臭氧暴露装置

1.本实用新型涉及气体混合装置，尤其涉及一种臭氧暴露装置。


背景技术：

2.臭氧作为一种空气污染物，对人类健康和生态环境造成危害。流行病学研究已证实，长期室内或室外的臭氧暴露可能导致诸多不良健康效应，如呼吸系统疾病、心脑血管疾病、皮肤老化等。因此，研究臭氧暴露的健康风险与毒性作用机制对臭氧污染问题的防控有着非常重要的现实意义。
3.动物暴露实验是生物、环境、毒理等科学研究的一种重要评价方法，常用于研究外界环境因素暴露对生物体产生的潜在影响。为模拟真实环境暴露，可将实验动物置于暴露仓后，向仓内注入定量化学物质，暴露预设的时间，随后检测相关生理指标的变化。目前已有多种类型的小动物臭氧全身暴露装置，但多数装置采用多气路控制臭氧浓度的方案，导致装置结构复杂、占地面积大，价格昂贵且使用不便，并且现有的臭氧暴露装置难以实现多种气态物质与臭氧的复合暴露。


技术实现要素：

4.针对以上问题，本实用新型提供一种臭氧暴露装置，通过设置多个气路接口，能够通入不同的污染物，用于实现臭氧与其他污染物混合的复杂污染环境的暴露。
5.为达上述目的，本实用新型提供了一种臭氧暴露装置包括：
6.臭氧暴露仓，臭氧暴露仓的侧壁上设有多个气路接口，用于通入不同污染物，与臭氧形成复杂污染环境，臭氧暴露仓的底部设置有分隔栏，用于分隔实验动物，使其均匀暴露在污染环境中；
7.臭氧发生装置，与臭氧暴露仓的一个气路接口连通，用于向臭氧暴露仓输入臭氧；以及
8.臭氧检测器，与臭氧暴露仓另一侧的一个气路接口连通，用于实时对流出臭氧暴露仓内的气体的臭氧浓度进行检测，以调节由臭氧发生装置输入到臭氧暴露仓内的臭氧量。
9.根据本实用新型的实施例，每个气路接口包括：
10.外螺纹管，穿过臭氧暴露仓的仓壁，外螺纹管内部中空，用于气体流通；
11.两个垫片，与外螺纹管螺纹连接，分别位于臭氧暴露仓的仓壁的两侧；以及
12.两个螺母，与外螺纹管螺纹连接，位于垫片远离臭氧暴露仓仓壁的一侧，拧紧螺母使垫片贴紧臭氧暴露仓的仓壁。
13.根据本实用新型的实施例，至少一个外螺纹管的外侧开口可选择地设有适用于封堵外螺纹管封口膜，封口膜的边缘由密封螺母紧固到外螺纹管的外侧。
14.根据本实用新型的实施例，气路接口位于臭氧暴露仓的中上部，使得污染物经气路接口进入臭氧暴露仓后，沉降到臭氧暴露仓底部的过程中与臭氧暴露仓内部的气体进行
混合。
15.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露仓的其中一个气路接口连通有氮气瓶，将氮气通入臭氧暴露仓内，与臭氧形成混合污染环境。
16.根据本实用新型的实施例，污染物包括：pm
2.5
、pm
10
、so2、no2、tvoc、co中的一种或多种。
17.根据本实用新型的实施例，分隔栏竖直设置，将臭氧暴露仓的底部进行分隔，防止实验动物聚集。
18.根据本实用新型的实施例，分隔栏上设置有多个通气孔，用于实现由分隔栏分隔的不同切割区域之间的气体流通。
19.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露仓的顶壁设置为可开合的挡板，用于将实验动物放置于臭氧暴露仓内；挡板四周设置由密封圈，挡板闭合时臭氧暴露仓为密封状态。
20.根据本实用新型的实施例，臭氧发生装置包括依次连通的气瓶、流量控制器、臭氧发生器；
21.气瓶内的气体包括空气或氧气，气瓶内的气体流入臭氧发生器以产生臭氧；流量控制器用于控制气体流入臭氧发生器的流量；臭氧发生器的功率可调节，以控制气体中臭氧的产生比例。
22.根据本实用新型提供的臭氧暴露装置，通过设置多个气路接口，能够通入不同的污染物，用于实现臭氧与其他污染物混合的复杂污染环境的暴露，通过涉及分隔栏对实验动物进行分隔，使其均匀暴露在污染环境中，避免实验动物聚集影响暴露的准确性。同时通过臭氧检测器可以实时、准确地监测臭氧浓度，便于及时调节臭氧发生装置控制仓内臭氧浓度。
附图说明
23.图1示意性示出了根据本实用新型实施例的臭氧暴露装置的模块连接图；
24.图2示意性示出了根据本实用新型实施例的臭氧暴露仓的立体图；
25.图3示意性示出了根据本实用新型实施例的臭氧暴露仓中气路接口的侧视图。
26.【附图标记】
27.1-臭氧暴露仓；11-气路接口；111-外螺纹管；112-垫片；113-螺母；114-封口膜；115-密封螺母；12-分隔栏。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
29.本实用新型提供了一种臭氧暴露装置包括：
30.臭氧暴露仓，臭氧暴露仓的侧壁上设有多个气路接口，用于通入不同污染物，与臭氧形成复杂污染环境，臭氧暴露仓的底部设置有分隔栏，用于分隔实验动物，使其均匀暴露在污染环境中；
31.臭氧发生装置，与臭氧暴露仓的一个气路接口连通，用于向臭氧暴露仓输入臭氧；以及
32.臭氧检测器，与臭氧暴露仓另一侧的一个气路接口连通，用于实时对流出臭氧暴露仓内的气体的臭氧浓度进行检测，以调节由臭氧发生装置输入到臭氧暴露仓内的臭氧量。
33.根据本实用新型提供的臭氧暴露装置，通过设置多个气路接口，能够通入不同的污染物，用于实现臭氧与其他污染物混合的复杂污染环境的暴露，通过涉及分隔栏对实验动物进行分隔，使其均匀暴露在污染环境中，避免实验动物聚集影响暴露的准确性，研究臭氧及其他污染物的健康风险与毒性作用机理。同时通过臭氧检测器可以实时、准确地监测臭氧浓度，便于及时调节臭氧发生装置控制仓内臭氧浓度，精简了气路。
34.图1示意性示出了根据本实用新型实施例的臭氧暴露装置的模块连接图，如图1所示，臭氧暴露装置包括：臭氧发生装置、臭氧暴露仓、臭氧检测器。
35.图2示意性示出了根据本实用新型实施例的臭氧暴露仓的立体图，如图2所示，臭氧暴露仓1的侧壁上设有多个气路接口11，用于通入不同污染物，与臭氧形成复杂污染环境，臭氧暴露仓的底部设置有分隔栏12，用于分隔实验动物，使其均匀暴露在污染环境中。
36.根据本实用新型的实施例，臭氧发生装置与臭氧暴露仓1的一个气路接口11连通，用于向臭氧暴露仓输入臭氧；臭氧检测器与臭氧暴露仓1另一侧的一个气路接口11连通，用于实时对流出臭氧暴露仓内的气体的臭氧浓度进行检测，以调节由臭氧发生装置输入到臭氧暴露仓内的臭氧量。
37.图3示意性示出了根据本实用新型实施例的臭氧暴露仓中气路接口的侧视图。如图3所示，每个气路接口包括：外螺纹管111，穿过臭氧暴露仓的仓壁，外螺纹管111内部中空，用于气体流通；两个垫片112，与外螺纹管111螺纹连接，分别位于臭氧暴露仓1的仓壁的两侧；以及两个螺母113，与外螺纹管111螺纹连接，位于垫片112远离臭氧暴露仓1仓壁的一侧，拧紧螺母113使垫片贴紧臭氧暴露仓1的仓壁。
38.根据本实用新型的实施例，至少一个外螺纹管111的外侧开口可选择地设有适用于封堵外螺纹管封口膜114，封口膜114的边缘由密封螺母115紧固到外螺纹管111的外侧。
39.根据本实用新型的实施例，气路接口11位于臭氧暴露仓1的中上部，使得污染物经气路接口11进入臭氧暴露仓1后，沉降到臭氧暴露仓1底部的过程中与臭氧暴露仓1内部的气体进行混合。
40.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露仓的其中一个气路接口连通有氮气瓶，将氮气通入臭氧暴露仓内，与臭氧形成混合污染环境。
41.根据本实用新型的实施例，污染物包括其他气体或气溶胶，具体包括：pm
2.5
、pm
10
、so2、no2、tvoc、co中的一种或多种。
42.根据本实用新型的实施例，分隔栏12竖直设置，将臭氧暴露仓1的底部进行分隔，防止实验动物聚集。
43.根据本实用新型的实施例，分隔栏12上设置有多个通气孔，用于实现由分隔栏12分隔的不同切割区域之间的气体流通。
44.根据本实用新型的实施例，分隔栏包括十字分隔栏，将臭氧暴露仓分隔为四个区域。
45.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露仓的顶壁设置为可开合的挡板，用于将实验动物放置于臭氧暴露仓内；挡板四周设置由密封圈，挡板闭合时臭氧暴露仓为密封状态。
46.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露仓体为透明的亚克力材质，便于对臭氧暴露仓内的实验动物进行观察。
47.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露仓的各气路接口沿水平方向均匀分布，且孔道大小相同。
48.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露仓的两侧各有五个气路接口，沿水平方向均匀分布。
49.根据本实用新型的实施例，臭氧发生装置包括依次连通的气瓶、流量控制器、臭氧发生器；气瓶内的气体包括空气或氧气，气瓶内的气体流入臭氧发生器以产生臭氧；流量控制器用于控制气体流入臭氧发生器的流量；臭氧发生器的功率可调节，以控制气体中臭氧的产生比例。
50.根据本实用新型的实施例，气瓶为压缩气瓶，气瓶内的气体包括压缩空气或压缩氧气。
51.根据本实用新型的实施例，流量控制器为浮子型流量计，其调控范围为0～1l/min。
52.根据本实用新型的实施例，臭氧发生器为美国uvp公司sog-1型臭氧发生器，可通过改变臭氧发生器的功率来调节臭氧的产生比例，从而调节臭氧暴露仓体内的臭氧浓度。
53.根据本实用新型的实施例，臭氧检测器对流出臭氧暴露仓的气体检测后，通过胶管将尾气释放入负压的通风橱或尾气处理装置。
54.根据本实用新型的实施例，臭氧检测器为在线式电化学检测器，直接接入气路即可实时监测臭氧水平变化。
55.根据本实用新型的实施例，所有连通的气路通道的材料包括胶管。
56.根据本实用新型的实施例，臭氧暴露装置的工作过程为：
57.将气瓶、流量控制器、臭氧发生器、臭氧暴露仓和臭氧检测装置依次连接；
58.打开气瓶，瓶内气体通过流量控制器，流量控制器调节气体的流量；
59.达到最佳的流量后，设定臭氧发生器的功率，对进入臭氧发生器腔体的空气进行紫外线照射，生成含有臭氧的气体；
60.含有臭氧的气体通过臭氧暴露仓一侧的一个气路接口流入臭氧检测器，对臭氧暴露仓内部的空气进行混合臭氧浓度进行检测；
61.检测后的尾气排放到负压通风橱或尾气处理装置内；
62.在臭氧暴露仓仓体内混合气体中臭氧的浓度没达到目标浓度的情况下，调节臭氧发生器的功率，增大或减小产生臭氧的比例来调节臭氧暴露仓仓体内混合气体中臭氧的浓度；
63.在臭氧暴露仓仓体内混合气体中臭氧的浓度达到目标浓度且稳定的情况下，打开臭氧暴露仓上方挡板，将实验动物放入臭氧暴露仓，关闭挡板，进行实验动物的臭氧暴露实验。
64.根据本实用新型的实施例，当进行多种污染物混合的复杂污染环境的暴露的情况下，臭氧检测器还可以为多种气体检测装置，对多种污染物的浓度进行检测。
65.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实
用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种臭氧暴露装置，其特征在于，包括：臭氧暴露仓，所述臭氧暴露仓的侧壁上设有多个气路接口，用于通入不同污染物，与臭氧形成复杂污染环境，所述臭氧暴露仓的底部设置有分隔栏，用于分隔实验动物，使其均匀暴露在污染环境中；臭氧发生装置，与所述臭氧暴露仓的一个气路接口连通，用于向所述臭氧暴露仓输入臭氧；以及臭氧检测器，与所述臭氧暴露仓另一侧的一个气路接口连通，用于实时对流出所述臭氧暴露仓内的气体的臭氧浓度进行检测，以调节由臭氧发生装置输入到臭氧暴露仓内的臭氧量。2.如权利要求1所述的臭氧暴露装置，其特征在于，每个所述气路接口包括：外螺纹管，穿过所述臭氧暴露仓的仓壁，所述外螺纹管内部中空，用于气体流通；两个垫片，与所述外螺纹管螺纹连接，分别位于所述臭氧暴露仓的仓壁的两侧；以及两个螺母，与所述外螺纹管螺纹连接，位于所述垫片远离所述臭氧暴露仓仓壁的一侧，拧紧所述螺母使所述垫片贴紧所述臭氧暴露仓的仓壁。3.如权利要求2所述的臭氧暴露装置，其特征在于，至少一个外螺纹管的外侧开口可选择地设有适用于封堵所述外螺纹管封口膜，所述封口膜的边缘由密封螺母紧固到所述外螺纹管的外侧。4.如权利要求1所述的臭氧暴露装置，其特征在于，所述气路接口位于所述臭氧暴露仓的中上部，使得污染物经所述气路接口进入所述臭氧暴露仓后，沉降到所述臭氧暴露仓底部的过程中与臭氧暴露仓内部的气体进行混合。5.如权利要求1所述的臭氧暴露装置，其特征在于，所述臭氧暴露仓的其中一个气路接口连通有氮气瓶，将氮气通入所述臭氧暴露仓内，与臭氧形成混合污染环境。6.如权利要求1所述的臭氧暴露装置，其特征在于，所述污染物包括：pm
2.5
、pm
10
、so2、no2中的一种或多种。7.如权利要求1所述的臭氧暴露装置，其特征在于，所述分隔栏竖直设置，将所述臭氧暴露仓的底部进行分隔，防止实验动物聚集。8.如权利要求7所述的臭氧暴露装置，其特征在于，所述分隔栏上设置有多个通气孔，用于实现由所述分隔栏分隔的不同切割区域之间的气体流通。9.如权利要求1所述的臭氧暴露装置，其特征在于，所述臭氧暴露仓的顶壁设置为可开合的挡板，用于将实验动物放置于所述臭氧暴露仓内；所述挡板四周设置由密封圈，所述挡板闭合时所述臭氧暴露仓为密封状态。10.如权利要求1所述的臭氧暴露装置，其特征在于，所述臭氧发生装置包括依次连通的气瓶、流量控制器、臭氧发生器；所述气瓶内的气体包括空气或氧气，所述气瓶内的气体流入所述臭氧发生器以产生臭氧；所述流量控制器用于控制所述气体流入所述臭氧发生器的流量；所述臭氧发生器的功率可调节，以控制所述气体中臭氧的产生比例。

技术总结
本实用新型公开了一种臭氧暴露装置，包括：臭氧暴露仓，臭氧暴露仓的侧壁上设有多个气路接口，用于通入不同污染物，与臭氧形成复杂污染环境，臭氧暴露仓的底部设置有分隔栏，用于分隔实验动物，使其均匀暴露在污染环境中；臭氧发生装置，与臭氧暴露仓的一个气路接口连通，用于向臭氧暴露仓输入臭氧；以及臭氧检测器，与臭氧暴露仓另一侧的一个气路接口连通，用于实时对流出臭氧暴露仓内的气体的臭氧浓度进行检测，以调节由臭氧发生装置输入到臭氧暴露仓内的臭氧量。可以实现臭氧与其他污染物混合的复杂污染环境的暴露，避免实验动物聚集影响暴露的准确性，并且可以及时调节臭氧发生装置控制仓内臭氧浓度。生装置控制仓内臭氧浓度。生装置控制仓内臭氧浓度。


技术研发人员：徐明 马明昊 刘思金 陈嘉浩
受保护的技术使用者：中国科学院生态环境研究中心
技术研发日：2022.08.30
技术公布日：2023/10/20