CN215080230U - 一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，包括动物活动室，动物活动室的顶部通过供烟管道与烟雾制备箱的出口连通，所述烟雾制备箱有四个入口，其中三个分别连接O2供应装置、CO2供应装置和CO供应装置，动物活动室的下部通过带再循环阀的再循环管道连通烟雾制备箱的第四个入口，所述供烟管道上设置有成分测量装置、手动阀、风机和流量计，所述动物活动室中设置有浓度仪。本发明还提供了基于所述烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置的试验方法，可有效监控整个试验过程中动物活动室内的烟雾成分、浓度、温度、湿度等，同时将香烟烟雾循环利用，减少烟雾发生器的运行。
Description
技术领域
本发明属于医药学试验设备技术领域，特别涉及一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置。
背景技术
利用香烟烟雾进行动物慢性阻塞性疾病试验是一项常规的医学研究试验，现有装置中存在香烟烟雾不能充分利用，香烟烟雾水分较大以及容易扩散到外部环境等问题。
申请人在2021-03-01提交了名称为：一种新型动物慢性阻塞性疾病试验模型装置，申请号为：202120438339.5的专利申请，有效解决了上述问题。
申请人在后续试验中发现，上述专利未关注具体的动物活动环境要求(例如烟雾浓度、活动室的温湿度等)，因而不能细化检测试验条件与效果之间的关系，造成试验效果欠佳。并且其将未利用的香烟烟雾利用活性炭吸附后排放，虽然基本不会对实验室环境造成大的影响，但却在一定程度上浪费了已经生成的香烟烟雾。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，以CO、CO2和O2的混合气体模拟香烟有效监控整个试验过程中动物活动室内的烟雾成分、浓度、温度、湿度等，同时将香烟烟雾循环利用，减少烟雾发生器的运行。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，包括动物活动室14，动物活动室14的顶部通过供烟管道与烟雾制备箱7的出口连通，所述烟雾制备箱7有四个入口，其中三个分别连接O2供应装置1、CO2供应装置2和CO供应装置3，动物活动室14的下部通过带再循环阀20的再循环管道21连通烟雾制备箱7的第四个入口，所述供烟管道上设置有成分测量装置8、手动阀9、风机10和流量计11，所述动物活动室14中设置有浓度仪16。
所述动物活动室14的顶部设置有活性炭干燥层13。
所述动物活动室14的顶部设置有电热丝加热器12，内部设置有湿/温度仪 15。
所述O2供应装置1上设置有O2流量计4，CO2供应装置2上设置有CO2流量计5，CO供应装置3上设置有CO流量计6。
所述动物活动室14中设置动物废弃物置留层17，动物活动室14的底部设置带有排污阀18的两路排污口19。
本发明还提供了一种基于所述烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置的试验方法，包括：
根据试验动物的年龄及发育情况判断制定烟雾成分中各种气体的浓度；
通过烟雾制备箱7制备烟雾，并利用风机10将烟雾通过供烟管道将烟雾送入动物活动室14；
通过成分测量装置8判断烟雾成分，通过浓度仪16检测动物活动室14内的烟雾浓度；
当烟雾成分和浓度均满足试验需求，使试验动物进入动物活动室14，进行动物试验。
进一步地，试验过程中持续检测烟雾浓度与成分，如超出原始设置值，则打开排气阀将烟雾排出，重新制备烟雾。
进一步地，利用神经网络建立预测模型，在试验动物进入动物活动室14后，按照设置的时间间隔，采集O2供应量、CO2供应量、CO供应量、试验动物的呼吸频率、动物活动室14中的烟雾浓度做为模型的输入，模型的输出为动物活动室14中下一时刻的烟雾浓度，根据输出结果和动物活动室14中当前时刻的烟雾浓度，控制下一时刻的O2供应量、CO2供应量、CO供应量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、烟雾制备箱单独设置，并通过布置流量计，可精确地向动物活动室提供烟雾，避免在动物活动室内制造烟雾导致的烟雾量无法精确调控问题。
2、利用风机和循环管路实现烟雾循环，避免浪费和外排污染实验环境，彻底解决了目前实验中有毒气体泄露危害人体健康及大气环境的问题。
3、烟雾制备所需成分分别送入，可以实时监控流量，精确控制各成分的浓度，并在出口再次检测烟雾成分，确保了烟雾制备达到试验所需的要求。
4、可为烟雾加热、除湿，确保试验环境中烟雾的温湿度满足要求。
5、在试验环境中实时监测烟雾浓度，使得动物呼吸环境能够达到试验要求。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2为本发明中烟雾加热、干燥及动物活动室系统刨面立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明为一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，包括动物活动室14，动物活动室14有烟雾入口、烟雾出口和排污口19，其中烟雾入口在其顶部，烟雾出口在下部或底部，排污口19位于底部，本发明设置两路排污口19，以防单路拥堵，排污口19上可安装排污阀18，动物活动室14 内置水平的格栅以承载试验动物，格栅下为动物废弃物置留层17。
本发明为动物活动室14设置里的单独的烟雾制备箱7，而非在动物活动室 14内制造烟雾，烟雾制备箱7有四个入口和一个出口，其中三个入口分别连接O2供应装置1、CO2供应装置2和CO供应装置3，第四个入口通过带再循环阀20的再循环管道21与动物活动室14的烟雾出口连同，出口与动物活动室14的烟雾入口通过供烟管道连通，部分被动物呼吸利用的烟雾，通过再循环管道送入到烟雾制备箱7内循环利用。可以确保整个过程中烟雾能够充分利用，不会存在大量的烟雾扩散到外部环境的问题。
本发明中，O2供应装置1上设置有O2流量计4，CO2供应装置2上设置有CO2流量计5，CO供应装置3上设置有CO流量计6，供烟管道上设置有成分测量装置8、手动阀9、风机10和流量计11，动物活动室14中则设置有浓度仪16，成分测量装置8为TESTO350(CO、CO2、O2成分测量仪)，浓度仪16 为BH-4测量仪。
本发明中，O2供应装置1、CO2供应装置2及CO供应装置3布置在烟雾制备箱7前端，为制备烟雾提供必要成分，三种气体出口均布置切断阀及流量计，可以时时监控流量，精确控制烟雾制备箱7内各成分的浓度。
烟雾制备箱7出口的成分测量装置8，能够精确检测烟雾的成分，确保烟雾制备达到试验所需的要求。
供烟管道中间的风机10为整个装置提供循环动力，确保烟雾能够流动畅通。尾部的流量计11可以精确监测送入动物活动室14内的烟雾量。
动物活动室14的烟雾入口处可设置电热丝加热器12和活性炭干燥层13，活性炭干燥层13吸附烟雾中的水分，确保动物活动室内的烟雾干燥，不会在动物身份外表面产生水雾及液体。电热丝加热器12确保将制备好的烟雾加热到试验所需的的温度，并且，在动物活动室14内部设置湿/温度仪15，与浓度测量仪16一起，实时监测动物活动室14内的环境参数，使得动物呼吸环境能够达到试验要求。
本发明还提供了一种基于所述烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置的试验方法，包括：
根据试验动物的年龄及发育情况判断所需烟雾的中各种气体的浓度，计算所需的CO、CO2、O2的理论量，打开切断阀开始在烟雾制备箱7中制备烟雾，并利用流量计监测输入量，之后利用风机10将烟雾通过供烟管道将烟雾送入动物活动室14，过程中利用成分测量装置8再次检测烟雾中的成分即所计算的浓度，确保三种气体的混合配比满足要求(例如，以体积分数计：20％CO、70％CO2、 10％O2)，如数据有误，则说明烟雾制备箱7前端输入有故障。
在动物活动室14中，通过浓度仪16检测烟雾浓度，当烟雾成分和浓度均满足试验需求，即可使试验动物进入动物活动室14，进行动物试验，试验过程中持续检测烟雾浓度与成分，如超出原始设置值，则打开排气阀将烟雾排出，重新制备烟雾。
本发明可利用控制器智能控制O2供应装置1、CO2供应装置2及CO供应装置3的切断阀，具体地，可利用神经网络建立预测模型，在试验动物进入动物活动室14后，按照设置的时间间隔，采集O2供应量、CO2供应量、CO供应量、试验动物的呼吸频率、动物活动室14中的烟雾浓度做为模型的输入，模型的输出为动物活动室14中下一时刻的烟雾浓度，根据输出结果和动物活动室14 中当前时刻的烟雾浓度，控制下一时刻的O2供应量、CO2供应量、CO供应量。
该控制方法考虑到了随着试验的进行，动物的吸入量会逐渐减少，且动物吸入不同气体成分的量也可能不同，若持续以恒定成分和恒定流量送入烟雾，则有可能影响试验效果，因此，通过数据训练和模型预测的方式，预测控制下一时刻的成分供应量，以期达到更好和更符合实际情况的试验效果。
综上，本发明试验装置一方面能够时时监测各个环节关键参数，确保试验高质量完全，另一方面在试验过程中，烟雾循环利用未排向外界环境，不会造成试验内试验人员的人体健康及大气环境问题，具有简单易实现、试验效果好等特点。
Claims (5)
1.一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，包括动物活动室(14)，动物活动室(14)的顶部通过供烟管道与烟雾制备箱(7)的出口连通，其特征在于，所述烟雾制备箱(7)有四个入口，其中三个分别连接O2供应装置(1)、CO2供应装置(2)和CO供应装置(3)，动物活动室(14)的下部通过带再循环阀(20)的再循环管道(21)连通烟雾制备箱(7)的第四个入口，所述供烟管道上设置有成分测量装置(8)、手动阀(9)、风机(10)和流量计(11)，所述动物活动室(14)中设置有浓度仪(16)。
2.根据权利要求1所述烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，其特征在于，所述动物活动室(14)的顶部设置有活性炭干燥层(13)。
3.根据权利要求1所述烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，其特征在于，所述动物活动室(14)的顶部设置有电热丝加热器(12)，内部设置有湿/温度仪(15)。
4.根据权利要求1所述烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，其特征在于，所述O2供应装置(1)上设置有O2流量计(4)，CO2供应装置(2)上设置有CO2流量计(5)，CO供应装置(3)上设置有CO流量计(6)。
5.根据权利要求1所述烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置，其特征在于，所述动物活动室(14)中设置动物废弃物置留层(17)，动物活动室(14)的底部设置带有排污阀(18)的两路排污口(19)。
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| CN202120978425.5U CN215080230U (zh) | 2021-05-10 | 2021-05-10 | 一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置 |
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| CN202120978425.5U CN215080230U (zh) | 2021-05-10 | 2021-05-10 | 一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113069240A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-07-06 | 西安培华学院 | 一种烟雾循环利用的动物慢性阻塞性疾病试验装置与方法 |
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2021
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