 

实验要求箱体4内温度应在10～37℃范围内，因此在箱体4内壁上安装有加热器5，箱内温度过低时，对箱体4进行加热。箱体4内部还安装有温度传感器9，温度传感器9、加热器5连接至一个带有显示屏的控制面板6，该控制面板6中设置有单片机，其对传感器数据进行转换，并通过显示屏显示；使工作人员能直观地了解到箱内的温度情况。也可以通过单片机设置温度范围对温度进行动态地自动调节：单片机内设置好温度范围阈值，单片机采用阈值判断法，当温度超过阈值时，发送信号给加热器5，使其开始、停止工作，达到温度的自动控制。 

箱体4上连接有鼓风机7、测氧仪8和PM2.5测试仪12；本实施例中，测氧仪8采用SCY-1测氧仪，PM2.5测试仪12采用PC-3A型激光可吸入粉尘连续测试仪；测氧仪8对箱内氧气浓度进行实时监控，并设定报警值，当箱内氧气浓度低于17%时，测氧仪8发出报警信号，此时工作人员打开鼓风机7，对箱内进行氧气的补充；而PM2.5测试仪12可实时了解到箱内当前的PM2.5浓度，是否在实验要求的0.001～5mg/m³(1-999999粒/L)之内，如果PM2.5浓度不符，则应立即对其进行调整。PM2.5测试仪12的采样频率宜设置为1次/分钟。 

箱内底面上放置有多个装有钠石灰的布袋10，以吸收动物呼出的二氧化碳，同时也可以对动物排泄物中的水分进行吸收。 

箱体4侧面上开设有操作孔，操作孔上设置有橡胶手套11，通过橡胶手套11可以对箱内进行操作，如投食、清洁、检查动物等。 

本实用新型适用于质量在0.1g-10000g范围内的动物研究，如小鼠、大鼠和兔子等；通过本实验箱，可以长期模拟类似于自然环境的PM2.5条件，使动物实验更加接近于实际情况，因而研究结果更加准确，具有更高的参考价值。 

Claims (5)

1.一种PM2.5空气污染实验箱，其特征在于，包括透明箱体（4），在箱体（4）顶面上开设有透气孔（2），透气孔（2）上覆盖有防尘布（3）；箱体（4）内部顶面上安装有风扇（13），箱体（4）内部侧壁上安装有加热器（5）；该箱体（4）还与鼓风机（7）、测氧仪（8）和PM2.5测试仪（12）连接。

2.如权利要求1所述的PM2.5空气污染实验箱，其特征在于，所述的箱体（4）中安装有温度传感器（9），温度传感器（9）、加热器（5）均连接至一个设置于箱体（4）外侧壁上的带有显示屏的控制面板（6）。

3.如权利要求1所述的PM2.5空气污染实验箱，其特征在于，所述的风扇（13）上安装有计时器（1）。

4.如权利要求1所述的PM2.5空气污染实验箱，其特征在于，所述的箱体（4）内部底面上放置有多个装有钠石灰的布袋（10）。

5.如权利要求1所述的PM2.5空气污染实验箱，其特征在于，在箱体（4）侧面上开设有操作孔，操作孔上设置有橡胶手套（11）。