專利名稱：大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，在空間科 學(xué)，包括空間細(xì)胞生物學(xué)、空間發(fā)育生物學(xué)、空間結(jié)構(gòu)生物學(xué)、空間微生物學(xué)及空間 材料學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中提供一種實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
長期以來，空間生命科學(xué)研究， 一般需要預(yù)先在地面實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)， 即地基實(shí)驗(yàn)，根據(jù)地基實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整設(shè)計(jì)空間實(shí)驗(yàn)參數(shù)和條件，再進(jìn)行探索性的空 間實(shí)驗(yàn)比對(duì)和驗(yàn)證?？臻g實(shí)驗(yàn)的成功與否很大程度上取決于地基預(yù)實(shí)驗(yàn)的可靠性。然 而，由于空間重力環(huán)境與地面常重力環(huán)境有很大的不同，常重力條件下的地基預(yù)實(shí)驗(yàn) 得到的實(shí)驗(yàn)參數(shù)有時(shí)難以保證空間實(shí)驗(yàn)的成功。為了提高空間微重力資源的利用效率 及空間實(shí)驗(yàn)的成功率，有必要在地面建立空間實(shí)驗(yàn)的地基預(yù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以盡可能接近 空間重力的條件，開展地基預(yù)先實(shí)驗(yàn)，獲取適宜的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，作為制定空間實(shí)驗(yàn)參數(shù) 的參考。
在地面進(jìn)行失重模擬，要能實(shí)現(xiàn)滿足生命科學(xué)需要的較長時(shí)間持續(xù)的失重環(huán)境。
以往的地基實(shí)驗(yàn)技術(shù)通常最多實(shí)現(xiàn)10秒的失重狀態(tài)，對(duì)大多數(shù)科學(xué)研究而言，這樣的
條件是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。近年來，隨著超導(dǎo)磁體技術(shù)的迅速發(fā)展，為空間失重條件的地基 模擬提供了一個(gè)新的解決途徑。特殊設(shè)計(jì)的超導(dǎo)磁體可產(chǎn)生強(qiáng)大穩(wěn)定的梯度磁場(chǎng)(可
達(dá)-1500T"m)，利用此梯度磁場(chǎng)中物質(zhì)受到磁化力的大小方向不同實(shí)現(xiàn)物質(zhì)在磁場(chǎng)中 重力狀態(tài)的改變。具備強(qiáng)磁重力效應(yīng)的超導(dǎo)磁體，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長(可 達(dá)4年以上)。此外， 一臺(tái)超導(dǎo)磁體同時(shí)擁有超重與失重區(qū)域的特點(diǎn)，使重力變化對(duì)實(shí) 驗(yàn)對(duì)象的影響研究變得十分容易只需將實(shí)驗(yàn)對(duì)象置于磁場(chǎng)強(qiáng)度相同但重力不一致的 區(qū)域進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，即可獲得重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。預(yù)計(jì)這些優(yōu)點(diǎn)將使強(qiáng)磁重力效 應(yīng)的應(yīng)用成為空間生命科學(xué)研究領(lǐng)域重要的前沿研究方向之一。目前在國外， 一些重 大研究計(jì)劃(如日本Protein 3000)的支持已開始顯現(xiàn)出這種趨勢(shì)。
美國Brown大學(xué)Valles實(shí)驗(yàn)室在美國航天局(NASA)支持下(NAG 8-1782， NAG
8-1774及NNA 04CC57G)，率先開展了磁懸浮火星和月球重力模擬裝置研究及其應(yīng) 用研究，并取得了初步的研究結(jié)果。研究表明磁懸浮火星和月球重力模擬裝置影響了 青蛙晶胚的卵裂，但對(duì)青蛙的發(fā)育無致死性的影響。日本Tsukuba強(qiáng)磁場(chǎng)研究中心(日 本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu))、荷蘭Nijmegen強(qiáng)磁場(chǎng)中心和美國Tallahasse強(qiáng)磁場(chǎng)研究中心 等單位均開展了在強(qiáng)磁模擬重力環(huán)境下的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，并取得了初步的研究結(jié)果。
目前超導(dǎo)磁體所產(chǎn)生的空間重力效應(yīng)主要應(yīng)用于材料學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域研究，尚 無直接用于生命科學(xué)領(lǐng)域的強(qiáng)磁重力生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)專用設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生 物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，旨在建立一種新的空間重力環(huán)境地基模擬實(shí)驗(yàn)裝專用裝置及技 術(shù)，即利用強(qiáng)磁重力效應(yīng)進(jìn)行空間重力環(huán)境地基模擬，在超導(dǎo)磁體室溫腔內(nèi)設(shè)計(jì)制造 滿足空間生命科學(xué)地基實(shí)驗(yàn)用的裝置，開發(fā)與此相關(guān)的空間生命科學(xué)地基實(shí)驗(yàn)研究技 術(shù)。
技術(shù)方案
本發(fā)明的技術(shù)特征在于包括超導(dǎo)磁體l、載物升降裝置2、控溫水膽3、參數(shù)監(jiān) 測(cè)裝置4、載物升降裝置底座5、監(jiān)視器6、照明光纖7、超小型CCD攝像頭8、導(dǎo)線 9、數(shù)據(jù)顯示裝置IO及氣體控制裝置11。超導(dǎo)磁體1固定在水平地面上，控溫水膽3 垂直插入超導(dǎo)磁體1中間的圓柱形空腔中。載物升降裝置底座2位于超導(dǎo)磁體1的底 部，載物升降裝置2的托盤插入帶有控溫水膽3的超導(dǎo)磁體1空腔中。參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置 4安裝在載物升降裝置2托盤的底部。載物升降裝置2由導(dǎo)線9連接到數(shù)據(jù)顯示裝置 10上。超導(dǎo)磁體1的空腔上下兩端分別被氣體控制裝置11的密封塞密封。超小型CCD 攝像頭8位于環(huán)狀照明光纖7中心，二者同步自超導(dǎo)磁體l空腔上方伸入空腔中，置 于托盤上方。
所述的載物升降裝置2包括托盤13、支柱14、導(dǎo)向輪15、絞車16、滑輪17、導(dǎo)
軌18、底座19、底盤20、配重21、繩索22。托盤13固定連接在支柱14上端，支柱 14夾在導(dǎo)向輪15之間，下端固定在底盤20上，底盤20處于兩排導(dǎo)軌18之間，繩索 22 —端固定在底盤20上，另一端繞過絞車16和滑輪17連接配重21 。
所述的托盤12制造材料采用62黃銅、紫銅、鋁合金、塑料抗磁性材料。 所述的控溫水膽3包括進(jìn)水口 23、出水口24、上封頭25、外壁26、內(nèi)壁27、隔 條128、隔條1129、下封頭30。由外壁26和內(nèi)壁27兩層薄壁圓筒形成夾層，薄壁圓 筒上、下兩端有上封頭25和下封頭30，夾層厚為2mm。中間有螺旋形的隔條I 28和 隔條II29將夾層分成兩條螺旋水道。 一條為下行進(jìn)水螺旋水道， 一條為上行出水螺旋 水道。兩條螺旋水道在底部連通。進(jìn)水口 23出水口 24均在上端。進(jìn)水口 23位于下行 螺旋水道入口，出水口 24位于上行螺旋水道的進(jìn)口。
所述的控溫水膽3制造材料可以是62黃銅、紫銅、鋁合金、塑料抗磁性材料。 所述的參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置4包括溫度傳感器31、重力傳感器32、位移傳感器33及傳 感器引線34。溫度傳感器31、重力傳感器32和位移傳感器33配置在托盤13下方， 輸出傳感器引線34沿支柱14引出、經(jīng)導(dǎo)線9連接到數(shù)據(jù)顯示裝置10上。 所述的溫度傳感器31選用0.1級(jí)型pt100。
所述的重力傳感器32選用雙梁剪力型結(jié)構(gòu)，材料采用用鈹青銅。 所述的氣體控制裝置11包括導(dǎo)管35、儲(chǔ)氣室36、進(jìn)氣口 137、氣泵38、進(jìn)氣口 1139、下密封塞40、上密封塞41及出氣口42。超導(dǎo)磁體1空腔上下兩端由上密封塞 41和下密封塞40密封，出氣口 42和進(jìn)氣口 1139分別位上密封塞41和下密封塞40 上。進(jìn)氣口II39和出氣口42分別由導(dǎo)管連接到氣泵上，氣泵經(jīng)進(jìn)氣口 137由導(dǎo)管35 連接到儲(chǔ)氣室36上。 有益效果
本發(fā)明是在引進(jìn)核心設(shè)備超導(dǎo)磁體的基礎(chǔ)上，研發(fā)與之配套的適用于空間生命科 學(xué)研究的各種配套特殊實(shí)驗(yàn)裝置，構(gòu)建了一個(gè)"長時(shí)間、高穩(wěn)定重力環(huán)境"的空間生命 科學(xué)研究的地基模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)條件。本發(fā)明提供的裝置可以實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、試樣位 置、重力水平、磁場(chǎng)強(qiáng)度等綜合指標(biāo)的精確測(cè)量和控制，完全能夠滿足從分子、細(xì)胞、
組織、器官到整體層次進(jìn)行空間生命科學(xué)研究的模擬實(shí)驗(yàn)條件需要。
利用本裝置，可以開展相關(guān)的空間生物學(xué)效應(yīng)及空間生物技術(shù)研究。通過這種模 擬實(shí)驗(yàn)，與空間實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了比較，驗(yàn)證在空間生命科學(xué)領(lǐng)域各分支學(xué)科的模擬效果， 并研究如何為最終進(jìn)行衛(wèi)星搭載或在空間站進(jìn)行相關(guān)研究提供適用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn) 參數(shù)及實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以提高空間生命科學(xué)研究的針對(duì)性、可靠性及成功率，保障空間生 命實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。


圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2:載物升降裝置結(jié)構(gòu)示意圖 圖3:控溫水膽示結(jié)構(gòu)意圖 圖4:參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖 圖5:氣體控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖
l.超導(dǎo)磁體；2.載物升降裝置；3.控溫水膽；4.參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置；5.載物升降裝置底 座；6.監(jiān)視器；7.照明光纖；8.超小型CCD攝像頭；9.導(dǎo)線；IO.數(shù)據(jù)顯示裝置；11. 氣體控制裝置；12.受試物體；13.托盤；14.支柱；15.導(dǎo)向輪；16.絞車；17.滑輪；18.
導(dǎo)軌；19.底座；20.底盤；21.配重；22.繩索；23.進(jìn)水口； 24.出tK口； 25.上封頭；26.
外壁；27.內(nèi)壁；28.隔條I; 29.隔條II; 30.下封頭；31.溫度傳感器；32.重力傳感器；
33.位移傳感器;34.傳感器引線;35.導(dǎo)管，36.儲(chǔ)氣室，37.進(jìn)氣口 I ， 38.氣泵，39.進(jìn) 氣口II， 40.下密封塞，41.上密封塞，42.出氣口。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在不能對(duì)生物樣品所處位置溫度、濕度、氣體、重力水平、 磁場(chǎng)強(qiáng)度等綜合指標(biāo)精確測(cè)量和控制的缺點(diǎn)，以及不能實(shí)時(shí)觀察生物樣品變化等方面 的不足，本發(fā)明提供了一種在大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置。
該裝置(如圖1所示)包括超導(dǎo)磁體1、載物升降裝置2、控溫水膽3、氣體控制 裝置ll、參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置4、數(shù)據(jù)顯示裝置IO、載物升降裝置底座19、監(jiān)視器6、照明
光纖7及超小型CCD攝像頭8。超導(dǎo)磁體1固定在水平地面上，超導(dǎo)磁體中間有圓柱 形空腔，直徑50毫米，圓筒狀控溫水膽3垂直插入空腔中。載物升降裝置底座19位 于超導(dǎo)磁體l底部，載物升降裝置2上的托盤13可上下移動(dòng)，托盤13可進(jìn)入帶有控 溫水膽3的超導(dǎo)磁體空腔中；超導(dǎo)磁體空腔上下兩端分別被氣體控制裝置11的密封塞 密封，使空腔成為氣體控制裝置11的一部分。參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置4分別安裝在載物升降裝 置2托盤13的底部；超小型CCD攝像頭8自超導(dǎo)磁體空腔上方伸入空腔中，置于托 盤中樣品上方，由照明光纖7提供照明，實(shí)時(shí)信號(hào)被傳送至監(jiān)視器6,便于實(shí)時(shí)觀察 樣品情況。
超導(dǎo)磁體1內(nèi)可供實(shí)驗(yàn)用空間為050mmx450mm的圓柱空腔，空腔內(nèi)磁體產(chǎn)生的 大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)作用于抗磁性實(shí)驗(yàn)樣品上，產(chǎn)生的磁化力能夠部分或完全地抵消重力產(chǎn) 生失重環(huán)境；或加強(qiáng)重力產(chǎn)生超重環(huán)境?？涨粌?nèi)有三個(gè)可用于實(shí)驗(yàn)的特殊表觀重力位 置2g、 lg和Og。用載物升降裝置2把實(shí)驗(yàn)樣品送入到空腔中的上述的特殊位置或其 它位置，即可使樣品處于不同的重力環(huán)境下。
載物升降裝置2 (如圖2所示)由托盤13,支柱14,導(dǎo)向輪15，絞車16，滑輪17，導(dǎo)軌 18，底座19，底盤20，配重21，繩索22組成。托盤13固定連接在支柱14上端，支柱14 夾在導(dǎo)向輪15中間，保持垂直方向，下端固定在底盤20上，底盤20處于兩排導(dǎo)軌 18之間，可沿導(dǎo)軌18上下滑動(dòng)。繩索22 —端固定在底盤20上，另一端繞過絞車16、 滑輪17連接有配重21。升降功能由絞車16來完成，絞車16上的繩索用來升降托盤 13、導(dǎo)向輪15、滑輪17、導(dǎo)軌18等部件保證托盤13水平垂直升降。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)研究對(duì)象溫度的精確控制(4一6(TC)，選用水浴控溫方式。采用溫度 傳感器31獲得樣品實(shí)際溫度，并通過調(diào)節(jié)水浴對(duì)溫度進(jìn)行控制。為了保證較小的溫度 波動(dòng)，還需對(duì)室溫進(jìn)行控制，并對(duì)水浴管道實(shí)施保溫措施。保溫措施的實(shí)現(xiàn)在超導(dǎo) 磁體1內(nèi)裝有控溫水膽3。實(shí)驗(yàn)時(shí)，控溫水膽3裝入磁體空腔、固定，樣品由載物升 降裝置2送入控溫水膽3空腔中，使樣品處于不同的實(shí)驗(yàn)位置。
控溫水膽3的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由進(jìn)水口23、出水口24、上封頭25、外壁26、 內(nèi)壁27、隔條128、隔條1129、下封頭30組成。內(nèi)壁27和外壁26組成圓筒狀?yuàn)A層， 再分別和上封頭25和下封頭30組成密閉空間。進(jìn)水口 23和出水口 24位于控溫水膽 頂端，隔條128、隔條II29螺旋狀繞在圓筒狀?yuàn)A層內(nèi)?？販厮?膽裝在超導(dǎo)磁體1內(nèi) 部，內(nèi)壁形成的圓柱形空腔用來放置樣品。夾層厚為2mm，中間有雙螺旋形隔條28、 29將水膽分成的兩條螺旋水道， 一條為下行進(jìn)水螺旋水道， 一條為上行出水螺旋水道， 兩條螺旋水道在水膽底部連通，進(jìn)出水口都在控溫水膽3的上端。熱水由進(jìn)水口 23 流入經(jīng)下行螺旋水道流至控溫水膽3下端，再由上行螺旋水道返回到出水口 24流出， 這樣熱水流經(jīng)控溫水膽夾層的所有空間，使放置樣品的空腔溫度均勻。考慮到工藝特 性，控溫水膽選用62黃銅材料加工。實(shí)驗(yàn)時(shí)，控溫水膽3裝入超導(dǎo)磁體空腔1、固定， 樣品由載物升降裝置2送入控溫水膽空腔中，使樣品處于不同實(shí)驗(yàn)位置。
參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置4如圖4所示，由溫度傳感器31、重力傳感器32、位移傳感器33、 傳感器引線34組成。重力傳感器32和位移傳感器位33于托盤底部，溫度傳感器31 固定在托盤13四周，輸出傳感器引線34嵌于支柱14內(nèi)，沿支柱14下行。主要監(jiān)測(cè) 三個(gè)參數(shù)重力、溫度和實(shí)驗(yàn)樣品的位移。為了實(shí)現(xiàn)重力變化及樣品所處環(huán)境溫度的 實(shí)時(shí)測(cè)量，在托盤13下方配置有重力傳感器32及溫度傳感器31。輸出傳感器引線34 通過支柱14引出接到數(shù)據(jù)顯示裝置10上。重力的量程為100克，分辨力為0.1克，
溫度量程為io(rc，分辨力為o.rc。為測(cè)出受試物體在超導(dǎo)磁體磁體內(nèi)的準(zhǔn)確位置，
托盤上裝有位移傳感器32，其輸出的電信號(hào)由輸出傳感器引線34傳遞到數(shù)據(jù)顯示裝 置顯示IO。此載物升降裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，位移測(cè)量準(zhǔn)確，最大行程400mm， 位移分辨力為O.lmm。在超強(qiáng)磁場(chǎng)(16T)下，測(cè)量重力、溫度、位移等參數(shù)需要考 慮強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)傳感器功能的影響。我們所用的重力傳感器32選用雙梁剪力型結(jié)構(gòu)，避免 力作用點(diǎn)不同對(duì)測(cè)值的影響；選磁化率小的材料，托盤用62黃銅，重力傳感器32用 鈹青銅；溫度傳感器31選用0.1級(jí)型ptlOO;各傳感器引線用雙絞線平行磁力線方向
引出，以避免強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_造成測(cè)量誤差。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品的實(shí)時(shí)觀察，超小型CCD攝像頭8位于環(huán)狀照明光纖7
中央，兩者位置相對(duì)固定。把超小型CCD攝像頭置于控溫水膽空腔中樣品上方，照明 光纖7提供照明功能，形成方便的觀察系統(tǒng)。超小型CCD攝像頭8進(jìn)行圖像采集，信
號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換傳送到遠(yuǎn)離磁體的計(jì)算機(jī)，利用監(jiān)視器6實(shí)現(xiàn)對(duì)研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)過程觀察。
氣體控制裝置11如圖5所示，由導(dǎo)管35、儲(chǔ)氣室36、進(jìn)氣口I37、氣泵38、進(jìn) 氣口1139、下密封塞40、上密封塞41及出氣口42組成。超導(dǎo)磁體l空腔上下兩端由 上密封塞41和下密封塞40密封，出氣口 42和進(jìn)氣口 II39分別位上密封塞41和下密 封塞40上；進(jìn)氣口II39和出氣口 42分別由導(dǎo)管35連接到氣泵38上。氣泵38經(jīng)進(jìn) 氣口 I 37由導(dǎo)管35連接到儲(chǔ)氣室36上。實(shí)驗(yàn)所需氣體預(yù)先儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣室內(nèi)36，空腔 內(nèi)氣體不足時(shí)，由儲(chǔ)氣室36補(bǔ)充氣體，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物樣品生長所需氣體的實(shí)時(shí)控制。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生物樣品(細(xì)胞)生長所需氣體(95%氧氣，5%二氧化碳)實(shí)時(shí)控制， 將含有95%氧氣、5。％二氧化碳的混合氣體預(yù)先儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣室36內(nèi)，通過氣泵38將 氣體輸送到超導(dǎo)磁體l密閉腔室中。具體氣體控制實(shí)施方案超導(dǎo)磁體空腔由上密封 塞41和下密封塞40密封，進(jìn)氣口 II39和出氣口 42分別由導(dǎo)管35連接到氣泵38上。 進(jìn)氣口 137由導(dǎo)管35連接到儲(chǔ)氣室36上?？涨粌?nèi)氣體不足時(shí)，由儲(chǔ)氣室36補(bǔ)充氣 體。
將接種有細(xì)胞的培養(yǎng)皿，放置于載物升降裝置2上，通過載物升降裝置2參數(shù)及 監(jiān)測(cè)裝置4將細(xì)胞放置于超導(dǎo)磁體1腔室中3個(gè)重力位置Og、 lg和2g，通過控溫水 膽3將溫度穩(wěn)定于適宜溫度，通過實(shí)時(shí)觀察系統(tǒng)一監(jiān)視器6、照明光纖7及超小型CCD 攝像頭8進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，通過氣體控制裝置ll，控制細(xì)胞生長所需的95%氧氣、5% 二氧化碳。培養(yǎng)一定時(shí)間后，將培養(yǎng)皿取出，檢測(cè)強(qiáng)磁重力環(huán)境對(duì)細(xì)胞的影響。
權(quán)利要求
1.一種大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于包括超導(dǎo)磁體(1)、載物升降裝置(2)、控溫水膽(3)、參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置(4)、載物升降裝置底座(5)、監(jiān)視器(6)、照明光纖(7)、超小型CCD攝像頭(8)、導(dǎo)線(9)、數(shù)據(jù)顯示裝置(10)及氣體控制裝置(11)；超導(dǎo)磁體(1)固定在水平地面上，控溫水膽(3)垂直插入超導(dǎo)磁體(1)中間的圓柱形空腔中；載物升降裝置底座(2)位于超導(dǎo)磁體(1)的底部，載物升降裝置(2)的托盤插入帶有控溫水膽(3)的超導(dǎo)磁體(1)空腔中；參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置(4)安裝在載物升降裝置(2)托盤的底部；載物升降裝置(2)由導(dǎo)線(9)連接到數(shù)據(jù)顯示裝置(10)上；超導(dǎo)磁體(1)的空腔上下兩端分別被氣體控制裝置(11)的密封塞密封；超小型CCD攝像頭(8)位于環(huán)狀照明光纖(7)中心，二者同步自超導(dǎo)磁體(1)空腔上方伸入空腔中，置于托盤上方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其 特征在于所述的載物升降裝置(2)包括托盤(13)、支柱(14)、導(dǎo)向輪(15)、 絞車(16)、滑輪(17)、導(dǎo)軌(18)、底座(19)、底盤(20)、配重(21)、繩索(22);托盤(13)固定連接在支柱(14)上端，支柱(14)夾在導(dǎo)向輪(15)之 間，下端固定在底盤(20)上，底盤(20)處于兩排導(dǎo)軌(18)之間，繩索(22) 一端固定在底盤(20)上，另一端繞過絞車(16)和滑輪(17)連接配重(21)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其 特征在于所述的控溫水膽(3)包括進(jìn)水口 (23)、出水口 (24)、上封頭(25)、 外壁(26)、內(nèi)壁(27)、隔條I (28)、隔條II (29)、下封頭(30);由外壁(26) 和內(nèi)壁(27)兩層薄壁圓筒形成夾層，薄壁圓筒上、下兩端有上封頭(25)和下 封頭(30)，夾層厚為2ram;中間有螺旋形的隔條I (28)和隔條II (29)將夾層 分成兩條螺旋水道， 一條為下行進(jìn)水螺旋水道， 一條為上行出水螺旋水道；兩條 螺旋水道在底部連通；進(jìn)水口 (23)出水口 (24)均在上端；進(jìn)水口 (23)位于 下行螺旋水道入口，出水口 (24)位于上行螺旋水道的出口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于所述的控溫水膽(3)制造材料是采用抗磁性材料加工62黃銅、紫銅、鋁合金、塑料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其 特征在于所述的參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置(4)包括溫度傳感器(31)、重力傳感器(32)、 位移傳感器(33)及傳感器引線(34);溫度傳感器(31)、重力傳感器(32)和 位移傳感器(33)配置在托盤(13)下方，輸出傳感器引線(34)沿支柱(14) 引出、經(jīng)導(dǎo)線(9)連接到數(shù)據(jù)顯示裝置(10)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其 特征在于所述的溫度傳感器(31)選用O. l級(jí)型pt100。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其 特征在于所述的重力傳感器(32)選用雙梁剪力型結(jié)構(gòu)，材料采用用鈹青銅。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其 特征在于所述的托盤(12)制造材料采用抗磁性材料62黃銅、紫銅、鋁合金、 塑料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，其 特征在于所述的氣體控制裝置(11)包括導(dǎo)管(35)、儲(chǔ)氣室(36)、進(jìn)氣口 I(37)、氣泵(38)、進(jìn)氣口II (39)、下密封塞(40)、上密封塞(41)及出氣口 (42);超導(dǎo)磁體(1)空腔上下兩端由上密封塞(41)和下密封塞(40)密封， 出氣口 (42)和進(jìn)氣口II (39)分別位上密封塞(41)和下密封塞(40)上；進(jìn) 氣口II (39)和出氣口 (42)分別由導(dǎo)管連接到氣泵上，氣泵經(jīng)進(jìn)氣口I (37) 由導(dǎo)管(35)連接到儲(chǔ)氣室(36)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大梯度強(qiáng)磁場(chǎng)中進(jìn)行空間重力生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)的裝置，超導(dǎo)磁體固定在水平地面上，控溫水膽垂直插入超導(dǎo)磁體中間的圓柱形空腔中。載物升降裝置底座位于超導(dǎo)磁體的底部，載物升降裝置的托盤插入帶有控溫水膽的超導(dǎo)磁體空腔中。參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置安裝在載物升降裝置托盤的底部。載物升降裝置由導(dǎo)線連接到數(shù)據(jù)顯示裝置上。超導(dǎo)磁體的空腔上下兩端分別被氣體控制裝置的密封塞密封。CCD攝像位于環(huán)狀照明光纖中心，二者同步伸入空腔中，置于托盤上方。本發(fā)明提供的裝置可以實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、試樣位置、重力水平、磁場(chǎng)強(qiáng)度等綜合指標(biāo)的精確測(cè)量和控制，能夠滿足從分子、細(xì)胞、組織、器官到整體層次進(jìn)行空間生命科學(xué)研究的模擬實(shí)驗(yàn)條件需要。
文檔編號(hào)B01L99/00GK101188069SQ20061010490
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者傅增祥, 澎 商, 尹大川, 維 張, 施朝華, 田宗成, 薛小平, 斌 賈, 鄭旭初, 騫愛榮 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)