CN102445237B - 封闭环境下温度压力检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种封闭环境下温度压力检测系统，共包括：8个温度压力数据记录器、1个智能通信接口转接盒以及1台便携式计算机；所述的8个温度压力数据记录器能够固定在智能通信转换盒的卡槽内部，智能通信转换盒将固定在卡槽的记录器所采集的数据通过传输线传输给便携式计算机。整个系统的数据采集过程完全在密封的容器内部进行，避免了目前国内检测系统采用传感器探头以拖线方式“实时”检测温度压力情况的缺陷，检测过程更稳定、检测数据可靠性更高、检测结果评定更准确。该系统可用于封箱、发酵箱、灭菌消毒箱等封闭容器内部的检测领域。

Description

封闭环境下温度压力检测系统

技术领域

本发明涉及一种完整的温度压力检测系统，该检测系统能够在封闭环境下进行检测，反应待检测容器内部的温度压力情况，检测系统简单，检测过程稳定可靠，使用寿命长。

背景技术

 在密闭容器检测中，怎样对容器里的温度压力双指标进行检测，一直以来都是困扰广大科学工作者的难点。特别是在灭菌消毒容器的检测过程中，我国目前多数使用BD测试（Bowie Dicktest）试纸和生物试剂来检测灭菌效果，这些传统方法，灭菌器内真实、具体的温度和时间无法精确表达，装载灭菌效果的判定的主观因素比较大，装载有可能达不到灭菌效果。灭菌运行程序的设定多依赖于操作人员的经验，这更多要依靠经验通过目测颜色的深浅做出判断。因此，要求操作人员应具有丰富的经验。但尽管如此，判断结果的人为色彩在所难免，容易造成误判。在其他密封容器内部的温压检测，国际通用的方法是将检测探头置于容器内部，通过探头另一端的引线将数据传输到主机。这种方法使得检测系统外部引线过多，不能用于动态设备，而且布线布点也不方便，需要在现场进行验证前校准和验证后校准等等；检测探头的深入部分与密封容器的接口处会漏气漏温，使得采集的数据存在较大的偏差，不能准确反映封闭容器内部的实际工作情况。

发明内容

   本发明的目的在于针对已有的技术存在的缺陷，提供一种封闭环境下温度压力检测系统。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本系统包括三部分：温度压力记录器、智能通信转换盒和便携式计算机，见图1所示。本发明的温度压力记录器能够通过固定在记录器上的温度传感器、压力传感器，采集其放置周边的温度压力数据。通过记录器的内部电路，可以将采集到的温度压力信号放大、跟踪滤波，将数据存储到记录器内部。

记录器无需外部供电即能完成其放置周边的监测工作，可以最直接、最准确地反应被检测容器内部的温度压力情况，避免了传统拖线测量方式造成的数据采集不可靠、反应容器内部环境情况不全面等缺点。

本发明的智能转换盒具有8个记录器卡槽。每个卡槽能够放入一个温度压力记录器，通过卡槽放置的弹簧钢珠可以将温度压力记录器卡紧，使得钢珠能够与记录器的上下两套紧密接触。记录器卡槽有两条信号传输线，可以将记录器的信号通过这两根线引出。

本发明的智能转换盒能够将各个卡槽引出的信号传输线与数据传输线“线与”，通过数据传输线与计算机连接，实现计算机与记录器的硬件连接。

本发明的便携式计算机为普通的计算机，计算机对这些数据进行处理、完成数据分析以及检测过程的评定，无需人为判断。

本系统采用先采集数据，后回送数据的检测方法。这种方法根据市场调研情况，符合大多数检测的要求，避免了人力地实时监测，整个过程更加准确、有效率。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种封闭环境下温度压力检测系统，系统整体上包括：8个温度压力数据记录器、1个智能通信转换盒和1台便携式计算机，其特征在于：所述的8个温度压力记录器能够分别固定在智能通信转换盒的卡槽内部。智能通信转换盒将固定在卡槽的记录器所采集的数据通过传输线传输给便携式计算机。

所述的温度压力记录器包括记录器下套、O型密封圈50X2.65-G-N、硅橡胶条、记录器电路板、记录器上套、M6螺母、铠装Pt1000温度传感器、O型密封圈8X1.8-G-N、压力传感器密封套、硅胶压力传感器、钢针、耐高温硅胶填料、压力传感器固定座、O型密封圈16X1.8-G-N、信号供电采集线、锂电池、M3平头螺钉、M3螺母、信号传输线；所述的硅橡胶条通过耐高温密封胶粘于记录器下套与记录器上套配合的外圆，实现记录器上套与记录器下套的轴向固定以及记录器的密封；在所述的记录器上套与记录器下套的端面之间设有O型密封圈，更好地实现记录器上下两套的密封。所述的铠装Pt1000温度传感器与记录器上套之间通过螺纹配合来固定，通过O型密封圈8X1.8-G-N来实现密封；所述的M6螺母与铠装Pt1000传感器的外螺纹配合，两者之间同样通过O型密封圈来实现密封；所述的钢针穿过压力传感器固定座的通孔，将液态的耐高温硅胶填料填入压力传感器固定座的通孔并冷却呈固态，此时钢针将被固定在通孔中；所述的硅胶压力传感器各个输入输出引脚与钢针焊好，保证硅胶压力传感器的通气孔能够装入压力传感器密封套的通孔内；所述的压力传感器密封套与压力传感器固定座螺纹配合，压力传感器固定座与记录器上套的内螺纹配合，螺纹配合端面均放置O型密封圈16X1.8-G-N进行密封；所述的M3平头螺钉的平头端通过固体胶可靠的固定资记录器上套的内侧上壁；所述的记录器电路板打有通孔，记录器电路板与M3平头螺钉通过M3螺母来实现电路板的固定；所述的信号采集线连接记录器电路板以及各个传感器的供电和输入端；所述的信号传输线分别通过电焊机焊接在记录器上套和记录器下套的侧壁。

所述的智能转换盒包括：记录器卡槽、转换盒底座、信号传输数据线、两个接线柱和两根数据通信总线。所述的记录器卡槽通过强力胶粘在转换盒底座上壁上；所述的转换盒底座是一个的空心盒体。转换盒底座的空腔内通过固体胶粘有两个接线柱；接线柱A实现8个记录器卡槽左壁伸出的数据传输线的线与；接线柱B实现8个记录器卡槽右壁伸出的数据传输线的线与；

所述的记录器卡槽通过固体胶粘附在转接盒底座上，它包括两根信号传输线、记录器卡槽槽体、开槽金属孔塞、金属套筒、弹簧、金属垫片、钢珠；所述的金属套筒放置于记录器卡槽槽体的通孔内壁；所述的钢珠、金属垫片、弹簧依次放置在记录器卡槽槽体的通孔内，通过开槽金属孔塞将弹簧压缩，确保钢珠能够有效地突出通孔；所述的 开槽金属孔塞通过固体胶与记录器卡槽槽体的通孔内壁粘合固定；所述的信号传输线分别焊接在每个开槽金属孔塞所开的槽内，顺着开槽金属孔塞以及记录器卡槽槽体开的内槽伸进智能转换盒底座对应的通孔；记录器卡槽槽体通过固体胶紧密地粘在智能转换盒底座时，确保每个记录器卡槽槽体的内槽与转换盒底座所开的通孔对正，确保数据传输线能够伸入智能转换盒底座的内腔。

所述的每个记录器卡槽粘在转换盒底座上，在转换盒底座的相应位置开有两个通孔，通孔供给每个温度压力记录器的两根信号传输线通过引入智能转换盒底座内腔，智能转换盒底座将每个温度压力记录器的信号传输线 “线与”，并与信号传输数据线相连。

所述的信号传输数据线是一根485转USB协议的转换线，通过强力胶粘在转换盒底座的内腔下侧，其一端与数据通信总线相连，另一端口通过转换盒底座侧壁的开口伸出，与便携式计算机相连。

所述的便携式计算机是带有USB接口的电脑，该电脑能够处理温度压力记录器传来的数据。

本发明的工作原理简述如下：

记录器初始化时处于“休眠”状态，将记录器放置在智能转换盒卡槽中，通过计算机对记录器进行采集参数的设置。记录其则可以按照计算机设置的采集方式进行相应的工作。记录器完成相应的工作后，又进入初始化状态，再次可以将记录器放置在智能转换盒卡槽中，计算机则可通过相关命令让记录器传输数据。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优势：

1.    本发明的温度压力记录器，结构简单，尺寸小便于携带，成本较低。

2.    本发明的温度压力记录器不工作时处于“休眠”状态（即省电模式），记录器内部电路均按低功耗设计，使用寿命长。

3.    本发明的温度压力记录器采用记录器内部锂电池供电，经计算机设置之后便能够独立地在检测容器内部进行工作，避免了“引线式”的传统检测方法所检测的温度压力数据不准确、引线传感器布置困难等缺陷。

4.    本发明的温度压力记录器能够采集容器内部的温度压力双参数数据，检测参数多样，更准确地反映了检测容器内部的工作状态。

5.    本发明的系统通过在待检测容器内部不同位置放置多个记录器，能够得到容器内部多个区域的温度压力情况，检测结果更全面、更可靠。

6.    本发明的系统通过智能转换盒，可以实现多个记录器数据的读取，更好地提高了数据读取效率。

附图说明

图1温度压力检测系统的整体结构示意图。

图2温度压力检测系统的结构框图。

图3 温度压力记录器的结构示意图。

图4 智能转换盒的整体结构示意图。

图5 智能转换盒单个卡槽的结构示意图。

图6 温度压力检测系统的工作流程图。

具体实施方式

下面对本发明的优选实例作进一步详细的介绍。

参见图1，本封闭环境下温度压力检测系统包括：8个温度压力记录器（1）、1个智能通信转换盒（2）和1台便携式计算机（3），其特征在于：所述的8个温度压力记录器（1）固定在智能通信转换盒（2）的卡槽内部，智能通信转换盒（2）将固定在卡槽的记录器（1），所采集的数据通过传输线传输给便携式计算机（3）。

实施例二：

常用的温度验证仪是由标准热电偶、数据采集主机箱和便携式电脑四大部分构成，其特征在于：所述的标准热电偶一端与数据采集主机箱通过拖线的方式连接，标准热电偶从待检测容器外部伸入容器内部，通过容器外部的固定装置实现固定。数据采集主机箱分别与标准热电偶以及便携式电脑相连。计算机通过数据采集主机箱的数据线实现数据的提取。

实施例二：

本系统的实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

参照图3，其特征在于：所述的温度压力记录器(1)包括记录器下套（4）、O型密封圈50X2.65-G-N（5）、硅橡胶条（6）、记录器电路板（7）、记录器上套（8）、M6螺母（9）、铠装Pt1000温度传感器（10）、O型密封圈8X1.8-G-N(11)、压力传感器密封套（12）、硅胶压力传感器（13）、钢针（14）、耐高温硅胶填料（15）、压力传感器固定座（16）、O型密封圈16X1.8-G-N（17）、信号供电采集线（18）、锂电池（19）、M3平头螺钉（20）、M3螺母（21）和信号传输线（22）；所述的硅橡胶条（6）通过耐高温密封胶粘于记录器下套（4）与记录器上套（8）配合的外圆，实现记录器上套（8）与记录器下套（4）的轴向固定以及温度压力记录器的密封；在所述的记录器上套（8）与记录器下套（4）的端面之间设有O型密封圈（5），更好地实现记录器上下套（8、4）的密封；所述的铠装Pt1000温度传感器（10）与记录器上套（8）之间通过螺纹配合来固定，通过O型密封圈8X1.8-G-N（11）来实现密封；所述的M6螺母（9）与铠装Pt1000温度传感器的外螺纹配合，两者之间同样通过O型密封圈（11）来实现密封；所述的钢针（14）穿过压力传感器固定座（16）的通孔，将液态的耐高温硅胶填料（15）填入压力传感器固定座（16）的通孔并冷却呈固态，此时钢针（14）将被固定在通孔中；所述的硅胶压力传感器（13）各个输入输出引脚与钢针（14）焊好，保证硅胶压力传感器（13）的通气孔能够装入压力传感器密封套（12）的通孔内；所述的压力传感器密封套（12）与压力传感器固定座（16）螺纹配合，压力传感器固定座（16）与记录器上套（8）的内螺纹配合，螺纹配合端面均放置O型密封圈16X1.8-G-N（17）进行密封；所述的M3平头螺钉（20）的平头端通过固体胶可靠的固定资记录器上套（8）的内侧上壁；所述的记录器电路板（7）打有通孔，记录器电路板（17）与M3平头螺钉（20）通过M3螺母（21）来实现电路板的固定；所述的信号采集线（18）连接记录器电路板（17）以及各个温度压力传感器的供电和输入端；所述的信号传输线（22）分别通过电焊机焊接在记录器上套（8）和记录器下套（4）的侧壁。

参照图4，所述的智能转换盒（2）包括：记录器卡槽（31）、转换盒底座（32）、信号传输数据线（33）、两个接线柱（34、35）和两根数据通信总线（36、37）。所述的记录器卡槽（31）通过强力胶粘在转换盒底座(32)上壁上；所述的转换盒底座（32）是一个的空心盒体。转换盒底座（32）的空腔内通过固体胶粘有两个接线柱（34、35）；接线柱A（34）实现8个记录器卡槽（31）左壁伸出的数据传输线的线与；接线柱B（35）实现8个记录器卡槽（32）右壁伸出的数据传输线的线与；

参照图5，所述的记录器卡槽（31）通过固体胶粘附在转接盒底座（32）上，它包括两根信号传输线（40、41）、记录器卡槽槽体（42）、开槽金属孔塞（43）、金属套筒（44）、弹簧（45）、金属垫片（46）和钢珠（47）；所述的金属套筒（44）放置于记录器卡槽槽体的通孔内壁；所述的钢珠（47）、金属垫片（46）、弹簧（45）依次放置在记录器卡槽槽体（42）的通孔内，通过开槽金属孔塞（43）将弹簧(45)压缩，确保钢珠（47）能够有效地突出通孔；所述的 开槽金属孔塞（43）通过固体胶与记录器卡槽槽体(42)的通孔内壁粘合固定；所述的信号传输线（40、41）分别焊接在每个开槽金属孔塞（43）所开的槽内，顺着开槽金属孔塞（43）以及记录器卡槽槽体（42）开的内槽伸进智能转换盒底座（32）对应的通孔；记录器卡槽槽体（42）通过固体胶紧密地粘在智能转换盒底座（32）时，确保每个记录器卡槽槽体（42）的内槽与转换盒底座所开的通孔对正，确保数据传输线（40、41）能够伸入智能转换盒底座（32）的内腔。

所述的每个记录器卡槽（31）粘在转换盒底座（32）上；转换盒底座（32）在固定记录器卡槽（31）的相应位置开有两个通孔，通孔供给每个温度压力记录器（1）的两根信号传输线（40、41）通过引入智能转换盒底座（32）内腔，智能转换盒底座（32）将每个温度压力记录器的信号传输线（40、41）“线与”，并与信号传输数据线（33）相连。

所述的信号传输数据线（33）是一根485转USB协议的转换线，通过强力胶粘在转换盒底座（32）的内腔下侧，其一端与数据通信总线（36、37）相连，另一端口通过转换盒底座（32）侧壁的开口伸出，与便携式计算机（3）相连。

所述的便携式计算机（3）是带有USB接口的电脑，该电脑能够处理温度

压力记录器（1）传来的数据。

本系统的使用方法，参照图6：

1.整套系统进行检测工作前，先将记录器安放在智能转接盒的卡槽内，确保卡槽内钢珠与记录器外壳接触良好。此时，记录器处于“休眠”状态，不进行任何工作；

2.完成操作1后，可以通过计算机发送特定的命令唤醒“休眠”的记录器。一旦记录器被唤醒，记录器处于“激活”状态，准备开始进行工作；

3.完成操作2后，计算机通过相关命令可以设置记录器的工作模式。记录器工作模式有两种，分别为数据采集模式以及数据回送模式。检测开始前，计算机先将记录器被设为数据采集模式，随后记录器能够依据计算机设置的相关采集参数（采样频率、采集持续时间、采集起始时间等）来完成整个采集工作；

4.完成操作3后，可将设置好采集参数的记录器从智能转接盒卡槽中拔出，套上与其配套的隔热套，置于待检测的封闭环境内部。一旦到达记录器的开始工作时间，记录器则开始检测，周采集温度压力数据，反映周边环境温度压力情况的数据存储到记录器内部电路中；

5.完成操作4后，记录器持续工作，直到采集过程完毕。采集完毕，记录器又进入“休眠”状态，停止一切工作，等待计算机的唤醒；

6．完成操作5后，将记录器从带检测容器中取出，再次插入智能转接盒的卡槽内，随时准备计算机读取采集的数据；

7.完成6操作后，计算机发送命令将“休眠”的记录器唤醒，等待计算机设置为数据回送的工作模式；

8.完成操作7后，计算机将记录器设为数据回送模式。记录器将检测过程中采集的温度压力数据依次传回给计算机；

9.完成操作8后，记录器又进入“休眠”状态，等待主机再次唤醒；

10.完成操作9后，计算机可将记录器传回的数据进行处理，生成相应的温度压力曲线，实现检测过程的回放。计算机还能依据不同检测环境工作要求来分析这些数据，给出检测的最终结果。数据和检测结果均能够存入到数据库中，以备后续查看。数据以及检测结果均生成对应的报表，可供工作人员观察细节以及打印。

Claims (6)

1.一种封闭环境下温度压力检测系统包括：8个温度压力记录器（1）、1个智能通信转换盒（2）和1台便携式计算机（3），其特征在于：所述的8个温度压力记录器（1）固定在智能通信转换盒（2）的卡槽内部，智能通信转换盒（2）将固定在卡槽的记录器（1）所采集的数据通过传输线传输给便携式计算机（3）；

所述的温度压力记录器(1)包括记录器下套（4）、O型密封圈50X2.65-G-N（5）、硅橡胶条（6）、记录器电路板（7）、记录器上套（8）、M6螺母（9）、铠装Pt1000温度传感器（10）、O型密封圈8X1.8-G-N(11)、压力传感器密封套（12）、硅胶压力传感器（13）、钢针（14）、耐高温硅胶填料（15）、压力传感器固定座（16）、O型密封圈16X1.8-G-N（17）、信号供电采集线（18）、锂电池（19）、M3平头螺钉（20）、M3螺母（21）和信号传输线（22）；所述的硅橡胶条（6）通过耐高温密封胶粘于记录器下套（4）与记录器上套（8）配合的外圆，实现记录器上套（8）与记录器下套（4）的轴向固定以及温度压力记录器的密封；在所述的记录器上套（8）与记录器下套（4）的端面之间设有O型密封圈（5），更好地实现记录器上下套（8、4）的密封；所述的铠装Pt1000温度传感器（10）与记录器上套（8）之间通过螺纹配合来固定，通过O型密封圈8X1.8-G-N（11）来实现密封；所述的M6螺母（9）与铠装Pt1000温度传感器的外螺纹配合，两者之间同样通过O型密封圈（11）来实现密封；所述的钢针（14）穿过压力传感器固定座（16）的通孔，将液态的耐高温硅胶填料（15）填入压力传感器固定座（16）的通孔并冷却呈固态，此时钢针（14）将被固定在通孔中；所述的硅胶压力传感器（13）各个输入输出引脚与钢针（14）焊好，保证硅胶压力传感器（13）的通气孔能够装入压力传感器密封套（12）的通孔内；所述的压力传感器密封套（12）与压力传感器固定座（16）螺纹配合，压力传感器固定座（16）与记录器上套（8）的内螺纹配合，螺纹配合端面均放置O型密封圈16X1.8-G-N（17）进行密封；所述的M3平头螺钉（20）的平头端通过固体胶可靠的固定资记录器上套（8）的内侧上壁；所述的记录器电路板（7）打有通孔，记录器电路板（17）与M3平头螺钉（20）通过M3螺母（21）来实现电路板的固定；所述的信号采集线（18）连接记录器电路板（17）以及各个温度压力传感器的供电和输入端；所述的信号传输线（22）分别通过电焊机焊接在记录器上套（8）和记录器下套（4）的侧壁。

2.根据权利要求1所述的封闭环境下温度压力检测系统，其特征在于所述的智能转换盒（2）包括：记录器卡槽（31）、转换盒底座（32）、信号传输数据线（33）、两个接线柱（34、35）和两根数据通信总线（36、37）；所述的记录器卡槽（31）通过强力胶粘在转换盒底座(32)上壁上；所述的转换盒底座（32）是一个的空心盒体；转换盒底座（32）的空腔内通过固体胶粘有两个接线柱（34、35）；接线柱A（34）实现8个记录器卡槽（31）左壁伸出的数据传输线的线与；接线柱B（35）实现8个记录器卡槽（32）右壁伸出的数据传输线的线与。

3.根据权利要求2所述的封闭环境下温度压力检测系统，其特征在于：所述的记录器卡槽（31）通过固体胶粘附在转接盒底座（32）上，它包括两根信号传输线（40、41）、记录器卡槽槽体（42）、开槽金属孔塞（43）、金属套筒（44）、弹簧（45）、金属垫片（46）、钢珠（47）；所述的金属套筒（44）放置于记录器卡槽槽体的通孔内壁；所述的钢珠（47）、金属垫片（46）、弹簧（45）依次放置在记录器卡槽槽体（42）的通孔内，通过开槽金属孔塞（43）将弹簧(45)压缩，确保钢珠（47）能够有效地突出通孔；所述的 开槽金属孔塞（43）通过固体胶与记录器卡槽槽体(42)的通孔内壁粘合固定；所述的信号传输线（40、41）分别焊接在每个开槽金属孔塞（43）所开的槽内，顺着开槽金属孔塞（43）以及记录器卡槽槽体（42）开的内槽伸进智能转换盒底座（32）对应的通孔；记录器卡槽槽体（42）通过固体胶紧密地粘在智能转换盒底座（32）时，确保每个记录器卡槽槽体（42）的内槽与转换盒底座所开的通孔对正，确保数据传输线（40、41）能够伸入智能转换盒底座（32）的内腔。

4.根据权利要求3所述的封闭环境下温度压力检测系统，其特征在于所述的每个记录器卡槽（31）粘在转换盒底座（32）上；转换盒底座（32）在固定记录器卡槽（31）的相应位置开有两个通孔，通孔供给每个温度压力记录器（1）的两根信号传输线（40、41）通过引入智能转换盒底座（32）内腔，智能转换盒底座（32）将每个温度压力记录器的信号传输线（40、41）“线与”，并与信号传输数据线（33）相连。

5.根据权利要求2或3所述的封闭环境下温度压力检测系统，其特征在于所述的信号传输数据线（33）是一根485转USB协议的转换线，通过强力胶粘在转换盒底座（32）的内腔下侧，其一端与数据通信总线（36、37）相连，另一端口通过转换盒底座（32）侧壁的开口伸出，与便携式计算机（3）相连。

6.根据权利要求1所述的封闭环境温度压力检测系统，其特征在于所述的便携式计算机（3）是带有USB接口的电脑，该电脑能够处理温度压力记录器（1）传来的数据。

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