专利名称：低氧动物饲养舱故障应急保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应急保护装置，具体是一种动物饲养舱过度缺氧和断电应急保护装置。
背景技术：
现代医学在对疾病的发生机理、发展过程及治疗研究等方面，一个比较有效手段是采用动物模型的方式。如睡眠呼吸暂停综合征(sleep apnea syndrome, SAS),尤其是阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hyponea syndrome, OSAHS), 是一种发病率较高的慢性睡眠呼吸疾患，严重影响人们的身心健康。随病情进展，可出现肺动脉高压、肺心病、呼吸衰竭、高血压、心率失常等严重并发症。由于大鼠和基因改良的小鼠在睡眠状态下具有自发呼吸暂停现象，脑电活动与人类较类似，且睡眠时间长、耐受性好， 容易饲养，所以是作为研究睡眠呼吸暂停综合征的良好动物模型。在建造动物模型时，通过周期性的快速交替向饲养舱内充入氮气和压缩空气，分别用于降低饲养舱内的氧浓度和提升饲养舱内的氧浓度。使得饲养在舱内的动物长期呼吸这种氧浓度间歇性变化的低氧气体，通过这种方法建立模拟SAS的大小鼠模型。饲养舱需要长时间工作，通常每天工作在8 小时以上，甚至连续工作，因此饲养舱系统通常都是采用自动控制的方式，无人值守。而一次动物模型的建模时间一般过程都比较长，几周甚至几月。但是，目前的饲养舱系统均未设置有应急保护装置，因此，这个过程中如果饲养舱出现故障，比如突然断电、空气通道被动物或其他东西阻塞、仪器故障时，就会造成舱内空气氧浓度过低。氧浓度如果在4%以下的维持时间在5秒钟以上，舱内饲养的大小鼠就会死亡，导致实验失败。造成人力、物力、财力的重大损失。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种防止动物饲养舱因断电或通气通道堵塞引起舱内过度缺氧而导致实验动物死亡的低氧动物饲养舱故障应急保护装置。为实现上述目的，本发明提供了一种低氧动物饲养舱故障应急保护装置，包括空气储气单元、用于连接空气储气单元和动物饲养舱的输气管道、设置在输气管道中的控制阀门及阀门控制单元，所述阀门控制单元包括停电检测单元、动物饲养舱缺氧检测单元、阀门驱动单元和中央处理单元，所述动物饲养舱缺氧检测单元用于检测动物饲养舱内部空气的含氧量，并将结果送至中央处理单元，所述停电检测单元检测市电，并将结果送至中央处理单元，所述中央处理单元根据从动物饲养舱缺氧检测单元和停电检测单元送入的动物饲养舱内部空气的含氧量和市电的供电情况，在动物饲养舱内部空气的含氧量不足或市电停电的情况下通过阀门驱动单元控制阀门打开将空气储气单元中的空气输向动物饲养舱内。与现有技术相比，由于应急保护装置设置了空气储气单元、停电检测单元、动物饲养舱缺氧检测单元和中央处理单元，中央处理单元可以随时监控动物饲养舱中空气的含氧量以及市电的供电情况，一旦发现动物饲养舱中空气的含氧量过低或者市电断电，中央处理单元即通过阀门驱动单元控制阀门打开管道，将空气储气单元中的空气输向动物饲养舱内，可以在相当一段时间内保持动物饲养舱中空气的含氧量，避免了动物饲养舱因断电或通气通道堵塞引起舱内过度缺氧而导致实验动物死亡。当进一步还设有远程报警单元后， 同时还可以通过移动通讯网络向实验人员发出紧急处理报警信号，通知实验者及时采取措施进行处理，保证实验安全，避免经济和时间上的损失。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图I为本发明具体实施例结构框附图2为本发明具体实施例中央处理单元和远程报警单元电路原理附图3为本发明具体实施例电源和停电检测单元电路原理附图4为本发明具体实施例动物饲养舱缺氧检测单元电路原理附图5为本发明具体实施例阀门驱动单元电路原理附图6为本发明具体实施例显示单元电路原理图。
具体实施例方式如图I所示，低氧动物饲养舱故障应急保护装置包括空气储气单元、用于连接空气储气单元和动物饲养舱的输气管道、设置在输气管道中的控制阀门及阀门控制单元，所述阀门控制单元包括停电检测单元、动物饲养舱缺氧检测单元、阀门驱动单元和中央处理单元，所述动物饲养舱缺氧检测单元用于检测动物饲养舱内部空气的含氧量，并将结果送至中央处理单元，所述停电检测单元检测市电，并将结果送至中、央处理单元，所述中央处理单元根据从动物饲养舱缺氧检测单元和停电检测单元送入的动物饲养舱内部空气的含氧量和市电的供电情况，在仪器设备故障、管道堵塞或市电停电的情况下导致动物饲养舱内部空气的含氧量不足，通过阀门驱动单元控制阀门打开将空气储气单元中的空气输向动物饲养舱内。本具体实施例中，其中空气储气单元包括了储气罐和自动空压机，自动空压机使储气罐中保持恒定压力的压缩空气；如图2所示，所述中央处理单元由微处理芯片U3 及其外围元件组成的微处理系统构成，微处理芯片U3选用STC12C5206为单片机芯片。为了更加准确地监控动物饲养舱内空气的含氧量，本具体实施例中设置了两个动物饲养舱缺氧检测单元，并设置在动物饲养舱内的不同地方，动物饲养舱缺氧检测单元设置的越多，检测的可靠性就越高，但是也会导致成本增加，线路更加复杂。如图4所示，其中的一个动物饲养舱缺氧检测单元由氧传感器X2和运算放大器U4A组成，电阻RlO和电阻R13分压后为氧传感器X2提供工作电流，电阻R8、电阻Rll和电阻R12运算放大器U4A组成放大电路对从氧传感器X2输入的信号进行放大，然后送入到微处理芯片U3的Pl. O输入端。为了在当出现监控动物饲养舱中空气的含氧量过低或者市电断电的情况时能及时通知不在现场的实验员回来处理，本低氧动物饲养舱故障应急保护装置还设置了远程报警单元，在市电断电、 管道堵塞或其他故障导致动物饲养舱内部空气的含氧量不足的情况下，所述远程报警单元在所述中央处理单元的控制下发出无线报警信号，同时通过控制阀门驱动单元控制阀门打开将空气储气单元中的空气输向动物饲养舱内，本具体实施例中，输气管道中选用电动控制阀门，如图5所示，阀门驱动单元由大功率放大三极管Ql作为功率放大元件驱动电磁阀线圈。如图I所示，远程报警单元由GSM模块Ul和SM卡U2组成的短信发送电路构成，本具体实施例中GSM模块Ul选用SIEMENS TC35型GSM模块，当然也可以选用其他类似芯片， 如EM310/200/700等。另外，如图3所示，本低氧动物饲养舱故障应急保护装置还设置了蓄电池浮充单元为本装置提供直流工作电源，蓄电池浮充单元包括由滤波电感LI和电容C25 及全波整流器BDl构成的滤波整流电路经过二极管D8为蓄电池BTl充电，蓄电池输出经过电容C2-C4滤波和三端稳压器U3为装置提供直流工作电源。停电检测单元包括继电器，所述继电器线圈两端连接在所述全波整流器BDl的输出端，继电器的触点Kl连接在微处理芯片U3的P3. 3输入端和数字地之间，P3. 3输入端和电源正极之间连接有上拉电阻R23构成停电检测单元。本发明适用于各种类型缺氧低氧环境的动物氧舱，譬如在长期缺氧环境饲养的慢性低氧大鼠动物饲养舱、低氧小鼠动物饲养舱、低氧兔子动物饲养舱等等。
权利要求
1.一种低氧动物饲养舱故障应急保护装置，其特征在于包括空气储气单元、用于连接空气储气单元和动物饲养舱的输气管道、设置在输气管道中的控制阀门及阀门控制单元，所述阀门控制单元包括停电检测单元、动物饲养舱缺氧检测单元、阀门驱动单元和中央处理单元，所述动物饲养舱缺氧检测单元用于检测动物饲养舱内部空气的含氧量，并将结果送至中央处理单元，所述停电检测单元检测市电，并将结果送至中央处理单元，所述中央处理单元根据从动物饲养舱缺氧检测单元和停电检测单元送入的动物饲养舱内部空气的含氧量和市电的供电情况，在动物饲养舱内部空气的含氧量不足或市电停电的情况下通过阀门驱动单元控制阀门打开将空气储气单元中的空气输向动物饲养舱内。
2.根据权利要求I所述的低氧动物饲养舱故障应急保护装置，其特征在于所述中央处理单元由单片机及其外围元件组成的微处理系统构成，所述动物饲养舱缺氧检测单元由氧传感器和运算放大器组成的放大电路构成。
3.根据权利要求I所述的低氧动物饲养舱故障应急保护装置，其特征在于还设有远程报警单元，所述远程报警单元在所述中央处理单元的控制下发出无线报警信号。
4.根据权利要求3所述的低氧动物饲养舱故障应急保护装置，其特征在于所述远程报警单元由GSM模块和SM卡组成的短信发送电路构成。
全文摘要
本发明涉及一种应急保护装置，具体是一种防止动物饲养舱过度缺氧和断电的低氧动物饲养舱故障应急保护装置。应急保护装置设置了空气储气单元、停电检测单元、动物饲养舱缺氧检测单元和中央处理单元，中央处理单元可以随时监控动物饲养舱中空气的含氧量以及市电的供电情况，一旦发现动物饲养舱中空气的含氧量过低或者市电断电，中央处理单元即通过阀门驱动单元控制阀门打开管道，将空气储气单元中的空气输向动物饲养舱内，可以在相当一段时间内保持动物饲养舱中空气的含氧量，避免了动物饲养舱因断电或通气通道堵塞引起舱内过度缺氧而导致实验动物死亡。
文档编号A01K1/035GK102577988SQ201210059548
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者胡琦逸, 胡良冈, 范小芳, 龚永生 申请人:温州医学院