[实用新型]一种应用于吸入暴露系统的主控制器及设备

说明书

本实用新型涉及一种应用于吸入暴露系统的主控制器及设备，其中主控制器包括微控制单元、均与微控制单元连接的气源压力监测传感器、发生器压力监测传感器，发生器气流开关电磁阀、发生器质量流量控制器、稀释气开关电磁阀、稀释气质量流量控制器，采样泵和采样质量流量控制器，以及暴露腔环境监测单元通讯接口、废气处理装置通讯接口、气溶胶浓度监测装置通讯接口和上位机通讯接口。与现有技术相比，本实用新型集成了多个开关电磁阀、质量流量控制器、压力传感器、以及采样泵的主控制器使得整个吸入暴露系统外部管路和电气连接得到大幅度简化，系统在实验室的组装、调试以及维护更简易。

技术领域

本实用新型涉及一种吸入暴露系统，尤其是涉及一种应用于吸入暴露系统的主控制器及设备。

背景技术

吸入暴露系统是一种实验室设备，用于吸入给药或吸入毒理的研究。呼吸系统是氧气进入人体的主要途径，药物或毒性物质也可以通过呼吸系统进入人体。吸入暴露系统，就是在实验室条件下以可控的方式让实验动物吸入药物或毒性物质，进行药物安全性和有效性或毒理作用等方面的研究。

吸入暴露系统通常由发生器、监测与控制部分、暴露腔体、以及废气处理等几个部分组成。实验药物以粉尘形式，或溶于液体之后以溶液形式，在发生器中生成粉尘气溶胶或液体气溶胶，或挥发为气体进入暴露腔体，以供实验动物吸入。

在实验过程中，药物剂量(气溶胶浓度、流量)的控制、暴露腔体内气流平衡的控制、实验时间的控制、暴露腔环境参数(氧气、二氧化碳浓度、温湿度、暴露腔体内的压力等)的监测，以及气溶胶采样分析等等，需要一套自动化系统来完成。这套自动化系统就是吸入暴露系统的监测与控制部分。

目前吸入暴露系统的监测与控制都是以工控机为主控制器，暴露腔环境参数监测使用的各个传感器、稀释气流量控制器、发生器气流流量控制器、采样控制器，以及控制暴露腔内气流平衡的排气泵等外部功能部件都必须通过各种变送器或通讯转换器最终以USB接口的形式接入工控机。

由于暴露系统的监测和控制功能较为复杂，这种用工控机充当吸入暴露系统的主控制器的方案，具有以下几方面的缺陷：

1、整个系统组装和调试非常繁琐，外部管路和线缆连接关系复杂，容易造成某个环节的故障。

2、工控机对于暴露系统控制功能而言并非专用控制系统，主机上通常运行桌面操作系统，存在大量的与吸入暴露无关的进程，长时间运行后系统的流畅性和稳定性难以保证。

3、本应该运行用户操作界面的上位机充当了主控制器，不易实现操作界面远程化。对于某些对人体有危害甚至是有剧毒的气体暴露实验，上位机操作界面与吸入暴露系统隔离在不同的房间很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应用于吸入暴露系统的主控制器及设备，集成了多个开关电磁阀、质量流量控制器、压力传感器、以及采样泵的主控制器使得整个吸入暴露系统外部管路和电气连接得到大幅度简化，系统在实验室的组装、调试以及维护更简易。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于吸入暴露系统的主控制器，包括微控制单元，包括均与微控制单元连接的气源压力监测传感器、发生器压力监测传感器，发生器气流开关电磁阀、发生器质量流量控制器、稀释气开关电磁阀、稀释气质量流量控制器，采样泵和采样质量流量控制器，以及暴露腔环境监测单元通讯接口、废气处理装置通讯接口、气溶胶浓度监测装置通讯接口和上位机通讯接口。

所述气源压力监测传感器和发生器压力监测传感器为模拟信号输出的传感器，所述主控制器还包括依次连接的信号调理电路和AD转换器，所述气源压力监测传感器和发生器压力监测传感器均与信号调理电路连接。

所述AD转换器为微控制单元的片上AD转换器或外置AD转换器。