一种可提供数字化实验环境的生物安全柜及其控制方法
技术领域
本发明属于生物安全柜技术领域，尤其涉及一种可提供数字化实验环境的生物安全柜及其控制方法。
背景技术
在进行生物实验时，由于微生物样本的移动、搅拌、振动、碰撞等造成微生物气溶胶的形成，由于肉眼无法看到直径小于五微米的气溶胶以及直径5-100微米的微小液滴，因此微生物气溶胶可构成人员感染，在实验中或者从安全柜中取试验后的材料都容易被感染，现有的生物安全柜通过垂直气流进行阻隔，但容易将微生物样本吹走，且试验数据不易记录。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的生物安全柜容易将微生物样本吹走，且试验数据不易记录的问题，而提出的一种可提供数字化实验环境的生物安全柜及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可提供数字化实验环境的生物安全柜，包括：柜体，还包括：分置于柜体一端的进气过滤机构、排气过滤机构、设置于柜体内部且延伸方向由进气过滤机构指向排气过滤机构的负压吸气机构、设置于排气过滤机构一侧的触摸面板，所述的柜体内腔顶部设置有与触摸面板电连接的照明灯、温湿度传感器、温湿度调节器、数据采集器、与数据采集器匹配的传感器、摄像头，所述的触摸面板用于控制照明灯、温湿度调节器、温湿度传感器、数据采集器、与数据采集器匹配的传感器、摄像头运行；
所述的柜体包括水平布置的内柜体、套设于内柜体外部的外柜体，外柜体内部中空且两端设置成开口，内柜体内腔为实验空间，所述的照明灯、温湿度传感器、温湿度调节器、摄像头均设置于内柜体内腔顶部，连臂手套延伸至内柜体内腔，所述的内柜体与外柜体之间形成有流通间隙，所述的内柜体和外柜体通过进气过滤机构和排气过滤机构实现连接，所述的内柜体侧面开设有连通内柜体内腔的第一连通孔，第一连通孔出气口临近进气过滤机构的一侧设置有倾斜布置的第一引导板，所述的第一引导板倾斜面到内柜体的距离由进气过滤机构指向排气过滤机构的方向逐渐增大，所述的第一引导板和第一连通孔构成第一排气组件，所述的第一排气组件密布于内柜体四侧面，所述的内柜体临近排气过滤机构的一端设置有若干连接杆，连接杆延伸方向平行内柜体长度方向，连接杆悬置端连接有同一个连接板，连接板大小与内柜体横截面匹配，所述的连接板背离连接杆的一侧与外柜体临近连接板的一端齐平，所述的内柜体临近连接杆的一端四个边缘设置有倾斜布置的导向板，四导向板连成一体且导向板伸入连接板与外柜体之间的缝隙；
所述的进气过滤机构包括进气壳、引导壳、导向环、风机、过滤环、第一过滤板、第二过滤板，所述的进气壳匹配设置于外柜体长度方向上的一端，所述的进气壳内部中空且进气壳临近外柜体的一端设置成开口，所述的引导壳匹配设置于内柜体临近进气壳的一端，引导壳内部中空且两端设置成开口，所述的进气壳背离外柜体的一端中心处开设有第一导通孔，所述的导向环设置于进气壳内壁朝向内柜体的一侧且导向环与第一导通孔匹配，所述的风机匹配设置于导向环内腔，所述的过滤环匹配设置于导向环内腔，所述的过滤环介于风机和内柜体之间，所述的第一过滤板同轴套设于导向环悬置端，第一过滤板匹配设置于导向环和引导壳之间的空间，所述的第二过滤板套设于引导壳外部且第二过滤板与引导壳和进气壳之间的空间匹配；
所述的负压吸气机构包括同轴穿设于过滤环内部的进气筒，所述的进气筒穿过内柜体壁厚延伸至内柜体内，进气筒位于内柜体内腔的一端同轴设置加速筒，所述的加速筒呈锥形且加速筒相对两斜面之间的距离由进气筒指向加速筒的方向逐渐减小，加速筒悬置端同轴设置有引导管，引导管延伸至内柜体临近连接板的一端且引导管与外柜体内腔连通，所述的引导管上开设有第二连通孔，第二连通孔连通引导管内腔和内柜体内腔，第二连通孔出气口临近加速筒的一侧，设置有倾斜布置的第二引导板，所述的第二引导板到引导管内壁的距离由进气筒指向加速筒的方向逐渐增大，所述的第二连通孔和第二引导板构成第二排气组件，所述的第二排气组件密布于引导管上；
所述的排气过滤机构包括匹配设置于外柜体背离进气过滤机构一端的排气壳、匹配设置于连接板朝向排气壳一侧的分割壳，所述的排气壳内部中空且排气壳临近外柜体的一端设置成开口，所述的分割壳位于排气壳内腔，所述的排气壳背离连接板一端中心处开设有第二导通孔，第二导通孔与上述的第一导通孔同轴，排气壳内壁朝向连接板的一侧设置有与第二导通孔同轴的排气环，所述的排气环和分割壳长度均小于排气壳长度，所述的排气环悬置端伸入分割壳内腔，所述的排气环内腔匹配设置有过滤片，所述的排气环外部同轴套设有第四过滤板，所述的第四过滤板与分割壳和排气环之间的间隙匹配，所述的分割壳外部套设有第三过滤板，所述的第三过滤板匹配设置于排气壳和分割壳之间的间隙。
优选地，所述的连接板朝向内柜体的一侧中心处设置有引导凸板，所述的引导凸板为圆锥状，引导凸板相对两斜面之间的距离由排气过滤机构指向进气过滤机构的方向逐渐减小。
优选地，所述的外柜体一侧开设有两贯穿孔，贯穿孔内设置有延伸至内柜体内腔的连臂手套。
优选地，所述的外柜体顶面设置有密封门，内柜体顶面设置有与密封门对应的启闭门。
优选地，所述的引导壳和导向环长度均小于进气壳长度，导向环悬置端伸入引导壳内腔。
优选地，所述的过滤环、第一过滤板、第二过滤板、第三过滤板、第四过滤板和过滤片材质均为活性炭。
优选地，所述的内柜体和外柜体材质透明。
优选地，所述的触摸面板控制风机的启闭。
优选地，还包括一种可提供数字化实验环境的生物安全柜控制方法，其包括以下步骤：
S1：将密封门和启闭门开启，将试验需要的器材、工具等放入内柜体内腔，随后关闭密封门和启闭门；
S2：通过触摸面板开启照明灯、温湿度传感器、温湿度调节器和摄像头，温湿度传感器将温湿度数据传输到触摸面板，随后通过触摸面板调节温湿度调节器，将内柜体内腔的温湿度调节到试验所需的温湿度；
S3：通过连臂手套进行生物试验操作，与数据采集器匹配的传感器将采集的试验数据汇总到数据采集器，随后将试验数据传入触摸面板并由触摸面板显示；
S4：与此同时，通过触摸面板控制风机启动，风机向着进气筒的方向吹动气流，外界的空气经过过滤环、第一过滤板、第二过滤板高速进入流通间隙，此时流通间隙内气压减小，内柜体内腔的空气在气压差推动下携带被试验污染的空气通过第一连通孔进入流通间隙并在第一引导板引导下向着排气壳方向运动，带有污染的空气经过第三过滤板、第四过滤板、过滤片的过滤后通过排气环排向外界；
S5：同时，风机向着进气筒内腔鼓风，气流经过加速筒，加速筒横截面逐渐减小，当气流流量不变时，流通面积减小，气流流动速度增大，加速的气流进入引导管内腔，引导管内腔气压减小，内柜体内腔因试验污染的空气在气压差作用下通过第二连通孔进入引导管内腔，气流随后撞击在引导凸板上并在引导凸板和导向板引导下穿过第三过滤板、第四过滤板、过滤片从排气环排向外界。
与现有技术相比，本发明提供了一种可提供数字化实验环境的生物安全柜及其控制方法，具备以下有益效果：
1.本发明通过多重过滤，可进一步降低外界空气污染试验器材，还可避免因试验散发的微生物泄露，降低了安全风险。
2.本发明通过负压吸取内柜体内被污染的空气，避免试验器材直面气流，降低了试验生物材料被气流吹走的风险，通过双重负压吸气提高了对内柜体内被污染的空气抽取效率，通过数字化实现试验直观化，有利于对试验效果更加直观。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明的剖视图；
图4为本发明的剖视图。
图中标号说明：
10、柜体；110、内柜体；120、外柜体；121、贯穿孔；122、密封门；130、流通间隙；140、第一连通孔；150、第一引导板；160、导向板；170、连接杆；180、连接板；190、引导凸板；20、进气过滤机构；210、进气壳；220、引导壳；230、导向环；240、风机；250、过滤环；260、第一过滤板；270、第二过滤板；30、排气过滤机构；310、排气壳；320、分割壳；330、排气环；340、第三过滤板；350、第四过滤板；360、过滤片；40、负压吸气机构；410、进气筒；420、加速筒；430、引导管；440、第二连通孔；450、第二引导板；50、触摸面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-4所示，一种可提供数字化实验环境的生物安全柜，包括：柜体10，还包括：分置于柜体10一端的进气过滤机构20、排气过滤机构30、设置于柜体10内部且延伸方向由进气过滤机构20指向排气过滤机构30的负压吸气机构40、设置于排气过滤机构30一侧的触摸面板50，所述的柜体10内腔顶部设置有与触摸面板50电连接的照明灯、温湿度传感器、温湿度调节器、数据采集器、与数据采集器匹配的传感器、摄像头，所述的触摸面板50用于控制照明灯、温湿度调节器、温湿度传感器、数据采集器、与数据采集器匹配的传感器、摄像头运行。
所述的柜体10包括水平布置的内柜体110、套设于内柜体110外部的外柜体120，外柜体120内部中空且两端设置成开口，内柜体110内腔为实验空间，所述的照明灯、温湿度传感器、温湿度调节器、摄像头均设置于内柜体110内腔顶部，连臂手套延伸至内柜体110内腔，所述的内柜体110与外柜体120之间形成有流通间隙，所述的内柜体110和外柜体120通过进气过滤机构20和排气过滤机构30实现连接，所述的内柜体110侧面开设有连通内柜体110内腔的第一连通孔140，第一连通孔140出气口临近进气过滤机构20的一侧设置有倾斜布置的第一引导板150，所述的第一引导板150倾斜面到内柜体110的距离由进气过滤机构20指向排气过滤机构30的方向逐渐增大，所述的第一引导板150和第一连通孔140构成第一排气组件，所述的第一排气组件密布于内柜体110四侧面，所述的内柜体110临近排气过滤机构30的一端设置有若干连接杆170，连接杆170延伸方向平行内柜体110长度方向，连接杆170悬置端连接有同一个连接板180，连接板180大小与内柜体110横截面匹配，所述的连接板180背离连接杆170的一侧与外柜体120临近连接板180的一端齐平，所述的内柜体110临近连接杆170的一端四个边缘设置有倾斜布置的导向板160，四导向板160连成一体且导向板160伸入连接板180与外柜体120之间的缝隙。
更为完善的，为了避免气流反弹回流，所述的连接板180朝向内柜体110的一侧中心处设置有引导凸板190，所述的引导凸板190为圆锥状，引导凸板190相对两斜面之间的距离由排气过滤机构30指向进气过滤机构20的方向逐渐减小；气流在引导凸板190和导向板160的引导下进入排气过滤机构30，避免了气流反弹回流的情况发生。
更为完善的，所述的外柜体120一侧开设有两贯穿孔121，贯穿孔121内设置有延伸至内柜体110内腔的连臂手套。
更为完善的，所述的外柜体120顶面设置有密封门122，内柜体110顶面设置有与密封门122对应的启闭门；便于将实验材料和实验器具放置在内柜体110内腔。
所述的进气过滤机构20包括进气壳210、引导壳220、导向环230、风机240、过滤环250、第一过滤板260、第二过滤板270，所述的进气壳210匹配设置于外柜体120长度方向上的一端，所述的进气壳210内部中空且进气壳210临近外柜体120的一端设置成开口，所述的引导壳220匹配设置于内柜体110临近进气壳210的一端，引导壳220内部中空且两端设置成开口，所述的进气壳210背离外柜体120的一端中心处开设有第一导通孔，所述的导向环230设置于进气壳210内壁朝向内柜体110的一侧且导向环230与第一导通孔匹配，所述的风机240匹配设置于导向环230内腔，所述的过滤环250匹配设置于导向环230内腔，所述的过滤环250介于风机240和内柜体110之间，所述的第一过滤板260同轴套设于导向环230悬置端，第一过滤板260匹配设置于导向环230和引导壳220之间的空间，所述的第二过滤板270套设于引导壳220外部且第二过滤板270与引导壳220和进气壳210之间的空间匹配。
所述的负压吸气机构40包括同轴穿设于过滤环250内部的进气筒410，所述的进气筒410穿过内柜体110壁厚延伸至内柜体110内，进气筒410位于内柜体110内腔的一端同轴设置加速筒420，所述的加速筒420呈锥形且加速筒420相对两斜面之间的距离由进气筒410指向加速筒420的方向逐渐减小，加速筒420悬置端同轴设置有引导管430，引导管430延伸至内柜体110临近连接板180的一端且引导管430与外柜体120内腔连通，所述的引导管430上开设有第二连通孔440，第二连通孔440连通引导管430内腔和内柜体110内腔，第二连通孔440出气口临近加速筒420的一侧，设置有倾斜布置的第二引导板450，所述的第二引导板450到引导管430内壁的距离由进气筒410指向加速筒420的方向逐渐增大，所述的第二连通孔440和第二引导板450构成第二排气组件，所述的第二排气组件密布于引导管430上。
所述的排气过滤机构30包括匹配设置于外柜体120背离进气过滤机构20一端的排气壳310、匹配设置于连接板180朝向排气壳310一侧的分割壳320，所述的排气壳310内部中空且排气壳310临近外柜体120的一端设置成开口，所述的分割壳320位于排气壳310内腔，所述的排气壳310背离连接板180一端中心处开设有第二导通孔，第二导通孔与上述的第一导通孔同轴，排气壳310内壁朝向连接板180的一侧设置有与第二导通孔同轴的排气环330，所述的排气环330和分割壳320长度均小于排气壳310长度，所述的排气环330悬置端伸入分割壳320内腔，所述的排气环330内腔匹配设置有过滤片360，所述的排气环330外部同轴套设有第四过滤板350，所述的第四过滤板350与分割壳320和排气环330之间的间隙匹配，所述的分割壳320外部套设有第三过滤板340，所述的第三过滤板340匹配设置于排气壳310和分割壳320之间的间隙。
所述的引导壳220和导向环230长度均小于进气壳210长度，导向环230悬置端伸入引导壳220内腔。
所述的过滤环250、第一过滤板260、第二过滤板270、第三过滤板340、第四过滤板350和过滤片360材质均为活性炭。
所述的内柜体110和外柜体120材质透明。
所述的触摸面板50控制风机240的启闭。
一种可提供数字化实验环境的生物安全柜控制方法，应用于一种可提供数字化实验环境的生物安全柜，其步骤包括：
S1：将密封门122和启闭门开启，将试验需要的器材、工具等放入内柜体110内腔，随后关闭密封门122和启闭门；
S2：通过触摸面板50开启照明灯、温湿度传感器、温湿度调节器和摄像头，温湿度传感器将温湿度数据传输到触摸面板50，随后通过触摸面板50调节温湿度调节器，将内柜体110内腔的温湿度调节到试验所需的温湿度；
S3：通过连臂手套进行生物试验操作，与数据采集器匹配的传感器将采集的试验数据汇总到数据采集器，随后将试验数据传入触摸面板50并由触摸面板50显示；
S4：与此同时，通过触摸面板50控制风机240启动，风机240向着进气筒410的方向吹动气流，外界的空气经过过滤环250、第一过滤板260、第二过滤板270高速进入流通间隙130，此时流通间隙130内气压减小，内柜体110内腔的空气在气压差推动下携带被试验污染的空气通过第一连通孔140进入流通间隙130并在第一引导板150引导下向着排气壳310方向运动，带有污染的空气经过第三过滤板340、第四过滤板350、过滤片360的过滤后通过排气环330排向外界；
S5：同时，风机240向着进气筒410内腔鼓风，气流经过加速筒420，加速筒420横截面逐渐减小，当气流流量不变时，流通面积减小，气流流动速度增大，加速的气流进入引导管430内腔，引导管430内腔气压减小，内柜体110内腔因试验污染的空气在气压差作用下通过第二连通孔440进入引导管430内腔，气流随后撞击在引导凸板190上并在引导凸板190和导向板160引导下穿过第三过滤板340、第四过滤板350、过滤片360从排气环330排向外界。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
