CN85108336A - 压差气泡显示挡光心跳型血液循环仪 - Google Patents

Abstract

压差气泡显示挡光心跳型血液循环仪是一种用来演示血液循环的生物学教学仪器。它靠气液兼用仿心作用微型泵维持液槽和低压室之间的压强差，通过气管、液管向发泡液内注入空气形成带气泡的液流注入透明管路来演示血液循环，并自动回收发泡液，用遮光板挡光法来演示心脏的收缩。用透明膜阻流暗管泄流法来实现液流在透明管路中显示的流向和血液循环方向严格一致。此仪制作主要用塑料为原材料，生产工艺主要是塑料成型和粘接。

Description

压差气泡显示挡光心跳型血液循环仪，是我发明的一种用来演示动物血液循环的生物学教学仪器。

血液循环是生物教学中一个重要课题，据我所知，至今中外还没有用来专门演示动物血液循环的仪器。一九八三年我曾发明了一种比较简单的血液循环仪，我定名它为流吸气泡显示挡光心跳型血液循环仪。我用这种型号的血液循环仪演示青蛙和家兔的血液循环，在一九八三年江西省全省中学自制物理、化学、生物仪器展览会评定获得一等奖。一九八四年我作为江西省的代表参加全国生物学会在上海召开的生物教学、设备研究会，在会上作了专题演示，中央电教馆为此仪作了专题录像，流吸气泡显示挡光心跳型血液循环仪的构造可分三个部分组成：1.流吸式气泡发生器。2.透明管路系统和心跳装置。3.收液筒。如图1。工作原理是利用挂在高处的贮液筒A内的发泡液的压力作用，推动发泡液流过流吸管B，当液体经过流吸管B的狭窄部分时，流速增大，压强减少，把空气通过上方的气孔吸入形成带气泡的液流。这种带小气泡的液流经过管道C注入透明管路系统D。透明管路的颜色可表示动脉血或静脉血。把这个透明管路系统水平的放在投映机上，把带气泡的液流在透明管路中的流动图象映在银幕上，来演示血液循环的过程。用过的发泡液经过管道E排入收液筒F。流吸气泡显示挡光心跳型血液循环仪，关键的问题是使流吸管B的狭窄部分的液流速度调节到能得到比外面的大气压还要小的压强，才能将空气吸入形成带气泡的液流，这样对流吸管在制作时要达到的各项技术指标，要求很严，液流的速度变化，对发泡的影响很大，造成流吸式气泡发生器工作不稳定，容易受外界的影响。为了得到足够的压力，贮液筒要挂在比较高的位置，仪器占的空间就很大。还有使用后的发泡不能自动回收等弊病，造成操作不够方便。由于以上原因，我早就想发明一种更理想的血液循环演示仪，这就是压差气泡显示挡光心跳式血液循环仪（简称沈氏血液循环仪）。压差气泡显示挡光心跳型血液循环仪，是我发明的第二种血液循环演示仪。它的构造如图2所示。全仪分1.压差式气泡发生器A。2.透明管路系统和心跳装置B。压差式气泡发生器是由气液兼用仿心作用微型泵C、低压室D、液槽E、液管F、气管H、发泡管I组成。其工作原理是，气液兼用仿心作用微型泵在微型电机产生的周期性外力作用下，它的工作室K周期性的改变体积的大小。当外力向下压迫工作室K时，工作室的体积变小，N阀关闭，里面的空气通过阀门M排到液槽内，当外力向上作用时，工作室K的体积增大;室内压强减小，M阀关闭，低压室内的空气通过N阀进入泵内。泵不停工作，就能把低压室内的空气一次又一次的泵出使这里成为一低压区。液槽里的发泡液和空气在大气压的作用下分别进入液管和气管在发泡管中形成带气泡的液流通过透明管路系统B不断流进低压室D。透明管路系统平放在投映机上，就能把液流运动的图象映在银幕上，用来演示血液循环的过程。由于用过的发泡液流进低压室，当液面上升到一定的高度，仿心泵就能连液带气一齐送回液槽，能够自动回收发泡液。此泵一机两用一举两得，它是仿心脏的作用进行工作的，所以取名为气液兼用仿心作用微型泵。由于我发明了压差式气泡发生器，使血液循环仪体积大大的缩小，现在的压差式气泡发生器和透明管路系统是连在一起装在一个机座上的。操作也大大简化。由于它是靠压强差来发泡的，液流的速度对它毫无影响，所以工作稳定性能可靠。

此仪还配有心跳装置，它能从投影的图象上，演示出心房心室交换收缩和舒张的运动过程。心跳装置安放在透明管路表示心脏那一部分的外面。它的构造如图3所示。它是由透明传动杆A和两片能绕轴动的遮光板B构成。在微型电机的带动下当透明传动杆A向上推动时如甲图所示，两块遮光板B绕自己的轴如细箭头所示的方向转动，这时遮光板把上面心房的透明部分的光线挡住一部分，而下面心室的透明部分增大，图象上显示出来的是心房收缩心室扩张动作。当透明传动杆向下运动时。如图Z所示。这时两块遮光板绕轴向相反的方向转动，这样遮光板把下面心室的透明部分的光线挡住了一部分，而上面心房的透明部分增大，图象上显示出来的心室收缩心房舒张的动作。用这种简单的挡光法实现了表现心脏交换收缩和舒张这种复杂的运动。此法我定名为挡光心跳法。

此仪在透明管路设计上，还有一个绝妙的方法。当发现液流的方向在某段管道内和血液在这段血管内的流向不能一致时怎么办？这就要采用透明隔膜阻流，暗管泄流法。这就是说管路系统和血液循环的血管不能完全一样。我想从图2中举一例来说明这一问题。图中B是青蛙的管路系统。SP这一段管道不能和表示右心房的管道相通，被隔膜L阻住液流，只能流经PT泄流管。为什么要这样处理呢？设想把隔膜L打通，不要PT段，让SP和右心房相通，其它不变，这样，从图上用小箭头标明气泡的流向去分析，液流流到右心房后就要从P流向S了，这样和血液在SP这一段的流向正好相反。现在有了L隔膜，并做成透明的，使之在投映的图象下看不出它不相通，这样液流从S流向P方向和血液流向一致。到了L外受透明膜的阻挡。由于这里是透明的，看上去好象还是流进了右心房，而实际是经泄流管PT引导到泄流管里去了。只要透明膜做得比较透明而泄流管PT却不能透明，这样处理后的效果还是很好的。我把此法定名为透明膜阻流，暗道泄流法。

由于我发明了压差式气泡发生器、挡光心跳装置、透明膜阻流暗道泄流法。使血液循环仪达到比较完美的地步。用上述三法来演示血液循环的仪器我定名为压差气泡显示挡光心跳型血液循环仪。简称沈氏血液循环仪。并向中国专利局申请这项发明的专利。

据我所知，目前演示动物血液循环比较先进的方法是用动画电影。这种方法投资大，制作时间长，设备庞大复杂昂贵，操作要经过专门的培训才能掌握。我发明的压差气泡显示挡光心跳型血液循环仪相比之下，就显得投资少，造价低，时间短，操作简单效果良好，是中学、卫校、电教以及从事生物基础理论教学的单位都能采用的生物教学仪器。此仪生产所需要的原材料主要是塑料。生产工艺主要是有关塑料成型和粘合技术。较容易投入批量生产。

Claims (3)

1、气液兼用仿心作用微型泵产生压强差的作用，使空气和发泡液同时进入气管和液管，在发泡管中形成气泡的液流，气液兼用仿心作用微型泵还兼起把使用后的发泡液重新泵入液糟的工作。

2、用权项1.中产生的带气泡的液流注入透明管路系统。用透明膜阻流暗道泄流法，来使液流方向严格和血液流动方向一致。用投映机把带气泡的液流在透明管路中的运动图系投映到银幕上来演示血液循环过程。

3、在权项2中的透明管路系统的心脏部分的外面，用遮光板挡光法来交替改变心房心室透光部分的大小，来演示心房心室交替舒张和收缩的动作。

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