RU1800964C

RU1800964C - Inhalator for laboratory animals

Info

Publication number: RU1800964C
Application number: SU904898922A
Authority: RU
Inventors: Василий Васильевич Скибенко; Михаил Яковлевич Скоб; Алексей Георгиевич Медведев; Юлия Геннадьевна Башмакова; Виктор Константинович Федоров
Original assignee: Всесоюзный научный центр по безопасности биологически активных веществ
Priority date: 1990-11-23
Filing date: 1990-11-23
Publication date: 1993-03-07

Abstract

Использование: при изучении медико- биологического воздействи на организм исследуемых материалов, при гигиеническом нормировании токсичных порошкообразных материалов. Сущность изобретени : устройство содержит ингал ционную камеру дл размещени животных с входными и выходными трубопроводами, средства отбора пробы и ее анализа с регистратором. Изобретение относитс к устройствам дл изучени медико-биологического воздействи на организм исследуемых материалов и может быть использовано при гигиеническом нормировании токсичных порошкообразных материалов, Цель изобретени - повышение точности проводимых исследований и расширение диапазона исследуемых концентраций пылеобразных веществ, Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл ингал ционного воздействи на организм животных, содержащее инсредства задани концентрации, средства сравнени и средства дозировани , причем средства отбора пробы и ее анализа подключены к первому входу средства сравнени , ко второму входу которого подключены средства задани концентрации, а источник воздушного давлени соединен со средствами дозировани . Согласно изобретению введены установленна на выходе средств дозировани расширительна камера и смеситель, первый вход которого непосредственно соединен с источником воздушного давлени , второй вход соединен с расширительной камерой, а выход подключен к входному трубопроводу ингал ционной камеры, средства дозировани выполнены в виде дозатора пылеобразных веществ с регулируемым электрическим приводом, а выход средства сравнени через усилитель, широтно-импульсный модул тор и тиристорный регул тор соединен со входом электрического привода средства дозировани . 1 ил. гал цйонную камеру с размещенными в ней лабораторными животными, имеющую входной и выходной трубопроводы и содержащее последовательно соединенные пробоотборник с датчиком концентрации, блок анализа и блок регистрации, а также блок задани соединенный с первым входом блока сравнени , причем выход с блока анализа подключен ко второму входу блока сравнени и содержащее источник воздушного давлений первый выход которого соединен с входом узла дозировани , введены соединенные трубопроводом расширительна каел С 00 о о ю о 4 GJUsage: in the study of biomedical effects on the body of the studied materials, with hygienic regulation of toxic powder materials. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises an inhalation chamber for placing animals with inlet and outlet pipelines, means for sampling and analyzing it with a recorder. The invention relates to devices for studying the biomedical effect of the studied materials on the body and can be used in hygienic regulation of toxic powder materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy of studies and to expand the range of studied concentrations of dusty substances. The object is achieved in that the device for inhalation effects on animals, containing means for setting concentration, means of comparison and means of doses and sampling and analysis means are connected to the first input of the comparison means, to the second input of which means for setting the concentration are connected, and the air pressure source is connected to the dosing means. According to the invention, there is introduced an expansion chamber and a mixer installed at the outlet of the metering means, the first input of which is directly connected to the air pressure source, the second input is connected to the expansion chamber, and the output is connected to the inlet pipe of the inhalation chamber, the metering means are made in the form of a metering device for dusty substances with adjustable electric drive, and the output of the means of comparison through the amplifier, pulse-width modulator and thyristor controller is connected to the input of the electric a metering drive; 1 ill. a galactic chamber with laboratory animals housed in it, having an inlet and an outlet piping and containing a sampler connected in series with a concentration sensor, an analysis unit and a recording unit, as well as a reference unit connected to the first input of the comparison unit, the output from the analysis unit being connected to the second input unit of comparison and containing a source of air pressure, the first output of which is connected to the inlet of the metering unit, the expansion cable connected with the pipeline С 00 о о о о 4 GJ is introduced

Description

мера и смеситель, а также последовательно соединенные усилитель, широтно-импульс- ный модул тор и тиристор, а узел дозирова-. ни снабжен-электрическим приводом, причем выход блока сравнени соединен с входом усилител , э выход тиристора соединен с электрическим приводом узла дозиро- вани , выход которого соединен трубопроводом с входом расширительной камеры, а смеситель соединен трубопроводом со вторым выходом источника воздушного давлени и выход смесител вл етс входным трубопроводом ингал ционной камеры ,measure and mixer, as well as series-connected amplifier, pulse-width modulator and thyristor, and the metering unit. it is supplied with an electric drive, and the output of the comparison unit is connected to the input of the amplifier, the output of the thyristor is connected to the electric drive of the metering unit, the output of which is connected by a pipe to the input of the expansion chamber, and the mixer is connected by a pipe to the second output of the air pressure source and the output of the mixer is provided by the inlet pipe of the inhalation chamber,

На чертеже показана схема устройства дл ингал ционного воздействи на организм лабораторных животных. Устройство содержит: источник воздушного давлени 1, узел дозировани 2 с электрическим приводом 3, расширительную камеру 4, смеситель 5, ингал ционную камеру б с входным 7 и выходным трубопроводом 8, пробоотборник с датчиком концентрации 9, блок анализа 10, блок регистрации 11, блок сравнени 12, блок задани 13, усилитель 14, широтно- импульсный модул тор 15 и тиристор 16.The drawing shows a diagram of a device for inhalation exposure of laboratory animals. The device contains: an air pressure source 1, a metering unit 2 with an electric drive 3, an expansion chamber 4, a mixer 5, an inhalation chamber b with an inlet 7 and outlet pipe 8, a sampler with a concentration sensor 9, analysis unit 10, registration unit 11, block Comparison 12, reference unit 13, amplifier 14, pulse width modulator 15, and thyristor 16.

Устройство работает следующим образом . Из источника воздушного давлени 1, в качестве которого используетс компрессор , по трубопроводу с посто нной скоростью в узел дозировани 2, представл ющий собой дозатор дл пылеобразных материалов (А.с. № 1569560 Устройство дл дозировани подачи порошкообразных материалов Скибенко В.В., Скоб М.Я., Федоров 8.К.) с регулируемым электрическим приводом 3 - коллекторным двигателей типа СЛ-221, поступает воздух и под действием вращени крыльчатки дозатора, привод щейс в движение электрическим приводом 3 из узла дозировани 2 выходит пылевоздушна смесь, котора поступает в расширительную камеру 4. Из расширительной камеры 4 по трубопроводу пылевоздушна смесь поступает в смеситель 5, где многократно разбавл етс потоком воздуха, поступающим от источника воздушного давлени 6 по трубопроводу. Далее пылевоздушна смесь из смесител 5 по входному трубопроводу 7 с посто нной скоростью проходит в ингал ционную камеру б, где размещены лабораторные животные . Дл задани определенной концентрации на блоке задани 13, имею-, щем буферный каскад, выполненный на базе операционного усилител КР 140 УД 20 А, потенциометром вручную устанавливаетс относительна величина концентрации. Сигнал с выхода блока задани 13 поступает на первый вход блока сравнени 12, а процесс поддержани задаваемой концентра . ции осуществл етс следующим образом:The device operates as follows. From the air pressure source 1, which is used as a compressor, through a pipe with a constant speed to the metering unit 2, which is a metering unit for dusty materials (А.с. No. 1569560 Device for metering the supply of powdered materials Skibenko V.V., Skob M.Ya., Fedorov 8.K.) with an adjustable electric drive 3 - collector engines of the SL-221 type, air enters and under the action of rotation of the metering impeller, driven by an electric drive 3 from the metering unit 2 comes out dusty and the mixture that enters the expansion chamber 4. From the expansion chamber 4 through the pipeline, the dust-air mixture enters the mixer 5, where it is repeatedly diluted with the air stream coming from the air pressure source 6 through the pipeline. Next, the dusty air mixture from the mixer 5 passes through the inlet pipe 7 at a constant speed into the inhalation chamber b, where laboratory animals are placed. To set a specific concentration on task block 13, which has a buffer cascade based on the operational amplifier КР 140 УД 20 А, a relative concentration value is manually set with a potentiometer. The signal from the output of the task unit 13 is fed to the first input of the comparison unit 12, and the process of maintaining the desired concentration. carried out as follows:

из расширительной камеры 4 часть пылевоздушной смеси принудительно пропускаетс через пробоотборник 9 с установленным в нем датчиком концентрации , представл ющим собой оптронную пару , состо щую из источника света и фотоприемника..Источник света облучаетfrom the expansion chamber 4, a part of the dusty air mixture is forcedly passed through the sampler 9 with a concentration sensor installed in it, which is an optocoupler pair consisting of a light source and a photodetector .. The light source irradiates

0 пылевоздушный поток импульсами света, а фотоприемник преобразует отраженным от частиц пыли световые импульсы в электрический сигнал, который поступает на вход блока анализа 10, состо щий из усилител 0 dusty air flow by light pulses, and the photodetector converts light pulses reflected from dust particles into an electrical signal, which is fed to the input of analysis block 10, consisting of an amplifier

5 выполненного на базе операционного усилител типа КР 551 УД 1 А(коэфф. усилени 103) прецизионного двухполупериодного выпр мител , блока-выделени посто нной составл ющей, усилител посто нного тока5 made on the basis of an operational amplifier of the type КР 551 УД 1 А (gain coefficient 103) of a precision half-wave rectifier, a constant-isolating unit, a constant-current amplifier

0 с регулируемым коэффициентом усилени . Электрический сигнал с фотоприемника оп- тронной пары усиливаетс усилителем, выпр мл етс прецизионным двухпо- лупериодным выпр мителем и фильтруетс 0 with adjustable gain. The electric signal from the photodetector of the optocoupler is amplified by an amplifier, rectified by a precision half-wave rectifier and filtered

5 в блок выделени посто нной составл ющей . Посто нна составл юща сигнала с выхода блока выделени посто нной составл ющей поступает на вход усилител посто нного тока с регулируемым коэффи0 циентом усилени , где усиливаетс до уровн достаточного дл визуального контрол и поступает на вход блока регистрации 11, который представл ет собой индикатор относительной концентрации. Со второго вы5 хода блока анализа 10 аналоговый сигнал поступает на второй вход блока сравнени 12, выполненный на базе операционного усилител типа КР 140 УД 20 А. С выхода блока сравнени 12 полученный сигнал рас0 согласовани поступает на вход усилител 14, выполненный на операционном усилителе типа КР 140 УД 20 А. Усиленный сигнал рассогласовани поступает на вход широт- но-импульсного модул тора 15 в котором5 to a constant extraction unit. The constant component signal from the output of the DC extraction unit is fed to the input of a DC amplifier with an adjustable gain, where it is amplified to a level sufficient for visual monitoring and fed to the input of the recording unit 11, which is an indicator of relative concentration. From the second output of analysis block 10, the analog signal is fed to the second input of comparison block 12, made on the basis of an operational amplifier of type КР 140 УД 20 А. From the output of comparison block 12, the received coordination signal is fed to the input of amplifier 14, made on an operational amplifier of type КР 140 UD 20 A. The amplified error signal is fed to the input of the pulse-width modulator 15 in which

5 посредством использовани делител , генератора импульсов в счетчике управл етс тиристор 16 типа КУ 202 Н регулирующий вращение электрического привода 3. В соответствии с частотой вращени электриче0 ского привода 3 измен етс подача порошкообразного материала из узла дозировани .5, by using a divider, pulse generator in the counter, the thyristor KU 202 Н type is controlled to control the rotation of the electric drive 3. In accordance with the speed of the electric drive 3, the flow of powder material from the dosing unit changes.

Введенные в устройство узлы и блоки позвол ют достоверно оценивать пылевоз5 душную среду, котора поступает в ингал - ционную камеру, обеспечивают быстрореагирующую след щую систему поддержани заданной концентрации и расшир ют диапазон измер емых концентраций . Расширительна камера позвол етThe units and blocks introduced into the device allow reliable assessment of the dust-air atmosphere that enters the inhalation chamber, provides a quick-response tracking system for maintaining a given concentration, and widens the range of measured concentrations. The expansion chamber allows

точно измер ть концентрацию пылеобразного вещества, подаваемого в ингал ционную камеру, так как в ней, во-первых, концентраци в несколько раз выше, чем в ингал ционной камере, а используемые оптические датчики стабильно работают на концентраци х выше 1 мг/м3 и, во-вторых, в расширительной камере создаетс равномерное распределение частиц пыли по объему , поэтому проводимые измерени будут объективными. В смесителе происходит многократное в определенном соотношении разбавление пылевоздушной смеси, поступающей из расширительной камеры, в св зи с чем по вл етс возможность проводить ингал ционные затравки малыми концентраци ми (от 0,001 и до. 1 мг/м3). С введением расширительной камеры и смесител , измерений относительной концентрации в расширительной камере и многократном разбавлением пылевоздушной смеси в смесителе, увеличиваетс диапазон исследуемых концентраций пылеобразных веществ и повышаетс точность проводимых работ. Введенные усилитель , широтно-импульсный модул тор и тиристор регулирующий скорость вращени электрического привода дозирующего устройства обеспечивает, быстрореагирующую след щую систему поддержани заданной концентрации пылеобразного вещества, чем повышает точность проводимых экспериментов .accurately measure the concentration of the dusty substance supplied to the inhalation chamber, since, in the first place, the concentration is several times higher than in the inhalation chamber, and the optical sensors used are stable at concentrations above 1 mg / m3 and, secondly, a uniform distribution of dust particles throughout the volume is created in the expansion chamber, therefore, the measurements taken will be objective. In the mixer, a certain proportion of the dilution of the dusty air mixture coming from the expansion chamber occurs, which makes it possible to carry out inhalation seeding at low concentrations (from 0.001 to 1 mg / m3). With the introduction of the expansion chamber and the mixer, measurements of the relative concentration in the expansion chamber and the multiple dilution of the dust-air mixture in the mixer, the range of the studied concentrations of dusty substances increases and the accuracy of the work performed increases. The introduced amplifier, pulse-width modulator, and thyristor controlling the rotation speed of the electric drive of the metering device provide a fast-response tracking system to maintain a given concentration of a dusty substance, which increases the accuracy of the experiments.

Claims

The claims

A device for inhalation exposure of laboratory animals to an organism, comprising an inhalation chamber for placing animals with inlet and outlet pipelines, means for sampling and analyzing it with a recorder, means for setting the concentration, means for comparing

and dispensing means, wherein the sampling and analysis means are connected to the first input of the comparison means, the concentration setting means are connected to the second input of the means, and the air pressure source is connected to the dispensing means, in order to increase the accuracy and extend the concentration range inhalation mixture, into it are introduced an expansion chamber and a mixer installed at the outlet of the metering means, the first and the inlet of which are directly connected to the air pressure source, the second input connected to the expansion chamber,

and the outlet is connected to the inlet pipe of the inhalation chamber, the dispensing means are made in the form of a doser of dusty substances with an adjustable electric drive, and the outlet means

comparisons through an amplifier, a pulse-width modulator and a thyristor controller are connected to the input of an electric metering drive.