專利名稱：多功能電磁生物培養(yǎng)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能夠同時(shí)產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的穩(wěn)恒磁場和穩(wěn)恒電場的多功能 電磁生物培養(yǎng)箱，多用于進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)和生物培養(yǎng)。
背景技術(shù)：
目前可知的可產(chǎn)生具有一定強(qiáng)度的穩(wěn)恒磁場的生物培養(yǎng)裝置，磁場由永磁 體或通電螺線管產(chǎn)生。其缺點(diǎn)在于由永磁體產(chǎn)生的磁場無法調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度；通 電螺線管內(nèi)部很難加入電場，管外部可加電場但磁場強(qiáng)度弱而且均勻性較差。 因而在進(jìn)行需要穩(wěn)恒磁場環(huán)境的生物培養(yǎng)和生物實(shí)驗(yàn)過程中，很難獲知這種生 物在不同磁場和電場強(qiáng)度下的生存狀況。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有生物培養(yǎng)裝置不能調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度等問題，本實(shí)用新型提供一種 多功能電磁生物培養(yǎng)箱，采用通電線圈產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場的方式，通過調(diào)節(jié)線圈中 的電流大小來控制磁場強(qiáng)度，并利用兩塊電極板產(chǎn)生穩(wěn)恒電場，電場強(qiáng)度可通 過調(diào)節(jié)連接電極板的電源電壓來控制。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種多功能電磁生物培 養(yǎng)箱，包括一個(gè)箱體；設(shè)置在所述箱體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)容器；相對于所述實(shí)驗(yàn)容器上 下或左右位置對稱安裝的用于生成靜電場的上電極板和下電極板；安裝在所述 實(shí)驗(yàn)容器外部的用于生成電磁場的電磁線圈。
本實(shí)用新型利用三個(gè)共軸的通電銅線圈形成了一個(gè)強(qiáng)度約為0~200高斯的
4穩(wěn)恒磁場，兩塊電極板形成強(qiáng)度約為0 120000伏/米的穩(wěn)恒電場，磁場和電場分 布均勻并可以通過調(diào)整相應(yīng)電源的電流或電壓值來調(diào)節(jié)強(qiáng)度。 一個(gè)有機(jī)玻璃箱 作為實(shí)驗(yàn)容器置于由三個(gè)線圈形成的圓柱形空間內(nèi)，兩塊電極板分別粘在箱頂 和箱底上方3厘米處。這樣就在這個(gè)有機(jī)玻璃箱中同時(shí)存在了可以調(diào)節(jié)強(qiáng)度的 穩(wěn)恒磁場和穩(wěn)恒電場。
這個(gè)多功能生物培養(yǎng)箱分為兩個(gè)部分觀察機(jī)箱和控制機(jī)箱。觀察箱中放置 三個(gè)共軸的圓環(huán)形銅線圈，其中兩端的線圈內(nèi)有低頻交流鐵芯，線圈和鐵芯固 定于兩塊絕緣板中間；中間的線圈內(nèi)無鐵芯。三個(gè)銅線圈經(jīng)過浸油處理后用絕 緣布包覆，固定在由角鐵組裝的支架上，支架固定在角鐵導(dǎo)軌上。有機(jī)玻璃箱 置于兩側(cè)的線圈中間，箱體穿過中心的線圈。有機(jī)玻璃箱長40厘米，寬20厘 米，高20厘米，箱內(nèi)置有電熱棒、磁場探頭、溫度探頭、小風(fēng)扇、熒光燈和搖 床，箱外置有攝像頭。其中電極板可加1~20000伏電壓，形成穩(wěn)恒電場；搖床 可帶動(dòng)l千克物體，轉(zhuǎn)速為每分鐘15轉(zhuǎn)。如果工作過程中不需要搖床，可以將 搖床上方的活動(dòng)隔板蓋上，形成一個(gè)長40厘米，寬20厘米，高13厘米的可利 用空間。為了防止電場中發(fā)生尖端放電現(xiàn)象，整個(gè)箱體在有電場的部分沒有任 何金屬構(gòu)件；電極板露出的覆銅部分表面均覆蓋絕緣橡膠。
搖床由小電機(jī)、有機(jī)玻璃圓柱和有機(jī)玻璃圓盤構(gòu)成圓柱的底面圓心處打孔， 將小電機(jī)的轉(zhuǎn)軸插進(jìn)孔中，圓盤下表面和圓柱用有機(jī)玻璃專用膠粘牢，圓盤上 表面粘貼了一層防滑膠皮。搖床工作時(shí)，小電機(jī)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)圓柱和圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。 控制箱分為上下兩層，下層為50V20A的直流電源，為三個(gè)銅線圈供電；上層 為溫度控制裝置和接電極板的20000V髙壓電源。特斯拉計(jì)表頭與觀察箱內(nèi)的磁 場探頭連接，液晶顯示器與攝像頭連接。特斯拉計(jì)表頭和液晶顯示器分別獨(dú)立 于控制箱。溫度控制裝置由兩個(gè)繼電器構(gòu)成，工作時(shí)的效果是當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定的 溫度上限時(shí)，接風(fēng)扇的輸出端口輸出為"1"，即通路；當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定的 溫度上限時(shí)，接風(fēng)扇的輸出端口輸出為"0"，即斷路；當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定的 溫度下限時(shí)，接電熱棒的輸出端口輸出為"1",即通路；當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定 的溫度上限時(shí)，接電熱棒的輸出端口輸出為"0"，即斷路。
控制箱正面有一控制面板，相應(yīng)位置上有電流、電壓、溫度等控制旋鈕和 電流、電壓、磁場、溫度等顯示窗口。觀察箱中的發(fā)生裝置和控制箱中的控制 裝置分別形成獨(dú)立的模塊，通過外部接線連接。
此外，由于需要考慮觀察箱中的電場和磁場對控制箱儀器電路的影響，觀察 箱和控制箱的機(jī)殼采用鋁板制作從而隔絕了電場和磁場。
本實(shí)用新型的有益效果是，可以在長40厘米，寬20厘米，高13厘米的實(shí)
驗(yàn)容器中同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)度約為0~200高斯的穩(wěn)恒磁場和強(qiáng)度約為0~120000伏/米的 穩(wěn)恒電場，溫度控制在室溫 室溫加5'C并且能保證一定的絕緣性能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施里對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是產(chǎn)生磁場和電場的電路原理圖2是實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)部的電路圖3是磁場耦合示意圖4是觀察箱內(nèi)部的三視構(gòu)造圖5是實(shí)驗(yàn)容器縱向剖面圖6是實(shí)驗(yàn)容器前面板構(gòu)造圖7是實(shí)驗(yàn)容器后面板構(gòu)造圖；圖8是控制箱前面板構(gòu)造圖9是搖床縱向剖面和橫向剖面圖。
附圖標(biāo)記說明l-第一線圈；2-第二線圈；3-第三_線圈；4-實(shí)驗(yàn)容器；5-角 鐵架；6-角鐵導(dǎo)軌；7-門；8-合頁；9-鎖；10-上電極板；ll-下電極板；12-第一 有機(jī)玻璃隔板；13-搖床隔板；14-電風(fēng)扇；15-電動(dòng)搖床；16-電熱棒；17-溫度探 頭；18-特斯拉計(jì)探頭插孔；19-第二有機(jī)玻璃隔板；20-50V20A直流電源； 21-20000V0.1mA直流電源；22-溫度控制裝置；23-搖床電機(jī)；24-小圓柱；25-搖床電機(jī)轉(zhuǎn)軸；26-轉(zhuǎn)動(dòng)平板；27-小燒杯。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖9所示，本實(shí)用新型的多功能電磁生物培養(yǎng)箱穩(wěn)恒磁場和穩(wěn)恒 電場的裝置，包括 一個(gè)箱體； 設(shè)置在所述箱體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)容器4;相對于所述實(shí)驗(yàn)容器4上下或左右位置對稱安裝的用于生成靜電場的上電極 板IO和下電極板11;
安裝在所述實(shí)驗(yàn)容器4外部的用于生成電磁場的電磁線圈如第一至第三線闥 1-3。
在所述箱體內(nèi)還安裝用于加熱的加熱裝置；用于通風(fēng)的電風(fēng)扇14;電動(dòng)搖床15。
上電極板IO和下電極板11通過導(dǎo)線分別連接高壓直流電源。
電磁線圏包括共軸安裝的第一線圈1、第二線圈2和第三線圈3，其中第二 線圈2與并聯(lián)連接的第一線圈1和第三線圈3形成串聯(lián)連接。
第一線圈1和第三線圈3是鐵芯線圏并且位于實(shí)驗(yàn)容器4兩端，第二線圈2 是空心線圈并且位于實(shí)驗(yàn)容器中部。
加熱裝置包括分別設(shè)置在箱體下部的兩個(gè)電熱棒16。電動(dòng)搖床15包括搖床電機(jī)23、電機(jī)轉(zhuǎn)軸25和轉(zhuǎn)動(dòng)平板26，其中電機(jī)轉(zhuǎn)軸25通過一個(gè)小圓柱24固 定連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)平板26。箱體通過合頁8連接用于觀察和打開箱體的門7。
具體地說，本實(shí)用新型將第一線圈1與第三線圈3并聯(lián)后再與第二線圈2串 聯(lián)，接50V20A電源20。上極板10接20000V0.1A電源21,下極板11接地。 圖2中將風(fēng)扇14串聯(lián)溫度控制裝置22的輸出端口 1后，接220V50Hz交流電源 將電熱棒16串聯(lián)溫度控制裝置22的輸出端口 2后，接220V50Hz交流電源；將 溫度探頭17接溫度控制裝置22的輸入端口 ；將搖床電機(jī)23接220V50Hz交流 電源；將熒光燈接220V50Hz交流電源。
關(guān)50V20A電源20時(shí)，為了消去電極板IO、 ll中的電場，須先將電壓調(diào)節(jié) 旋鈕旋至0，再關(guān)上開關(guān)。
關(guān)20000V0.1A電源21時(shí)，為了消去第一線圈1與第三線圈3內(nèi)的鐵芯中的 剩磁，須先將電流調(diào)節(jié)旋鈕旋至電流最大值18A，再將電流調(diào)節(jié)旋鈕旋至O，最 后關(guān)上開關(guān)。
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權(quán)利要求1、一種多功能電磁生物培養(yǎng)箱，包括一個(gè)箱體，其特征在于還包括設(shè)置在所述箱體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)容器(4)；相對于所述實(shí)驗(yàn)容器(4)上下或左右位置對稱安裝的用于生成靜電場的上電極板(10)和下電極板(11)；安裝在所述實(shí)驗(yàn)容器(4)外部的用于生成電磁場的電磁線圈(1，2，3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，在所述箱體內(nèi)還安裝用于加熱 的加熱裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，在所述箱體內(nèi)還安裝用于通風(fēng) 的電風(fēng)扇(14)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，在箱體內(nèi)還安裝一個(gè)電動(dòng)搖床 (15)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，所述上電極板(10)和下電極 板(11)通過導(dǎo)線分別連接高壓直流電源。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，所述電磁線圈包括共軸安裝的 第一線圈(1)、第二線圈(2)和第三線圈(3)，其中第二線圈(2)與并聯(lián)連 接的第一線圈(1)和第三線圈(3)形成串聯(lián)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，第一線圈(1)和第三線圈(3) 是鐵芯線圈并且位于實(shí)驗(yàn)容器(4)兩端，第二線圈(2)是空心線圈并且位于 實(shí)驗(yàn)容器中部。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，所述加熱裝置包括分別設(shè)置在箱體下部的兩個(gè)電熱棒(16)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，所述電動(dòng)搖床(15)包括搖床 電機(jī)(23)、電機(jī)轉(zhuǎn)軸(25)和轉(zhuǎn)動(dòng)平板(26)，其中電機(jī)轉(zhuǎn)軸(25)通過一個(gè) 小圓柱(24)固定連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)平板(26)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)箱，其特征在于，所述箱體通過合頁(8)連接 用于觀察和打開箱體的門(7)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種多功能電磁生物培養(yǎng)箱，包括一個(gè)箱體；設(shè)置在所述箱體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)容器；相對于所述實(shí)驗(yàn)容器上下或左右位置對稱安裝的用于生成靜電場的上電極板和下電極板；安裝在所述實(shí)驗(yàn)容器外部的用于生成電磁場的電磁線圈。本實(shí)用新型利用三個(gè)共軸的通電銅線圈形成了一個(gè)穩(wěn)恒磁場，兩塊電極板形成穩(wěn)恒電場，磁場和電場分布均勻并可以通過調(diào)整相應(yīng)電源的電流或電壓值來調(diào)節(jié)強(qiáng)度。一個(gè)有機(jī)玻璃箱作為實(shí)驗(yàn)容器置于由三個(gè)線圈形成的圓柱形空間內(nèi)，兩塊電極板分別粘在箱頂和箱底。這樣就在這個(gè)有機(jī)玻璃箱中同時(shí)存在了可以調(diào)節(jié)強(qiáng)度的穩(wěn)恒磁場和穩(wěn)恒電場。通過一個(gè)溫度控制裝置以及電熱棒和電風(fēng)扇，實(shí)驗(yàn)容器的溫度可控制在室溫～室溫加5℃。
文檔編號(hào)C12M1/38GK201288186SQ2008201088
公開日2009年8月12日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者史慶藩, 叢 張, 張首譽(yù), 維 李, 辰 李 申請人:張首譽(yù);李 辰;張 叢;李 維