CN211560522U - 一种自动化定量烟熏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化定量烟熏装置，该装置包括供烟箱、反应箱和吸烟桶，供烟箱与反应箱之间用输气管连通，反应箱和吸烟桶之间用出气管连通，输气管上接入第一电动阀，出气管上接入第二电动阀，供烟箱顶部设有第一送风扇，底部设有烟草放置器，反应箱的顶部设有第二送风扇，吸烟桶内设有能够吸附烟的吸烟物，利用烟感器、氧气浓度传感器及压力感应器分别检测反应箱内的烟浓度、氧浓度和压力，依据设定值，通过控制控制第一风扇、第一电动阀、第二风扇、第二电动阀的运行，进而定量控制反应箱内的烟雾和氧浓度。

Description

一种自动化定量烟熏装置

技术领域

本实用新型涉及动物实验装置，特别涉及一种自动化定量烟熏装置。

背景技术

在医学动物实验技术领域，烟熏常常应用于动物疾病模型建立，比如慢性支气管炎动物模型、肺气肿动物模型、慢性阻塞性肺疾病动物模型、诱发性肺癌动物模型等。

目前烟熏动物模型装置主要是自制烟熏箱盒或留有通气孔的自制烟熏箱。例如，专利CN202654264U公开了一种制作烟熏慢性阻塞性肺疾病动物模型的装置，请参考图3，该装置为由侧板、底板和活动顶盖构成的箱体，在活动顶盖上设置有排烟装置，侧板上设有进气装置，箱体外部靠近进气装置处设置有风扇，底板上设置有燃烟室。烟草在燃烟室内燃烧，所产生的烟雾不能定量控制，导致烟熏箱内的烟浓度过多或过少。现有装置具有如下缺陷：(1)由于不同大小鼠体重和体质差异，对烟熏浓度和耐受存在差异，无法稳定均一的建立模型；(2)由于烟熏箱中烟浓度过高或者氧气消耗，导致建模动物死亡；(3)大小鼠喜爱抱团，不能实现每只建模动物吸入烟的量均一性；(4)烟雾直接排放影响实验室空气环境。以上缺点均能导致试验数据的误差较大，影响正常数据的采集。

实用新型内容

为解决上述现有技术中的至少一个缺陷，本实用新型提供一种自动化定量烟熏装置，该装置包括：

供烟箱，供烟箱内设有烟草放置器，供烟箱上装有第一送风扇；

反应箱，反应箱上装有第二送风扇，反应箱内设有烟感器、氧气浓度传感器及压力感应器；

输气管，输气管将反应箱与供烟箱连接，输气管上接入第一电动阀；

吸烟桶，吸烟桶内设有能够吸附烟的吸烟物；

出气管，出气管将反应箱与吸烟桶连接，出气管上接入第二电动阀；以及

控制器，控制器分别与烟感器、氧气浓度传感器、压力感应器、第一送风扇、第一电动阀、第二送风扇及第二电动阀电性连接；

其中，控制器用于接收来自烟感器的反应箱内烟浓度讯息，并当烟浓度高于设定烟浓度时，停止第一送风扇运转和关闭第一电动阀，停止向反应箱供烟；

控制器还用于接收来自氧气浓度传感器的反应箱内氧浓度讯息，并当氧浓度低于设定氧浓度下限时，启动第二送风扇，向反应箱内输送空气，当氧浓度超过设定氧浓度上限时，停止第二送风扇；

控制器还用于接收来自压力感应器的反应箱内压力讯息，并当压力高于设定压力值时，开启第二电动阀，排放反应箱内的多余烟雾。

本实施方式的供烟箱为燃烟区域，反应箱为动物饲养区，吸烟桶为烟雾回收区，三个区域分别布置于不同的箱体中，箱体之间用管道连通，并用电动阀控制管道通断，根据烟感器检测的烟浓度讯息、氧气浓度传感器检测的氧浓度讯息、压力感应器检测的反应箱压力讯息，控制器控制第一送风扇、第一电动阀、第二送风扇及第二电动阀的运行，实现反应箱内烟浓度、氧浓度及压力值的自动化定量控制，由此所带来的有益效果是：(1)实验人员可根据大鼠和小鼠对烟熏浓度和耐受的差异，利用本装置的定量控制优点，有利于稳定均一的建立烟熏模型；(2)有效防止了反应箱中烟浓度过高或者氧气消耗导致的建模动物死亡；(3)吸烟桶回收废弃的烟雾，降低了实验室环境污染。

在某些实施方式中，供烟箱的侧面设有第一门窗，第一门窗包含透明玻璃和密封圈。打开第一门窗后可向烟草放置器中投放烟草，透过第一门窗观察烟草的燃烧情况。关闭第一门窗后，密封圈起到密封作用，避免烟雾从第一门窗泄漏。

在某些实施方式中，烟草放置器的材质为石英。石英材料的优点是耐高温。

在某些实施方式中，反应箱由隔离网均等分。隔离网在反应箱中分隔出多个动物饲养区，可同时建立多只动物的烟熏模型。

在某些实施方式中，隔离网可拆卸安装在反应箱内。隔离网可拆卸，便于根据动物大小调整每个动物饲养区的空间大小。

在某些实施方式中，隔离网为不锈钢丝网。各动物饲养区之间用丝网隔离，可降低动物模型建立的误差。

在某些实施方式中，还包括显示屏，显示屏用于输入设定烟浓度、设定氧浓度上限、设定氧浓度下限以及设定压力值。

在某些实施方式中，反应箱的顶部设有第二门窗，第二门窗包含透明玻璃，第二送风扇设置在第二门窗上。打开第二门窗后，可向反应箱中放入建模动物或从中取出建模动物。试验人员还可以透过第二门窗观察小鼠状态。

在某些实施方式中，吸烟物包含活性炭。活性炭起到吸附烟雾的作用。

附图说明

图1为本公开一实施例的自动化定量烟熏装置。

图2为本公开一实施例的控制器连接关系示意图。

图3为现有技术中的烟熏装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1，本公开提供一种自动化定量烟熏装置，该装置包括供烟箱2、反应箱7和吸烟桶15，其中供烟箱2与反应箱7之间通过输气管5连通，反应箱7与吸烟桶15之间通过出气管14连通，输气管5上接入一第一电动阀6，出气管14上接入一第二电动阀13。第一电动阀6和第二电动阀13分别控制相应管路的通断。

供烟箱2的顶部装有第一送风扇1，供烟箱2的内底部设有烟草放置器4。供烟箱2为烟雾发生区，烟草在烟草放置器4中燃烧，第一送风扇1用于向供烟箱2内输送空气，为烟草燃烧提供氧气。第一电动阀6开启状态下，烟草燃烧产生的烟雾通过输气管5进入反应箱7。优选地，第一送风扇1采用低速送风模式，且风量可调，可以起到调节烟雾产生的作用。

反应箱7为动物饲养区。反应箱7的顶部装有第二送风扇18，第二送风扇18用于向反应箱7内输送空气，增加反应箱7内的氧气浓度。反应箱7内设有烟感器10、氧气浓度传感器11及压力感应器12，其中烟感器10用于实时监测反应箱7内的烟浓度，氧气浓度传感器11用于实时监测反应箱7内的氧浓度，压力感应器12用于实时监测反应箱7内的压力。

吸烟桶15内设有能够吸附烟的吸烟物16。第二电动阀13开启状态下，反应箱7内的烟雾通过出气管14进入吸烟桶15。多余的烟雾排入到吸烟桶15内后被吸烟物16吸附，防止烟雾扩散至实验室中而污染室内环境。

请结合图2，本公开的自动化定量烟熏装置还包括控制器9，控制器9分别与烟感器10、氧气浓度传感器11、压力感应器12、第一送风扇1、第一电动阀6、第二送风扇18及第二电动阀13电性连接。其中，控制器9可以为PLC控制器。

控制器9、烟感器10、第一送风扇1以及第一电动阀6相配合，控制反应箱7内的烟浓度不超过设定烟浓度。设定烟浓度根据建模需要进行选择，通常为点值，若建模所需烟浓度是一个范围值，则可取中间值作为设定氧浓度输入。烟感器10将反应箱7内烟雾浓度变化信号转换成电信号传递到控制器9，控制器9接收来自烟感器10的反应箱7内烟浓度讯息。若反应箱7内的烟浓度没有达到设定烟浓度，则第一送风扇1保持运转状态，且第一电动阀6保持开启状态，持续向反应箱7供烟。随着反应箱7内烟浓度增加，直到烟浓度高于设定烟浓度时，控制器9停止第一送风扇1和关闭第一电动阀6，停止向反应箱7供烟，避免反应箱7内的烟浓度过高而导致动物死亡。

控制器9、氧气浓度传感器11和第二送风扇18相配合，控制反应箱7内的氧浓度不低于设定氧浓度下限。具体而言，氧气浓度传感器11将反应箱7内的氧气浓度变化信号转换成电信号传递到控制器9，控制器9接收来自氧气浓度传感器11的反应箱7内氧浓度讯息，并当氧浓度低于设定氧浓度下限时，启动第二送风扇18，向反应箱7内输送空气，避免反应箱7内的氧浓度过低而导致动物窒息死亡。此外，还设定一氧浓度上限，随着反应箱7内氧浓度升高，当氧浓度高于设定氧浓度上限时，控制器9关闭第二送风扇18。由此可将反应箱7内的氧浓度维持在设定氧浓度下限和设定氧浓度上限之间。

控制器9与第二电动阀13相配合，将多余的烟雾排出反应箱7。具体而言，随着烟雾和空气进入反应箱7，反应箱7内的压力上升，压力感应器12检测反应箱7内的压力值，控制器9接收来自压力感应器12的反应箱7内压力讯息，并当压力高于设定压力值时，开启第二电动阀13，排放反应箱7内的多余烟雾。

进一步地，供烟箱2的侧面设有第一门窗3，第一门窗3包含透明玻璃和密封圈。打开第一门窗3后可向烟草放置器4中投放烟草，透过第一门窗3观察烟草的燃烧情况。密封圈设置在第一门窗3边缘，关闭第一门窗3后，密封圈起到密封作用，避免烟雾从第一门窗3边缘泄漏。

进一步地，烟草放置器4的材质为石英。石英烟草放置器4的优点是耐高温。

进一步地，反应箱7由隔离网8均等分。隔离网8在反应箱中分隔出多个动物饲养区，可同时建立多只动物的烟熏模型，有效地避免动物之间抱团。优选地，隔离网8可拆卸地安装在反应箱7内，便于根据动物大小调整每个动物饲养区的空间大小。

进一步地，隔离网8为不锈钢丝网。各动物饲养区之间用丝网隔离，可降低动物模型建立的误差。

进一步地，还包括显示屏19，显示屏19用于输入设定烟浓度、设定氧浓度上限、设定氧浓度下限以及设定压力值。显示屏19可以安装在反应箱7的外壁。显示屏19为触摸屏，能够显示人机操作界面，实验人员可在操作界面上输入设定烟浓度、设定氧浓度上限、设定氧浓度下限和设定压力值等参数。显示屏19还能实时显示反应箱7内的烟浓度、氧浓度和压力值。

进一步地，反应箱7的顶部设有第二门窗17，第二门窗17包含透明玻璃，第二送风扇18设置在第二门窗17上。打开第二门窗17后，可向反应箱中放入建模动物或从中取出建模动物。试验人员还可以透过第二门窗17观察建模动物的状态。

进一步地，吸烟物16包含活性炭。活性炭起到吸附烟雾的作用。

本公开的自动化定量烟熏装置的优点是：

(1)当反应箱7内的烟浓度达到设定烟浓度时，自动停止向反应箱7供烟，使反应箱7内的烟浓度保持在设定烟浓度水平。由此带来的好处是可以有效防止因烟浓度过高所导致的动物死亡，也能防止烟浓度不足所导致的建模失败。此外，实验人员可依据大小鼠体重和体质差异分别选择设定烟浓度，实现稳定均一的建立模型。

(2)保持氧浓度在建模所需的范围内，避免氧浓度过低导致动物窒息死亡；

(3)通过试验箱内均匀间隔小室，能够实现多只大小鼠同时建模，并且能够保证个体之间的建模吸烟均一性；

(4)通过活性碳吸附排散的烟雾，保证实验室内空气新鲜。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动化定量烟熏装置，其特征在于，包括：

供烟箱(2)，所述供烟箱(2)内设有烟草放置器(4)，所述供烟箱(2)上还装有第一送风扇(1)；

反应箱(7)，所述反应箱(7)上装有第二送风扇(18)，所述反应箱(7)内设有烟感器(10)、氧气浓度传感器(11)及压力感应器(12)；

输气管(5)，所述输气管(5)将所述反应箱(7)与所述供烟箱(2)连接，所述输气管(5)上接入第一电动阀(6)；

吸烟桶(15)，所述吸烟桶(15)内设有能够吸附烟的吸烟物(16)；

出气管(14)，所述出气管(14)将所述反应箱(7)与所述吸烟桶(15)连接，所述出气管(14)上接入第二电动阀(13)；以及

控制器(9)，所述控制器(9)分别与所述烟感器(10)、氧气浓度传感器(11)、压力感应器(12)、第一送风扇(1)、第一电动阀(6)、第二送风扇(18)及第二电动阀(13)电性连接；

其中，所述控制器(9)用于接收来自所述烟感器(10)的反应箱(7)内烟浓度讯息，并当烟浓度高于设定烟浓度时，停止第一送风扇(1)运转和关闭第一电动阀(6)，停止向反应箱(7)供烟；

所述控制器(9)还用于接收来自所述氧气浓度传感器(11)的反应箱(7)内氧浓度讯息，并当氧浓度低于设定氧浓度下限时，启动第二送风扇(18)，向反应箱(7)内输送空气，当氧浓度超过设定氧浓度上限时，停止第二送风扇(18)；

所述控制器(9)还用于接收来自所述压力感应器(12)的反应箱(7)内压力讯息，并当压力高于设定压力值时，开启第二电动阀(13)，排放反应箱(7)内的多余烟雾。

2.根据权利要求1所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，所述供烟箱(2)的侧面设有第一门窗(3)，所述第一门窗(3)包含透明玻璃和密封圈。

3.根据权利要求1所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，所述烟草放置器(4)的材质为石英。

4.根据权利要求1所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，所述反应箱(7)由隔离网(8)均等分。

5.根据权利要求4所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，所述隔离网(8)为不锈钢丝网。

6.根据权利要求4所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，所述隔离网(8)可拆卸安装在所述反应箱(7)内。

7.根据权利要求1所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，还包括显示屏(19)，所述显示屏(19)用于输入设定烟浓度、设定氧浓度上限、设定氧浓度下限以及设定压力值。

8.根据权利要求1所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，所述反应箱(7)的顶部设有第二门窗(17)，所述第二门窗(17)包含透明玻璃，所述第二送风扇(18)设置在所述第二门窗(17)上。

9.根据权利要求1所述的自动化定量烟熏装置，其特征在于，所述吸烟物(16)包含活性炭。

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