本實(shí)用新型屬于生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降溫速率可控的低溫生物實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

近來，低溫生物學(xué)和低溫醫(yī)學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛，生物組織和細(xì)胞如血液、骨髓、胚胎、皮膚等的低溫保存有著十分重要的實(shí)際意義。然而，有許多因素影響經(jīng)冷凍一解凍后生物材料的成活率，其中最重要的因素之一就是冷卻速率。不同細(xì)胞要求不同的冷卻速率，根據(jù)一系列不同冷卻速率的試驗(yàn)，可以確定某種細(xì)胞的最佳冷卻條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種降溫速率可控的低溫生物實(shí)驗(yàn)裝置，可預(yù)先根據(jù)降溫速率的要求，確定控制參數(shù)，穩(wěn)定性好，簡易、有效和使用方便的控溫裝置。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種降溫速率可控的低溫生物實(shí)驗(yàn)裝置，包括用于存放熱傳導(dǎo)介質(zhì)及被冷卻樣品的杜瓦瓶，所述杜瓦瓶內(nèi)設(shè)置有溫度測(cè)量記錄模塊，所述杜瓦瓶外部設(shè)置有液氮液面自動(dòng)調(diào)節(jié)器，用于保持杜瓦瓶外液氮的液面高度恒定，所述杜瓦瓶連接有用于抽真空的機(jī)械泵，所述機(jī)械泵分別連接有真空測(cè)量模塊和真空調(diào)節(jié)器。

進(jìn)一步的，所述杜瓦瓶的內(nèi)、外壁之間設(shè)置有多層絕熱材料，通過上端的小管連接所述機(jī)械泵用于抽真空。

進(jìn)一步的，所述杜瓦瓶的內(nèi)壁和外壁為玻璃鋼制成。

進(jìn)一步的，所述液氮液面自動(dòng)調(diào)節(jié)器包括控制器和由隔斷分隔成的儲(chǔ)液槽和放置槽，所述放置槽內(nèi)設(shè)置有液氮，所述杜瓦瓶設(shè)置在所述放置槽內(nèi)，所述儲(chǔ)液槽與放置槽之間通過輸液管連接，所述控制器分別與所述儲(chǔ)液槽和放置槽連接，用于在所述放置槽內(nèi)液氮缺少時(shí)通過所述儲(chǔ)液槽進(jìn)行補(bǔ)充。

進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)液槽內(nèi)設(shè)置有加熱電阻，所述加熱電阻與所述控制器連接，用于提高所述儲(chǔ)液槽內(nèi)的壓力進(jìn)行補(bǔ)液。

進(jìn)一步的，所述放置槽內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制器連接，用于檢測(cè)所述放置槽內(nèi)的液氮高度。

進(jìn)一步的，所述真空調(diào)節(jié)器為微調(diào)針形閥，用于控制放氣量。

進(jìn)一步的，所述真空測(cè)量模塊包括熱偶規(guī)和數(shù)顯復(fù)合真空儀。

進(jìn)一步的，所述溫度測(cè)量記錄模塊包括銅康銅熱電偶，精度為±0.5K。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少具有以下有益效果：

本裝置結(jié)構(gòu)簡單，利用漏熱法控溫采用杜瓦瓶配合機(jī)械泵進(jìn)行抽真空，控制方法新穎、方便，穩(wěn)定性較好，成本低，能滿足一般的生物試驗(yàn)要求。

進(jìn)一步的，杜瓦瓶做為實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，保溫性能良好，透明，密封度好，采用機(jī)械泵進(jìn)行抽真空處理，成本低廉、經(jīng)濟(jì)耐用，由微調(diào)針形閥進(jìn)行真空調(diào)節(jié)，精確控制真空度。

進(jìn)一步的，熱偶規(guī)利用氣體分子的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象，可能測(cè)量的壓力范圍在1～300Pa之間，電路簡單，價(jià)格低廉，數(shù)顯復(fù)合真空儀能夠?qū)崟r(shí)顯示真空度。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型杜瓦瓶結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型液氮液面自動(dòng)調(diào)節(jié)器示意圖。

其中，1.控制器；2.儲(chǔ)液槽；3.輸液管；4.壓力傳感器；5.加熱電阻；6.放置槽。

【具體實(shí)施方式】

請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種降溫速率可控的低溫生物實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括用于存放熱傳導(dǎo)介質(zhì)及被冷卻樣品的杜瓦瓶，所述杜瓦瓶內(nèi)設(shè)置有溫度測(cè)量記錄模塊，所述杜瓦瓶外部設(shè)置有液氮液面自動(dòng)調(diào)節(jié)器，用于保持杜瓦瓶外液氮的液面高度恒定，所述杜瓦瓶連接有用于抽真空的機(jī)械泵，所述機(jī)械泵分別連接有真空測(cè)量模塊和真空調(diào)節(jié)器。

液氮液面自動(dòng)調(diào)節(jié)器可保持玻璃鋼杜瓦瓶外液氮的液面高度恒定，使操作過程穩(wěn)定。

所述液氮液面自動(dòng)調(diào)節(jié)器包括控制器1和由隔斷分隔成的儲(chǔ)液槽2和放置槽6，所述放置槽6內(nèi)設(shè)置有液氮，所述杜瓦瓶設(shè)置在所述放置槽6內(nèi)，所述儲(chǔ)液槽2與放置槽6之間通過輸液管3連接，所述控制器1分別與所述儲(chǔ)液槽2和放置槽6連接，用于在所述放置槽6內(nèi)液氮缺少時(shí)通過所述儲(chǔ)液槽2進(jìn)行補(bǔ)充。所述儲(chǔ)液槽2內(nèi)設(shè)置有加熱電阻5，所述加熱電阻5與所述控制器1連接，用于提高所述儲(chǔ)液槽2內(nèi)的壓力進(jìn)行補(bǔ)液。所述放置槽6內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器4，所述壓力傳感器4與所述控制器1連接，用于檢測(cè)所述放置槽6內(nèi)的液氮高度。

整個(gè)補(bǔ)液過程具體為：當(dāng)液位低于10cm時(shí)，控制器啟動(dòng)補(bǔ)液過程，關(guān)上電磁閥，合上加熱電阻，加熱儲(chǔ)液槽內(nèi)的液氮，使得儲(chǔ)液槽內(nèi)壓力升高，開始補(bǔ)液，當(dāng)補(bǔ)充的液體高于35cm時(shí)，停止補(bǔ)液，關(guān)斷加熱電阻，打開電磁閥放氣。

真空調(diào)節(jié)器采用微調(diào)針形閥，用來控制放氣量，使之與機(jī)械泵的抽氣量相平衡，使多層絕熱空間保持某一要求的真空度。

真空測(cè)量模塊采用熱偶規(guī)和數(shù)顯復(fù)合真空儀組成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，作為調(diào)節(jié)針形閥開度的依據(jù)。

溫度測(cè)量采用銅一康銅熱電偶，經(jīng)標(biāo)定后的精度為±0.5K，靈敏度為40×10^-6V/K。

請(qǐng)參閱圖2所示，杜瓦瓶內(nèi)膽存放熱傳導(dǎo)介質(zhì)及被冷卻的樣品，杜瓦瓶外壁由液氮冷卻，而內(nèi)、外壁之間裝有多層絕熱材料，通過上端的小管進(jìn)行抽空，調(diào)節(jié)不同的真空度即可得到不同的漏熱量，以控制不同的冷卻速率。

假設(shè)玻璃鋼內(nèi)壁、外壁以及多層材料不存在縱向溫差，即只考慮徑向的一維傳熱。同時(shí)假定冷卻介質(zhì)和樣品的溫度始終均勻一致，這樣就可以按集總熱容系統(tǒng)處理。冷卻介質(zhì)和樣品通過玻璃鋼內(nèi)、外壁和真空多層絕熱材料漏散到液氮的熱量為其中，R_外為玻璃鋼外壁熱阻，R_內(nèi)為玻璃鋼內(nèi)壁熱阻，R_k為真空多層絕熱層的熱阻。

以上內(nèi)容僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。