一种用于模拟紫外照射环境的装置

1.本发明涉及动物实验设备技术领域，具体涉及一种用于模拟紫外照射环境的装置。


背景技术：

2.紫外线是电磁波谱中频率为750thz-30phz，对应真空中波长为400nm-10nm辐射的总称，不能引起人们的视觉。它是频率比蓝紫光高的不可见光。1801年，德国物理学家里特发现，在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，从而发现了紫外线的存在；紫外线可以用来灭菌，不过，过多的紫外线进入人体内会导致皮肤癌；紫外线对人眼也有强烈的刺激作用，因其波长短，频率高，能量高，在眼睛视网膜区域的穿透力强，长时间照射可以使视网膜发生黄斑性病变；由长期紫外线暴露所致的皮肤光老化是目前皮肤美容科学的研究热点，由于直接在人体皮肤上进行实验受伦理和实验周期的限制，因此动物模型是研究皮肤光老化分子机理和评价抗皱产品功能性的基本工具。
3.目前，用于模拟紫外照射环境的实验装置仍较为缺乏，国内外文献报道构建皮肤光老化动物模型主要是通过紫外线光疗仪、模拟日光照射仪及自制的紫外线灯箱产生紫外线，然后长期反复照射无毛小鼠或背部剃毛的有毛小鼠或大鼠；然而，实验小鼠实验过程中难以固定，导致实验周期较长；而且现有的实验装置在实验过程中不能对紫外线的照射剂量进行有效控制，实验数据可靠性较差。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种用于模拟紫外照射环境的装置。
5.本发明的技术方案为：一种用于模拟紫外照射环境的装置，包括外壳体、固定组件、紫外照射组件、注水组件和plc控制器；外壳体包括底座、实验筒和观察罩；实验筒活动卡接在底座上，实验筒侧壁下端均匀分布有数个通槽，实验筒内部中心位置设置有空心管，空心管周向均匀分布有数个隔板，相邻两个隔板与底座之间形成实验腔；观察罩活动套设在实验筒外部，且与底座活动卡接，观察罩上均匀分布有数个透气孔；
6.固定组件包括安装套和连接座；连接座设置在底座上端面，连接座内部中空，且上端面与空心管底端活动卡接；安装套设置有数个，且成对设置在各个实验腔内部，各个安装套内部均转动卡接有调节丝杠，各个调节丝杠均贯穿连接座，连接座内部与各个调节丝杠位置对应处均设置有为调节丝杠提供动力的微型电机；各个安装套上均活动卡接有两个固定环，各个固定环均通过螺纹座与调节丝杠螺纹连接；
7.紫外照射组件包括紫外灯管和用于调节紫外灯管照射强度的强度调节构件；紫外灯管和强度调节构件均设置有数个，各个紫外灯管和各个强度调节构件分别设置在各个实验腔内部，且各个强度调节构件分别位于各个紫外灯管下端；
8.注水组件包括储水箱、供水管和饮水槽；储水箱固定设置在实验筒顶端，储水箱上设置有注水口；供水管和饮水槽均设置有数个，各个饮水槽分别设置在底座上端面，且位于
实验筒外侧，各个饮水槽分别与各个通槽位置对应；各个供水管的一端分别分别与储水箱导通，另一端分别与各个饮水槽导通；
9.plc控制器分别与微型电机、紫外灯管和强度调节构件电性连接。
10.进一步地，还包括氧浓度调节组件，氧浓度调节组件包括氧浓度传感器和微型风扇，氧浓度传感器设置在底座上，且位于实验筒和观察罩之间，微型风扇设置在观察罩上，且与plc控制器电性连接；利用微型风扇调节观察罩内部气流速度，从而实现观察罩内部氧浓度的调节，从而为实验动物提供正常的生存环境。
11.进一步地，各个饮水槽内部均设置有液位传感器，各个供水管与储水箱连接处均设置有电控阀，液位传感器和电控阀分别与plc控制器电性连接；通过设置液位传感器和电控阀，便于对饮水槽内部水量进行控制，从而为实验动物提供充足的饮用水。
12.进一步地，强度调节构件包括格栅架、推动条、弹性遮挡板和动力电机，格栅架与实验筒的内壁固定连接，推动条和弹性遮挡板均设置有数个，各个推动条分别位于格栅架上各个格栅板的内侧，且各个推动条的两端分别通过弹性块与格栅架的内壁滑动卡接，各个弹性遮挡板分别活动设置在推动条和格栅板之间，同一个格栅架上的各个推动条之间均通过移动丝杠连接，各个移动丝杠端部均贯穿空心管，且均设置有锥齿轮，动力电机设置在空心管内部，且动力电机的输出轴上设置有与各个锥齿轮啮合连接的主动齿轮；利用动力电机带动各个移动丝杠旋转，从而使得各个推动条拉动对应的弹性遮挡板在格栅架上移动，从而能够在实验过程中对紫外灯管的照射强度进行有效调节，提高实验的可靠性。
13.进一步地，各个安装套下端均设置有贯穿底座的连接杆，各个安装套和各个微型电机均与连接座转动卡接；底座上与各个连接杆位置对应处均设置有弧形滑槽，底座内部与各个实验腔位置对应处均设置有支撑电机，支撑电机的输出轴上设置有支撑丝杠，支撑丝杠上螺纹连接有两侧活动铰接有推动杆的推动套，两个推动杆分别与同一实验腔内部的两个连接杆转动卡接；支撑电机与plc控制器电性连接；利用支撑电机上的支撑丝杠能够使推动套沿支撑丝杠移动，从而利用推动杆对成对设置的两个安装套之间的间距进行调节，提高了实验动物的固定效果。
14.进一步地，空心管与连接座连接处设置有电动推杆，电动推杆与plc控制器电性连接；紫外照射组件通过滑套与实验筒的内壁滑动卡接；通过设置电动推杆，便于对紫外照射组件的照射高度进行调节，提高了实验数据的全面性和可靠性。
15.进一步地，各个固定环内部均对称设置有两个弧形压板，两个弧形压板的两侧分别与固定环的内壁滑动卡接；位于固定环内部下端的弧形压板与固定环之间设置有缓冲弹簧，位于固定环内部上端的弧形压板通过微调螺杆与固定环活动螺纹连接；通过设置弧形压板，使得本发明在保证实验动物固定效果的前提下，具有一定的缓冲量，从而减少了实验动物固定过程中的应激反应。
16.进一步地，底座上与各个试验腔位置对应处均设置有排泄物收集槽，底座底部中心位置活动卡接有与各个排泄物收集槽导通的收集盒；利用收集盒对实验过程中实验动物的排泄物进行收集，为动物紫外照射实验提供了可靠的实验环境。
17.进一步地，观察罩底部设置有限位圈，底座上端面与限位圈位置对应处设置有限位卡槽；观察罩底部设置有限位圈，底座上端面与限位圈位置对应处设置有限位卡槽；通过设置限位圈和限位卡槽，有利于提高观察罩与底座之间连接的稳定性。
18.进一步地，同一固定环内部的两个弧形压板相对的一侧均设置有防护垫；利用防护垫能够对实验动物固定部位形成保护，提高了本发明的安全性。
19.本发明的使用方法包括以下步骤：
20.s1、分别将各用电设备与外部电源连接；然后将各个实验小鼠的四肢分别固定在各个实验腔内部的固定环上，利用plc控制器控制微型电机启动，带动调节丝杠旋转，从而对同一安装套上的两个固定环之间间距进行调节；
21.s2、将实验筒卡接在底座上，并使实验筒上的各个通槽与底座上饮水槽的位置一一对应，然后将观察罩套设在实验筒外部，并使观察罩底端与底座卡接；
22.s3、向储水箱内部注入饮用水，并使饮用水通过各个供水管进入对应的饮水槽内部；然后通过plc控制器控制紫外灯管开启，对实验小鼠进行紫外照射，实验过程中利用plc控制器控制强度调节构件开启，对紫外光照射强度进行调节。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：
24.第一、本发明结构设计合理，通过设置实验筒和观察罩，使得实验过程中实验动物头部能够伸出实验筒，不仅便于实验动物饮水，使实验动物保持正常的摄水量；而且能够减小紫外灯管对实验动物身体非实验部位的照射，从而减少实验过程中实验动物的应激反应，有利于实验的顺利进行；
25.第二、本发明通过固定组件对实验动物四肢进行弹性固定，使得实验动物背部皮肤始终能够暴露在紫外灯管照射下，极大的缩短了实验周期，提高了实验效率；
26.第三、本发明通过强度调节构件对紫外灯管的照射强度进行调节，使得本发明的紫外环境模拟效果更接近真实自然环境，提高了实验数据的可靠性，为研究人类皮肤光老化问题提供了准确的数据支撑。
附图说明
27.图1是本发明的纵剖图；
28.图2是本发明的主视图；
29.图3是本发明的俯视图；
30.图4是本发明的安装套在实验筒内部的分布图；
31.图5是本发明的支撑电机在底座内部的分布图；
32.图6是本发明的固定环的结构示意图；
33.图7是本发明的强度调节构件的结构示意图；
34.图8是本发明的推动条与移动丝杠的连接示意图；
35.其中，1-外壳体、10-底座、100-弧形滑槽、101-限位卡槽、11-实验筒、110-通槽、111-空心管、12-观察罩、120-限位圈、13-隔板、130-实验腔、14-电动推杆、15-收集盒、150-排泄物收集槽、2-固定组件、20-安装套、200-调节丝杠、201-微型电机、202-连接杆、21-固定环、210-螺纹座、211-弧形压板、2110-缓冲弹簧、2111-微调螺杆、22-连接座、23-支撑电机、230-支撑丝杠、231-推动杆、232-推动套、3-紫外照射组件、30-紫外灯管、31-强度调节构件、310-格栅架、3100-格栅板、311-推动条、3110-弹性块、312-弹性遮挡板、313-动力电机、3130-主动齿轮、314-移动丝杠、3140-锥齿轮、4-注水组件、40-储水箱、41-供水管、42-饮水槽、5-氧浓度调节组件、50-微型风扇。
具体实施方式
36.实施例1
37.如图1、4所示的一种用于模拟紫外照射环境的装置，包括外壳体1、固定组件2、紫外照射组件3、注水组件4和plc控制器；外壳体1包括底座10、实验筒11和观察罩12；实验筒11活动卡接在底座10上，实验筒11侧壁下端均匀分布有4个通槽110，实验筒11内部中心位置设置有空心管111，空心管111周向均匀分布有4个隔板13，相邻两个隔板13与底座10之间形成实验腔130；观察罩12活动套设在实验筒11外部，且与底座10活动卡接，观察罩12上均匀分布有数个透气孔；
38.如图1、4、6所示，固定组件2包括安装套20和连接座22；连接座22设置在底座10上端面，连接座22内部中空，且上端面与空心管111底端活动卡接；安装套20设置有8个，且成对设置在各个实验腔130内部，各个安装套20内部均转动卡接有调节丝杠200，各个调节丝杠200均贯穿连接座22，连接座22内部与各个调节丝杠200位置对应处均设置有为调节丝杠200提供动力的微型电机201；各个安装套20上均活动卡接有两个固定环21，各个固定环21均通过螺纹座210与调节丝杠200螺纹连接；
39.如图1所示，紫外照射组件3包括紫外灯管30和用于调节紫外灯管30照射强度的强度调节构件31；紫外灯管30和强度调节构件31均设置有4个，各个紫外灯管30和各个强度调节构件31分别设置在各个实验腔130内部，且各个强度调节构件31分别位于各个紫外灯管30下端；
40.如图1、2所示，注水组件4包括储水箱40、供水管41和饮水槽42；储水箱40固定设置在实验筒10顶端，储水箱40上设置有注水口；供水管41和饮水槽42均设置有4个，各个饮水槽42分别设置在底座10上端面，且位于实验筒11外侧，各个饮水槽42分别与各个通槽110位置对应；各个供水管41的一端分别分别与储水箱40导通，另一端分别与各个饮水槽42导通；
41.如图1所示，plc控制器分别与微型电机201、紫外灯管30和强度调节构件31电性连接；plc控制器、微型电机201、紫外灯管30和强度调节构件31均为市售产品。
42.实施例2
43.如图1、4所示的一种用于模拟紫外照射环境的装置，包括外壳体1、固定组件2、紫外照射组件3、注水组件4、氧浓度调节组件5和plc控制器；外壳体1包括底座10、实验筒11和观察罩12；实验筒11活动卡接在底座10上，实验筒11侧壁下端均匀分布有4个通槽110，实验筒11内部中心位置设置有空心管111，空心管111周向均匀分布有4个隔板13，相邻两个隔板13与底座10之间形成实验腔130；观察罩12活动套设在实验筒11外部，且与底座10活动卡接，观察罩12上均匀分布有数个透气孔；
44.如图1、4、6所示，固定组件2包括安装套20和连接座22；连接座22设置在底座10上端面，连接座22内部中空，且上端面与空心管111底端活动卡接；安装套20设置有8个，且成对设置在各个实验腔130内部，各个安装套20内部均转动卡接有调节丝杠200，各个调节丝杠200均贯穿连接座22，连接座22内部与各个调节丝杠200位置对应处均设置有为调节丝杠200提供动力的微型电机201；各个安装套20上均活动卡接有两个固定环21，各个固定环21均通过螺纹座210与调节丝杠200螺纹连接；
45.如图1、7、8所示，紫外照射组件3包括紫外灯管30和用于调节紫外灯管30照射强度的强度调节构件31；紫外灯管30和强度调节构件31均设置有4个，各个紫外灯管30和各个强
度调节构件31分别设置在各个实验腔130内部，且各个强度调节构件31分别位于各个紫外灯管30下端；强度调节构件31包括格栅架310、推动条311、弹性遮挡板312和动力电机313，格栅架310与实验筒10的内壁固定连接，推动条311和弹性遮挡板312均设置有4个，各个推动条311分别位于格栅架310上各个格栅板3100的内侧，且各个推动条311的两端分别通过弹性块3110与格栅架310的内壁滑动卡接，各个弹性遮挡板312分别活动设置在推动条311和格栅板3100之间，同一个格栅架310上的各个推动条311之间均通过移动丝杠314连接，各个移动丝杠314端部均贯穿空心管111，且均设置有锥齿轮3140，动力电机313设置在空心管111内部，且动力电机313的输出轴上设置有与各个锥齿轮3140啮合连接的主动齿轮3130；利用动力电机313带动各个移动丝杠314旋转，从而使得各个推动条311拉动对应的弹性遮挡板312在格栅架310上移动，从而能够在实验过程中对紫外灯管30的照射强度进行有效调节，提高实验的可靠性；
46.如图1、2所示，注水组件4包括储水箱40、供水管41和饮水槽42；储水箱40固定设置在实验筒10顶端，储水箱40上设置有注水口；供水管41和饮水槽42均设置有4个，各个饮水槽42分别设置在底座10上端面，且位于实验筒11外侧，各个饮水槽42分别与各个通槽110位置对应；各个供水管41的一端分别分别与储水箱40导通，另一端分别与各个饮水槽42导通；
47.如图3所示，氧浓度调节组件5包括氧浓度传感器和微型风扇50，氧浓度传感器设置在底座10上，且位于实验筒11和观察罩12之间，微型风扇50设置在观察罩12上；
48.如图1所示，plc控制器分别与微型电机201、紫外灯管30、动力电机313、氧浓度传感器和微型风扇50电性连接；plc控制器、微型电机201、紫外灯管30、动力电机313、氧浓度传感器和微型风扇50均为市售产品。
49.实施例3
50.如图1、4所示的一种用于模拟紫外照射环境的装置，包括外壳体1、固定组件2、紫外照射组件3、注水组件4和plc控制器；外壳体1包括底座10、实验筒11和观察罩12；实验筒11活动卡接在底座10上，实验筒11侧壁下端均匀分布有4个通槽110，实验筒11内部中心位置设置有空心管111，空心管111周向均匀分布有4个隔板13，相邻两个隔板13与底座10之间形成实验腔130；观察罩12活动套设在实验筒11外部，且与底座10活动卡接，观察罩12上均匀分布有数个透气孔；
51.如图1、4、5、6所示，固定组件2包括安装套20和连接座22；连接座22设置在底座10上端面，连接座22内部中空，且上端面与空心管111底端活动卡接；安装套20设置有8个，且成对设置在各个实验腔130内部，各个安装套20内部均转动卡接有调节丝杠200，各个调节丝杠200均贯穿连接座22，连接座22内部与各个调节丝杠200位置对应处均设置有为调节丝杠200提供动力的微型电机201；各个安装套20上均活动卡接有两个固定环21，各个固定环21均通过螺纹座210与调节丝杠200螺纹连接；各个固定环21内部均对称设置有两个弧形压板211，两个弧形压板211的两侧分别与固定环21的内壁滑动卡接；位于固定环21内部下端的弧形压板211与固定环21之间设置有缓冲弹簧2110，位于固定环21内部上端的弧形压板211通过微调螺杆2111与固定环21活动螺纹连接；各个安装套20下端均设置有贯穿底座10的连接杆202，各个安装套20和各个微型电机201均与连接座22转动卡接；底座10上与各个连接杆202位置对应处均设置有弧形滑槽100，底座10内部与各个实验腔130位置对应处均设置有支撑电机23，支撑电机23的输出轴上设置有支撑丝杠230，支撑丝杠230上螺纹连接
有两侧活动铰接有推动杆231的推动套232，两个推动杆231分别与同一实验腔130内部的两个连接杆202转动卡接；
52.如图1所示，紫外照射组件3包括紫外灯管30和用于调节紫外灯管30照射强度的强度调节构件31；紫外灯管30和强度调节构件31均设置有4个，各个紫外灯管30和各个强度调节构件31分别设置在各个实验腔130内部，且各个强度调节构件31分别位于各个紫外灯管30下端；
53.如图1、2所示，注水组件4包括储水箱40、供水管41和饮水槽42；储水箱40固定设置在实验筒10顶端，储水箱40上设置有注水口；供水管41和饮水槽42均设置有4个，各个饮水槽42分别设置在底座10上端面，且位于实验筒11外侧，各个饮水槽42分别与各个通槽110位置对应；各个供水管41的一端分别分别与储水箱40导通，另一端分别与各个饮水槽42导通；各个饮水槽42内部均设置有液位传感器，各个供水管41与储水箱40连接处均设置有电控阀；
54.如图1所示，plc控制器分别与微型电机201、支撑电机23、紫外灯管30、强度调节构件31、液位传感器和电控阀电性连接；plc控制器、微型电机201、支撑电机23、紫外灯管30、强度调节构件31、液位传感器和电控阀均为市售产品。
55.实施例4
56.如图1、4所示的一种用于模拟紫外照射环境的装置，包括外壳体1、固定组件2、紫外照射组件3、注水组件4、氧浓度调节组件5和plc控制器；外壳体1包括底座10、实验筒11和观察罩12；实验筒11活动卡接在底座10上，实验筒11侧壁下端均匀分布有4个通槽110，实验筒11内部中心位置设置有空心管111，空心管111周向均匀分布有4个隔板13，相邻两个隔板13与底座10之间形成实验腔130；观察罩12活动套设在实验筒11外部，且与底座10活动卡接，观察罩12上均匀分布有数个透气孔；观察罩12底部设置有限位圈120，底座10上端面与限位圈120位置对应处设置有限位卡槽101；空心管111与连接座22连接处设置有电动推杆14，紫外照射组件3通过滑套与实验筒11的内壁滑动卡接；底座10上与各个试验腔130位置对应处均设置有排泄物收集槽150，底座10底部中心位置活动卡接有与各个排泄物收集槽150导通的收集盒15；
57.如图1、4、5、6所示，固定组件2包括安装套20和连接座22；连接座22设置在底座10上端面，连接座22内部中空，且上端面与空心管111底端活动卡接；安装套20设置有8个，且成对设置在各个实验腔130内部，各个安装套20内部均转动卡接有调节丝杠200，各个调节丝杠200均贯穿连接座22，连接座22内部与各个调节丝杠200位置对应处均设置有为调节丝杠200提供动力的微型电机201；各个安装套20上均活动卡接有两个固定环21，各个固定环21均通过螺纹座210与调节丝杠200螺纹连接；各个固定环21内部均对称设置有两个弧形压板211，两个弧形压板211的两侧分别与固定环21的内壁滑动卡接；位于固定环21内部下端的弧形压板211与固定环21之间设置有缓冲弹簧2110，位于固定环21内部上端的弧形压板211通过微调螺杆2111与固定环21活动螺纹连接；同一固定环21内部的两个弧形压板211相对的一侧均设置有防护垫；各个安装套20下端均设置有贯穿底座10的连接杆202，各个安装套20和各个微型电机201均与连接座22转动卡接；底座10上与各个连接杆202位置对应处均设置有弧形滑槽100，底座10内部与各个实验腔130位置对应处均设置有支撑电机23，支撑电机23的输出轴上设置有支撑丝杠230，支撑丝杠230上螺纹连接有两侧活动铰接有推动杆
231的推动套232，两个推动杆231分别与同一实验腔130内部的两个连接杆202转动卡接；支撑电机23与plc控制器电性连接；
58.如图1、7、8所示，紫外照射组件3包括紫外灯管30和用于调节紫外灯管30照射强度的强度调节构件31；紫外灯管30和强度调节构件31均设置有4个，各个紫外灯管30和各个强度调节构件31分别设置在各个实验腔130内部，且各个强度调节构件31分别位于各个紫外灯管30下端；强度调节构件31包括格栅架310、推动条311、弹性遮挡板312和动力电机313，格栅架310与实验筒10的内壁固定连接，推动条311和弹性遮挡板312均设置有4个，各个推动条311分别位于格栅架310上各个格栅板3100的内侧，且各个推动条311的两端分别通过弹性块3110与格栅架310的内壁滑动卡接，各个弹性遮挡板312分别活动设置在推动条311和格栅板3100之间，同一个格栅架310上的各个推动条311之间均通过移动丝杠314连接，各个移动丝杠314端部均贯穿空心管111，且均设置有锥齿轮3140，动力电机313设置在空心管111内部，且动力电机313的输出轴上设置有与各个锥齿轮3140啮合连接的主动齿轮3130；
59.如图1、2、3所示，注水组件4包括储水箱40、供水管41和饮水槽42；储水箱40固定设置在实验筒10顶端，储水箱40上设置有注水口；供水管41和饮水槽42均设置有4个，各个饮水槽42分别设置在底座10上端面，且位于实验筒11外侧，各个饮水槽42分别与各个通槽110位置对应；各个供水管41的一端分别分别与储水箱40导通，另一端分别与各个饮水槽42导通；各个饮水槽42内部均设置有液位传感器，各个供水管41与储水箱40连接处均设置有电控阀；
60.如图3所示，氧浓度调节组件5包括氧浓度传感器和微型风扇50，氧浓度传感器设置在底座10上，且位于实验筒11和观察罩12之间，微型风扇50设置在观察罩12上，且与plc控制器电性连接；利用微型风扇50调节观察罩12内部气流速度，从而实现观察罩12内部氧浓度的调节，从而为实验动物提供正常的生存环境；
61.如图1所示，plc控制器分别与电动推杆14、微型电机201、支撑电机23、紫外灯管30、动力电机313、氧浓度传感器、微型风扇50、液位传感器和电控阀电性连接；plc控制器、电动推杆14、微型电机201、支撑电机23、紫外灯管30、动力电机313、氧浓度传感器、微型风扇50、液位传感器和电控阀均为市售产品。