CN207779979U - 模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，包括呼吸单元，呼吸单元上依次连接有气体仓、真空泵和染毒仓，气体仓内还设置有烟雾浓度检测器；呼吸单元包括呈橄榄球状的球囊，球囊的轴向两端分别固接有管接头a和管接头b，管接头a依次连接管a和进气管，管接头b依次连接管b和出气管；进气管内设置有单向阀a；出气管内设置有单向阀b。本发明的仿生装置通过呼吸单元模拟人肺脏呼吸，通过控制挤压球囊的幅度和速度来控制吸气时长和停止时长，从而准确的模拟出人体的实际吸烟过程，进而可精确地测量人体在实际吸烟过程中所摄取的某种有害成分的量以及进行相关的毒理实验，有很好的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型属于烟草毒理研究设备技术领域，具体涉及一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置。
背景技术
烟草及其制品既是一种特殊的农作物，又是一种经济产品，主要包括以下几类：烟叶、雪茄烟、电子烟、卷烟和其他烟草制品。烟草作物易在生长过程中从环境或土壤中吸收和富集许多物质，比如重金属，在人抽吸烟过程中，烟气中含有7000多种有害成分，对人体健康造成极大危害。但在目前的烟气毒理学研究，大部分实验中的吸烟装置不能很好的模拟出人实际吸烟环境下的烟气，所得的毒理实验相关结果也不能很好的解释在人体发生的实际病理生理过程。而模拟出人实际吸烟环境下的烟气尤其是主流烟气的高度模拟，对于研究体外实验是很有意义的。
在对卷烟烟气成分、燃烧温度等指标的检测中，研究机构一般选用各种型号的吸烟机。不同的抽吸条件会对卷烟的燃烧有很大影响，为了使不同实验室之间得到的检测数据具有可比性，FTC/ISO(美国联邦贸易委员会/国际标准化组织)规定的吸烟机的标准抽吸条件为：一次抽吸容量35ml，抽吸时间2s，抽吸间隔58s，标准烟蒂长度为下述长度中的最大者：23mm，滤嘴长8mm，外包纸长3mm，目前实验室使用的吸烟机大多根据这一标准设计的。
在进行卷烟主流烟气中重金属含量的测定时，由于目前大部分吸烟机的抽吸方式可调范围不够灵活，由此开展的研究工作遇到很多困难：在实际的吸烟人群中，吸烟者的吸烟习惯存在较大差异，由不同吸烟者观察到的吸烟参数变化范围为：每口抽吸容量：20-80cm3，抽吸时间0.8-3.0s，抽吸间隔为20-100s(Creighton and Lewis，1978；Schultz andSoehofer，1978；Darrall， 1988)，因此，FTC/ISO制定的标准抽吸条件并不能反映吸烟者的真实吸烟行为；常规吸烟机不能令燃烧的卷烟保持稳定持续抽吸状态，因此无法进行大量的、可重复性的吸烟实验；不同卷烟的静燃速率存在一定差异，可能导致其抽吸口数不同，检测到的主流烟气中毒性成分比如重金属的单口生成量可能存在较大误差，影响检测结果的准确性和真实性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，解决了现有实验吸烟机不能准确的模拟出人实际吸烟环境下的烟气以及主流烟气的高度、抽吸方式可调范围不灵活的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，包括呼吸单元，呼吸单元上依次连接有气体仓、真空泵和染毒仓，气体仓内还设置有烟雾浓度检测器。
本实用新型的特征还在于，
呼吸单元包括呈橄榄球状的球囊，球囊的轴向两端分别固接有管接头a 和管接头b，管接头a依次连接管a和进气管，管接头b依次连接管b和出气管；
进气管内设置有单向阀a；出气管内设置有单向阀b。
球囊上还设置有矩形的透明窗口，球囊外壁上均匀分布有若干磨砂颗粒。
管a和进气管通过螺纹连接；管b和出气管通过螺纹连接。
管a的内径为8mm，进气管的内径为12mm；
管b的内径为12mm，出气管的内径为14mm。
球囊的体积不超过1600ml，且其长轴长度不超过150mm。
真空泵型号为AP-370，其空载流量为≥2.6L/min。
烟雾浓度检测器型号为ZRS-5559。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置使用呼吸单元模拟人体的肺脏呼吸，通过挤压球囊的幅度和速度来控制吸气时长和停止时长，从而准确的模拟出人体的实际吸烟过程；通过在球囊外壁设置磨砂颗粒方便操作人员拿取使用，内壁为光滑的表面减少烟气在其内壁的粘附；通过烟雾浓度检测器的配合使用，进而可精确地测量人体在实际吸烟过程中所摄取的某种有害成分的量以及进行相关的毒理实验，有很好的实用价值。
附图说明
图1是本实用新型一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置的结构示意图；
图2是本实用新型一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置中单向阀a的使用状态图，
图2(a)为闭合时状态图，图2(b)为打开时状态图；
图3是本实用新型一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置中球囊的结示意图。
图中，1.磨砂颗粒，2.气体仓，3.管接头a，4.管接头b，5.球囊，6.管a，7.进气管，8.染毒仓，9.真空泵，10.透明窗口，11.管b，12.出气管，13.单向阀a，14.单向阀b，15.烟雾浓度检测器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，如图1所示，包括呼吸单元，呼吸单元上依次连接有气体仓2、真空泵9和染毒仓8，气体仓2 内还设置有烟雾浓度检测器15。
呼吸单元为模拟人肺脏吸烟的单元，具体包括呈橄榄球状的球囊5，球囊5的轴向两端分别固接有管接头a3和管接头b4，管接头a3依次连接管 a6和进气管7，管接头b4依次连接管b11和出气管12；进气管7内设置有单向阀a13；出气管12内设置有单向阀b14。进气管7用于把卷烟安装固定，单向阀a13控制烟气方向防止烟气倒吸，单向阀b14控制烟气方向防止烟气倒吸。单向阀以人体静脉瓣的原理用硅胶为材质制成，当球囊5受挤压时气体从出气管12排出，此时单向阀a13处于闭合状态，排出气体后使得球囊5 内处于负压状态，大气压将外界的气体单向阀a13排入，此时单向阀a13为开口状态，如图2(a)和图2(b)所示。
如图3所示，球囊5上还设置有矩形的透明窗口10，便于观察烟气在球囊5内部的状态，透明窗口10的另一个作用为固定每次操作的位置：即一只手在透明窗口10对侧握住球囊5，另一只手按压球囊5，以模拟人肺脏呼吸。球囊5内壁表面光滑可以尽量减少烟油的粘附而影响其使用寿命，球囊 5外壁上均匀分布有若干磨砂颗粒1，外壁为磨砂颗粒1表面作用为增大摩擦力便于实验操作。
管a6外壁有外螺纹、进气管7内壁有内螺纹，两者通过螺纹连接；管b11外壁有外螺纹、出气管12内壁有内螺纹，两者也通过螺纹连接。螺纹连接保证了呼吸单元的气密性
管a6的内径为8mm，进气管7的内径为12mm；管b11的内径为12mm，出气管12的内径为14mm。
球囊5的体积不超过1600ml，且其长轴长度不超过150mm。
真空泵9型号为AP-370，其空载流量为≥2.6L/min；通过硅胶管道连接气体仓2，随后又将烟气通过硅胶管道送往染毒仓8；真空泵9需接通220V 的交流电源供实验室使用。气体仓2通过管道连接呼吸单元中的出气管12、提供进气，其本身为有机玻璃制作的透明长方形体，尺寸可使用40×50× 50cm，其内的烟雾浓度检测器15可以检测PM2.5和PM10两种粒径的烟雾颗粒浓度，精确控制了烟气的浓度，减少实验操作的误差。烟雾浓度检测器 15型号为“卓日升空气检测器”型号为ZRS-5559。
本实用新型仿生装置的具体使用过程如下所示：
将点着的香烟固定在进气口7上，此时操作者挤压球囊5来模拟人吸烟时肺部的运动过程，吸入烟气时，单向阀a13呈打开状态，烟气依次通过进气管7和管a6进入球囊5中，此时，操作者可以通过透明窗口10观察烟气在球囊5内部的状态，随后单向阀b14打开，烟气通过管b7和出气管12进入气体仓2中，烟雾浓度检测器15可检测PM2.5和PM10两种粒径的烟雾颗粒浓度，精确控制了烟气的浓度，当烟气的体积达到预期值时，打开真空泵9，将烟气传送至染毒仓8中进行试验。
本实用新型的仿生装置通过呼吸单元模拟人肺脏呼吸，通过控制挤压球囊5的幅度和速度来控制吸气时长和停止时长，从而准确的模拟出人体的实际吸烟过程，进而可精确地测量人体在实际吸烟过程中所摄取的某种有害成分的量以及进行相关的毒理实验，有很好的实用价值。
Claims (7)
1.一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，其特征在于，包括呼吸单元，呼吸单元上依次连接有气体仓(2)、真空泵(9)和染毒仓(8)，所述的气体仓(2)内还设置有烟雾浓度检测器(15)；
所述呼吸单元包括呈橄榄球状的球囊(5)，球囊(5)的轴向两端分别固接有管接头a(3)和管接头b(4)，管接头a(3)依次连接管a(6)和进气管(7)，管接头b(4)依次连接管b(11)和出气管(12)；
所述的进气管(7)内设置有单向阀a(13)；所述出气管(12)内设置有单向阀b(14)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，其特征在于，所述球囊(5)上还设置有矩形的透明窗口(10)，球囊(5)外壁上均匀分布有若干磨砂颗粒(1)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，其特征在于，所述管a(6)和进气管(7)通过螺纹连接；所述管b(11)和出气管(12)通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，其特征在于，所述管a(6)的内径为8mm，进气管(7)的内径为12mm；
所述管b(11)的内径为12mm，出气管(12)的内径为14mm。
5.根据权利要求1所述的一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，其特征在于，所述球囊(5)的体积不超过1600ml，且其长轴长度不超过150mm。
6.根据权利要求1所述的一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，其特征在于，所述真空泵(9)型号为AP-370，其空载流量为≥2.6L/min。
7.根据权利要求1所述的一种模拟人体呼吸系统吸烟的仿生装置，其特征在于，所述烟雾浓度检测器(15)型号为ZRS-5559。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110687256A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 西安医学院 | 模拟人体呼吸系统抽吸电子烟的仿生装置 |
| CN111366679A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-07-03 | 江西中医药大学 | 一种艾烟富集装置及其分析方法 |
| CN112345687A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-09 | 温州市大荣纺织仪器有限公司 | 带有烟雾测试功能的燃烧假人 |
| CN112730181A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 环境可控的电子烟烟雾量测量装置 |
| CN112835386A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 中南大学 | 一种气溶胶浓度可控的仿生气体流量控制装置 |
| CN113029906A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 华东师范大学 | 一种人体呼出气模拟装置 |
| CN113834703A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-12-24 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种模拟人体生理环境的烟气气溶胶测试装置及测试方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110687256A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 西安医学院 | 模拟人体呼吸系统抽吸电子烟的仿生装置 |
| CN111366679A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-07-03 | 江西中医药大学 | 一种艾烟富集装置及其分析方法 |
| CN112345687A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-09 | 温州市大荣纺织仪器有限公司 | 带有烟雾测试功能的燃烧假人 |
| CN112730181A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 环境可控的电子烟烟雾量测量装置 |
| CN112730181B (zh) * | 2020-12-28 | 2024-03-29 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 环境可控的电子烟烟雾量测量装置 |
| CN112835386A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 中南大学 | 一种气溶胶浓度可控的仿生气体流量控制装置 |
| CN113029906A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 华东师范大学 | 一种人体呼出气模拟装置 |
| CN113834703A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-12-24 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种模拟人体生理环境的烟气气溶胶测试装置及测试方法 |
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