专利名称：多功能电磁生物培养箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够同时产生可调节的稳恒磁场和稳恒电场的多功能 电磁生物培养箱，多用于进行生物实验和生物培养。
背景技术：
目前可知的可产生具有一定强度的稳恒磁场的生物培养装置，磁场由永磁 体或通电螺线管产生。其缺点在于由永磁体产生的磁场无法调节磁场强度；通 电螺线管内部很难加入电场，管外部可加电场但磁场强度弱而且均匀性较差。 因而在进行需要稳恒磁场环境的生物培养和生物实验过程中，很难获知这种生 物在不同磁场和电场强度下的生存状况。
发明内容
为了克服现有生物培养装置不能调节磁场强度等问题，本实用新型提供一种 多功能电磁生物培养箱，采用通电线圈产生稳恒磁场的方式，通过调节线圈中 的电流大小来控制磁场强度，并利用两块电极板产生稳恒电场，电场强度可通 过调节连接电极板的电源电压来控制。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种多功能电磁生物培 养箱，包括一个箱体；设置在所述箱体内的实验容器；相对于所述实验容器上 下或左右位置对称安装的用于生成静电场的上电极板和下电极板；安装在所述 实验容器外部的用于生成电磁场的电磁线圈。
本实用新型利用三个共轴的通电铜线圈形成了一个强度约为0~200高斯的
4稳恒磁场，两块电极板形成强度约为0 120000伏/米的稳恒电场，磁场和电场分 布均匀并可以通过调整相应电源的电流或电压值来调节强度。 一个有机玻璃箱 作为实验容器置于由三个线圈形成的圆柱形空间内，两块电极板分别粘在箱顶 和箱底上方3厘米处。这样就在这个有机玻璃箱中同时存在了可以调节强度的 稳恒磁场和稳恒电场。
这个多功能生物培养箱分为两个部分观察机箱和控制机箱。观察箱中放置 三个共轴的圆环形铜线圈，其中两端的线圈内有低频交流铁芯，线圈和铁芯固 定于两块绝缘板中间；中间的线圈内无铁芯。三个铜线圈经过浸油处理后用绝 缘布包覆，固定在由角铁组装的支架上，支架固定在角铁导轨上。有机玻璃箱 置于两侧的线圈中间，箱体穿过中心的线圈。有机玻璃箱长40厘米，宽20厘 米，高20厘米，箱内置有电热棒、磁场探头、温度探头、小风扇、荧光灯和摇 床，箱外置有摄像头。其中电极板可加1~20000伏电压，形成稳恒电场；摇床 可带动l千克物体，转速为每分钟15转。如果工作过程中不需要摇床，可以将 摇床上方的活动隔板盖上，形成一个长40厘米，宽20厘米，高13厘米的可利 用空间。为了防止电场中发生尖端放电现象，整个箱体在有电场的部分没有任 何金属构件；电极板露出的覆铜部分表面均覆盖绝缘橡胶。
摇床由小电机、有机玻璃圆柱和有机玻璃圆盘构成圆柱的底面圆心处打孔， 将小电机的转轴插进孔中，圆盘下表面和圆柱用有机玻璃专用胶粘牢，圆盘上 表面粘贴了一层防滑胶皮。摇床工作时，小电机的转轴带动圆柱和圆盘转动。 控制箱分为上下两层，下层为50V20A的直流电源，为三个铜线圈供电；上层 为温度控制装置和接电极板的20000V髙压电源。特斯拉计表头与观察箱内的磁 场探头连接，液晶显示器与摄像头连接。特斯拉计表头和液晶显示器分别独立 于控制箱。温度控制装置由两个继电器构成，工作时的效果是当环境温度高于设定的 温度上限时，接风扇的输出端口输出为"1"，即通路；当环境温度低于设定的 温度上限时，接风扇的输出端口输出为"0"，即断路；当环境温度低于设定的 温度下限时，接电热棒的输出端口输出为"1",即通路；当环境温度高于设定 的温度上限时，接电热棒的输出端口输出为"0"，即断路。
控制箱正面有一控制面板，相应位置上有电流、电压、温度等控制旋钮和 电流、电压、磁场、温度等显示窗口。观察箱中的发生装置和控制箱中的控制 装置分别形成独立的模块，通过外部接线连接。
此外，由于需要考虑观察箱中的电场和磁场对控制箱仪器电路的影响，观察 箱和控制箱的机壳采用铝板制作从而隔绝了电场和磁场。
本实用新型的有益效果是，可以在长40厘米，宽20厘米，高13厘米的实
验容器中同时产生强度约为0~200高斯的稳恒磁场和强度约为0~120000伏/米的 稳恒电场，温度控制在室温 室温加5'C并且能保证一定的绝缘性能。
以下结合附图和实施里对本实用新型进一步说明。
图1是产生磁场和电场的电路原理图2是实验容器内部的电路图3是磁场耦合示意图4是观察箱内部的三视构造图5是实验容器纵向剖面图6是实验容器前面板构造图7是实验容器后面板构造图；图8是控制箱前面板构造图9是摇床纵向剖面和横向剖面图。
附图标记说明l-第一线圈；2-第二线圈；3-第三_线圈；4-实验容器；5-角 铁架；6-角铁导轨；7-门；8-合页；9-锁；10-上电极板；ll-下电极板；12-第一 有机玻璃隔板；13-摇床隔板；14-电风扇；15-电动摇床；16-电热棒；17-温度探 头；18-特斯拉计探头插孔；19-第二有机玻璃隔板；20-50V20A直流电源； 21-20000V0.1mA直流电源；22-温度控制装置；23-摇床电机；24-小圆柱；25-摇床电机转轴；26-转动平板；27-小烧杯。
具体实施方式
如图1至图9所示，本实用新型的多功能电磁生物培养箱稳恒磁场和稳恒 电场的装置，包括 一个箱体； 设置在所述箱体内的实验容器4;相对于所述实验容器4上下或左右位置对称安装的用于生成静电场的上电极 板IO和下电极板11;
安装在所述实验容器4外部的用于生成电磁场的电磁线圈如第一至第三线闥 1-3。
在所述箱体内还安装用于加热的加热装置；用于通风的电风扇14;电动摇床15。
上电极板IO和下电极板11通过导线分别连接高压直流电源。
电磁线圏包括共轴安装的第一线圈1、第二线圈2和第三线圈3，其中第二 线圈2与并联连接的第一线圈1和第三线圈3形成串联连接。
第一线圈1和第三线圈3是铁芯线圏并且位于实验容器4两端，第二线圈2 是空心线圈并且位于实验容器中部。
加热装置包括分别设置在箱体下部的两个电热棒16。电动摇床15包括摇床电机23、电机转轴25和转动平板26，其中电机转轴25通过一个小圆柱24固 定连接所述转动平板26。箱体通过合页8连接用于观察和打开箱体的门7。
具体地说，本实用新型将第一线圈1与第三线圈3并联后再与第二线圈2串 联，接50V20A电源20。上极板10接20000V0.1A电源21,下极板11接地。 图2中将风扇14串联温度控制装置22的输出端口 1后，接220V50Hz交流电源 将电热棒16串联温度控制装置22的输出端口 2后，接220V50Hz交流电源；将 温度探头17接温度控制装置22的输入端口 ；将摇床电机23接220V50Hz交流 电源；将荧光灯接220V50Hz交流电源。
关50V20A电源20时，为了消去电极板IO、 ll中的电场，须先将电压调节 旋钮旋至0，再关上开关。
关20000V0.1A电源21时，为了消去第一线圈1与第三线圈3内的铁芯中的 剩磁，须先将电流调节旋钮旋至电流最大值18A，再将电流调节旋钮旋至O，最 后关上开关。
8
权利要求1、一种多功能电磁生物培养箱，包括一个箱体，其特征在于还包括设置在所述箱体内的实验容器(4)；相对于所述实验容器(4)上下或左右位置对称安装的用于生成静电场的上电极板(10)和下电极板(11)；安装在所述实验容器(4)外部的用于生成电磁场的电磁线圈(1，2，3)。
2、 根据权利要求1所述的培养箱，其特征在于，在所述箱体内还安装用于加热 的加热装置。
3、 根据权利要求2所述的培养箱，其特征在于，在所述箱体内还安装用于通风 的电风扇(14)。
4、 根据权利要求3所述的培养箱，其特征在于，在箱体内还安装一个电动摇床 (15)。
5、 根据权利要求1所述的培养箱，其特征在于，所述上电极板(10)和下电极 板(11)通过导线分别连接高压直流电源。
6、 根据权利要求1所述的培养箱，其特征在于，所述电磁线圈包括共轴安装的 第一线圈(1)、第二线圈(2)和第三线圈(3)，其中第二线圈(2)与并联连 接的第一线圈(1)和第三线圈(3)形成串联连接。
7、 根据权利要求6所述的培养箱，其特征在于，第一线圈(1)和第三线圈(3) 是铁芯线圈并且位于实验容器(4)两端，第二线圈(2)是空心线圈并且位于 实验容器中部。
8、 根据权利要求2所述的培养箱，其特征在于，所述加热装置包括分别设置在箱体下部的两个电热棒(16)。
9、 根据权利要求4所述的培养箱，其特征在于，所述电动摇床(15)包括摇床 电机(23)、电机转轴(25)和转动平板(26)，其中电机转轴(25)通过一个 小圆柱(24)固定连接所述转动平板(26)。
10、 根据权利要求1所述的培养箱，其特征在于，所述箱体通过合页(8)连接 用于观察和打开箱体的门(7)。
专利摘要本实用新型是一种多功能电磁生物培养箱，包括一个箱体；设置在所述箱体内的实验容器；相对于所述实验容器上下或左右位置对称安装的用于生成静电场的上电极板和下电极板；安装在所述实验容器外部的用于生成电磁场的电磁线圈。本实用新型利用三个共轴的通电铜线圈形成了一个稳恒磁场，两块电极板形成稳恒电场，磁场和电场分布均匀并可以通过调整相应电源的电流或电压值来调节强度。一个有机玻璃箱作为实验容器置于由三个线圈形成的圆柱形空间内，两块电极板分别粘在箱顶和箱底。这样就在这个有机玻璃箱中同时存在了可以调节强度的稳恒磁场和稳恒电场。通过一个温度控制装置以及电热棒和电风扇，实验容器的温度可控制在室温～室温加5℃。
文档编号C12M1/38GK201288186SQ2008201088
公开日2009年8月12日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者史庆藩, 丛 张, 张首誉, 维 李, 辰 李 申请人:张首誉;李 辰;张 丛;李 维