CN205511448U - 一种实验动物氧舱结构 - Google Patents

Abstract

一种实验动物氧舱结构，属于医学实验设备技术领域，它所解决的是动物舱低氧浓度的自动控制问题，以及氮气在动物舱分布的均匀性问题；整个实验设备由氮气瓶、空气泵、动物舱、缓冲罐、中央处理器、流量计、分布器以及若干个导管、电缆线等构成；通过调节动物舱内氮气的浓度，达到间接控制氧气浓度的效果；氧气浓度的大小以及维持低氧环境的时间，均由中央处理器自动控制，设备的自动化程度高，无须专人守候；流量计、分布器以及缓冲罐的使用，减小甚至消除了细股急流气体对小动物的伤害，具有供气均匀、平缓的优点，从源头上消除了动物舱氧浓度分布不均匀的现象。

Description

一种实验动物氧舱结构

技术领域

在本实用新型属于医学实验设备技术领域，涉及一种实验动物舱设备，尤其涉及一种实验动物氧舱结构。

背景技术

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）是一种睡眠时引发的呼吸疾病，临床表现有夜间睡眠打鼾、伴呼吸暂停和白天嗜睡。由于呼吸暂停可引起反复发作的夜间低氧和高碳酸血症，可导致高血压、冠心病、糖尿病和脑血管疾病等并发症，甚至出现夜间猝死。目前，尚无理想的OSAHS动物模型，而多以小动物置于间歇低氧环境，来模拟OSAHS患者睡眠呼吸暂停的病理过程，以此来研究OSAHS的致病机理。

现有动物间歇低氧装置采用的是，以控制时间为主的半自动系统，譬如申请专利201110205532.5，因此存在诸多的技术问题：氧浓度的控制不力，往往造成舱内氧浓度与设定值出现较大的偏差；由于装置中设置了氧气瓶，因而消耗氧气，从而增加了实验的成本；动物舱为开放式结构，氧气、氮气的浪费严重；加之氧气、氮气是用导管直接通入动物舱内，因此动物舱内的氧气分布不均匀。部分区域富集氮气，致使该区域的氧气浓度极大地偏离设定值，不但严重地影响实验结果的准确性及可靠性，而且直接会造成该区域逗留小动物的窒息；另外装置中输入的气体未降压，存在细股急流气体直面小动物的现象，不利于小动物的培养。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种实验动物氧舱结构，通过氮气浓度的调节，达到间接控制空气中氧气浓度的效果；通过流量计、缓冲罐、分布器组成的减压系统，逐级降低输入气体的压力，从而使输入到动物舱的气流均匀、平缓。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种实验动物氧舱结构由氮气瓶、空气泵、动物舱、缓冲罐、中央处理器、流量计、分布器以及若干个导管、电缆线等构成。其中流量计、缓冲罐、分布器组成本实用新型的减压系统，通过减压系统的降压，使输入的气体逐级降低到大气压值。中央处理器、电磁阀、氧探头、压力传感器构成本实用新型的中央处理系统。

所述氮气瓶内盛装氮气，氮气瓶通过前端氮气导管经流量计、缓冲罐后与动物舱相连。由于空气的主要成分是氧气和氮气,因此本实用新型动物舱内的氧气浓度由氮气间接控制。

所述空气泵通过前端空气导管经流量计、缓冲罐后与动物舱相连。

所述中央处理器为整个装置的控制系统，负责空气泵以及各个电磁阀的开启与关闭，负责动物舱内压力以及氧浓度的数据处理。动物舱的内压由压力传感器探测，氧气浓度由氧探头探测，它们探测的数据传送给中央处理器。内压数据、氧气浓度数据以及设定的时间数据是中央处理器判断各个功能部件开启与关闭的基础。中央处理器可以由电子芯片组及一些电子元件构成，也可以用电子计算机来担当。

所述动物舱为一密闭容器，上部设有上盖，上盖可以打开，内置饲料盘可以预先放置饲料，外置供水瓶，通过导管引入动物舱可供小动物饮用。

后端输气管的一端与缓冲罐相接，另一端与分布器相接。

所述分布器为一节盲管，由两端设有封头、上部开许多排气孔的一节管子构成。分布器上部设排气孔，下部不设排气孔，这样做的目的是，避免气流直面小动物，设众多排气孔的目的是尽可能使排气均匀。

压力传感器、氧探头伸入动物舱内，固定在上盖上。

任何状态下，当动物舱的内压高于设定值时，排气孔上的电磁阀打开，排气孔向外排放气体。内压一旦达到设定值，电磁阀复位。内压的设定值可以等于大气压值，也可以低于大气压值。

排气孔上的电磁阀一端安装在上盖的接管上，自由状态的另一端构成排气孔。它是高压气体以及低氧空气排放的通道。

前端空气导管、前端氮气导管上各装有流量计，流量计上设有调节手柄、浮子，调节手柄控制气体的流量大小，浮子起缓冲作用，能减小气体的冲击力，使输出的气流平稳舒缓。

后端氮气导管、后端空气导管通过三通与前端输气管相接。

所述缓冲罐为一球形中空容器，上下各开一口，上部开口与后端输气管相接，下部开口与前端输气管相接。缓冲罐的作用是通过输气管管径的急剧变化，减小单位面积流体的流量，进而达到减小气体压力的作用。从而使输送进入动物舱的气体舒缓，减小甚至消除细股急流气体对小动物的伤害。

有益效果：本实用新型一种实验动物氧舱结构，通过调节氮气的浓度，达到间接控制空气中氧气浓度的效果；氧气浓度的大小以及维持低氧环境的时间，均由中央处理器自动控制，自动化程度高，无须专人守候，减轻了实验人员的劳动强度；流量计、分布器以及缓冲罐的使用，减小甚至消除了细股急流气体对小动物的伤害，具有供气均匀、平缓的优点，从源头上消除了动物舱氧浓度分布不均匀的现象；另外设备的结构简单、容易加工制造，成本较低，易于推广应用。

附图说明

图1 本实用新型一种实验动物氧舱结构结构示意图；

图2 本实用新型中央处理系统结构示意图；

图3 本实用新型空气泵结构示意图；

图4 本实用新型动物舱结构示意图；

图5 本实用新型动物舱内部结构示意图；

图6 本实用新型分布器结构示意图。

附图编号

具体实施方式

下面结合附图1~图6对本实用新型作进一步说明：

一种实验动物氧舱结构由氮气瓶1、空气泵5、动物舱4、缓冲罐2、中央处理器3、流量计17、分布器45以及若干个导管、电缆线等构成。其中流量计17、缓冲罐2、分布器45组成本实用新型的减压系统，通过减压系统的降压，使输入的气体逐级降低到大气压值。中央处理器3、电磁阀15、电磁阀16、电磁阀42、氧探头11、压力传感器10构成本实用新型的中央处理系统。

所述氮气瓶1内盛装氮气，氮气瓶1通过前端氮气导管12经流量计、缓冲罐2后与动物舱4相连。由于空气的主要成分是氧气和氮气,因此本实用新型动物舱4内的氧气浓度由氮气间接控制。

所述空气泵5通过前端空气导管6经流量计17、缓冲罐2后与动物舱4相连。

所述中央处理器3为整个装置的控制系统，负责空气泵5、电磁阀15、电磁阀16、电磁阀42的开启与关闭，负责动物舱4内压力以及氧浓度的数据处理。动物舱4的内压由压力传感器10探测，氧气浓度由氧探头11探测，它们探测的数据传送给中央处理器3。内压数据、氧气浓度数据以及设定的时间数据是中央处理器3判断各个功能部件开启与关闭的基础。中央处理器3可以由电子芯片及一些电子元件构成，也可以用电子计算机来担当。

所述动物舱4为一密闭容器，上部设有上盖61，上盖61可以打开，内置饲料盘46可以预先放置饲料，外置供水瓶41，通过导管引入动物舱4可供小动物饮用。

后端输气管44的一端与缓冲罐2相接，另一端与分布器45相接。

所述分布器45为一节盲管，由两端设有封头52、上部开许多排气孔53的一节管子构成。分布器45上部设排气孔，下部不设排气孔，这样做的目的是，避免气流直面小动物，设众多排气孔的目的是尽可能使排气均匀。

压力传感器10、氧探头11伸入动物舱4内，固定在上盖61上。

任何状态下，当动物舱4的内压高于设定值时，电磁阀42打开，排气孔43向外排放气体。内压一旦达到设定值，电磁阀42复位。内压的设定值可以等于大气压值，也可以低于大气压值。

电磁阀42的一端安装在上盖61的接管上，自由状态的另一端构成排气孔43。它是高压气体以及低氧空气排放的通道。

前端空气导管6、前端氮气导管12上各装有流量计17，流量计17上设有调节手柄19、浮子18，调节手柄19控制气体的流量大小，浮子18起缓冲作用，能减小气体的冲击力，使输出的气流平稳舒缓。

后端氮气导管13、后端空气导管14通过三通与前端输气导管51相接。

所述缓冲罐2为一球形中空容器，上下各开一口，上部开口与后端输气管44相接，下部开口与前端输气管51相接。缓冲罐2的作用是通过输气管管径的急剧变化，减小单位面积流体的流量，进而达到减小气体压力的作用。从而使输送进入动物舱4的气体舒缓，减小甚至消除细股急流气体对小动物的伤害。

本实用新型的工作原理及工作步骤：

人的阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征其实质是缺氧，用小动物模拟缺氧状态，目的是通过改变氧气的浓度以及维持时间，观察缺氧状态对脑子所造成的损伤。根据呼吸过程中缺氧、复氧环节的不同，可将模拟实验的一个周期分为以下四个阶段。

第一步骤缺氧的进入阶段：当达到缺氧状态设定的时刻时，中央处理器3发出指令，电磁阀42关闭，动物舱4上的排气孔43处于关闭状态，从而使动物舱4处于密闭状态，电磁阀16开启，氮气瓶1给动物舱4输送氮气。氧气浓度由氧探头11适时监测，当氧气浓度达到设定的缺氧状态值时，中央处理器3发出指令，电磁阀16关闭，氮气输送停止。此阶段电磁阀15始终处于关闭状态。

第二步骤缺氧维持阶段：此阶段由中央处理器3设定保持时间，此阶段各个电磁阀均处于关闭状态。

第三步骤氧浓度的恢复阶段：当设定的缺氧时刻达到时，中央处理器3发出指令，电磁阀42打开，动物舱4内的气体由排气孔43向外排放，同时中央处理器3发出指令开启空气泵5、打开电磁阀15，将新鲜空气向动物舱4内输送。此阶段电磁阀16始终处于关闭状态。

第四步骤氧浓度正常阶段：此阶段初期，电磁阀15、电磁阀42、空气泵5均处于开启状态，当氧浓度恒定在设定的值时，空气泵5停车，电磁阀15关闭，氧浓度值一旦低于设定值即开启空气泵5。此阶段的维持时间由中央处理器3设定。此阶段电磁阀16始终处于关闭状态，电磁阀42始终处于开启状态。

根据实验要求重复上述步骤，即可完成小动物的间歇低氧环境实验。

Claims (5)

1.一种实验动物氧舱结构，包括氮气瓶、空气泵、动物舱装置，其特征在于：实验动物氧舱结构由氮气瓶（1）、空气泵（5）、动物舱（4）、中央处理器（3）、第一电磁阀（15）、第二电磁阀（16）、第三电磁阀（42）以及若干个导管、电缆线构成；后端输气管（44）的一端与缓冲罐（2）相接，另一端与分布器（45）相接。

2.根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于：动物舱（4）上部设有上盖（61），上盖（61）可以打开，内置饲料盘（46）可以预先放置饲料，外置供水瓶（41），通过导管引入动物舱（4），可供小动物饮用。

3.根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于：中央处理器（3）为整个装置的控制系统，负责空气泵（5）、第一电磁阀（15）、第二电磁阀（16）、第三电磁阀（42）的开启与关闭，负责动物舱（4）内压力数据以及氧浓度数据的处理；动物舱（4）内的内压由压力传感器（10）探测，氧气浓度由氧探头（11）探测，它们探测的数据传送给中央处理器（3）；内压数据、氧气浓度数据以及设定的时间数值是中央处理器（3）判断各个功能部件开启与关闭的基础。

4.根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于：压力传感器（10）、氧探头（11）伸入动物舱（4）内，固定在上盖（61）上。

5.根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于：第三电磁阀（42）的一端安装在上盖（61）的接管上，自由状态的另一端构成排气孔（43）。