[发明专利]一种用于细胞培养的气体动态混合装置与方法

说明书

本发明公开一种气体混合及检测领域中用于细胞培养的气体动态混合装置与方法，混气腔内的铁芯带动左支架以及可动薄板左右运动，混合气体从下至上经排气孔后流向混气腔顶部，CO₂传感器检测CO₂浓度，MCU控制器计算前后两次检测的浓度差，若浓度差小于设定的阈值则输出混合气体；否则，将混气腔内的混合气体经循环气体通气管道泵入混气腔内再次混合，本发明利用电磁铁的通断以及弹簧的作用使带排气孔的薄板来回运动，气体分子不断撞击薄板改变路径以及相互撞击，达到气体充分且快速混合的目的，完成气体的动态混合及检测，根据CO₂传感器的反馈，控制混气腔内气体是排出还是进行第二次混合，达到反馈调节的目的。

技术领域

本发明涉及气体混合及检测领域，使两种气体能够实现动态混合，将CO₂与空气混合后用于细胞培养。

背景技术

在细胞培养、医疗设备等领域，一般采用气体混合装置将不同气体进行均匀混合之后再使用。现有的气体混合装置仅局限于气体静态混合，在一个容器内同时通入两种气体，通过设置混合管道的形状引导气体的运动路径进行两次或多次混合，然后通过气体之间的扩散运动进行自由混合，这种气体混合方式存在很多问题，例如，混合不够充分不均匀，混合效果不好，混合速度慢。用于细胞培养时，需要将CO₂与空气混合成CO₂浓度为5％的混合气体，现有的气体混合装置同样存在混合效果不好的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有气体混合装置存在的问题，提出一种用于细胞培养的气体动态混合装置以及该装置的混合方法，能够更好地使两种不同气体在混合时快速、均匀、充分地混合。

本发明一种用于细胞培养的气体动态混合装置采用的技术方案是：具有一个密封的混气腔，混气腔内部设有气体混合模块和设在气体混合模块上方的CO₂检测模块，CO₂检测模块具有CO₂传感器；气体混合模块具有水平布置且相互平行的上支架和下支架，下支架固定连接混气腔的底壁，垂直的右支架的上下端分别与上支架和下支架固定连接，垂直的左支架的上下端分别与上支架和下支架能水平移动式连接；左支架从上至下固定连接多个相同的可动薄板，右支架从上至下均固定连接多个相同的固定薄板，一个可动薄板和一个固定薄板上下相互交错布置，在上支架以及每块可动薄板和固定薄板上都开有多排上下贯通的排气孔；混气腔的底部连接混合气体进气管道，混气腔的底部和顶部之间连接循环气体通气管道，循环气体通气管道上装有抽气泵；CO₂传感器和抽气泵均连接MCU控制器。

进一步地，左支架下端固定套有铁芯，铁芯右侧通过水平的弹簧固定连接弹簧支架，铁芯左侧是绕有线圈的电磁铁，线圈连接MCU控制器。

进一步地，CO₂检测模块具有电机，电机的输出轴固定连接水平布置的丝杠，丝杠中间装配有螺母座，螺母座上布置阵列式CO₂传感器，CO₂传感器通过信号线连接MCU控制器。

本发明一种用于细胞培养的气体动态混合装置的混合方法采用的技术方案是包括以下步骤：

A）、CO₂与空气的混合气体从混合气体进气管道进入混气腔内；

B）、MCU控制器控制电磁铁上的线圈时通电时断电，使铁芯带动左支架以及可动薄板左右运动，混合气体从下至上经排气孔后流向混气腔顶部；

C）、CO₂传感器检测CO₂浓度并将浓度信号传至MCU控制器，MCU控制器计算前后两次检测的浓度差，若浓度差小于设定的阈值则输出混合气体；否则，运行抽气泵，混气腔内的混合气体经循环气体通气管道泵入混气腔内再次混合。

本发明与已有技术相比，具有如下优点：