CN108777980A - 农舍的生物安全系统 - Google Patents
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Abstract
通过将具有开放内部的室放置在农业设施内来对农业设施进行消毒。将物品放置在所述室的开放内部内并且将门联锁。然后将来自至少一个照明装置的具有在窄波长范围内的光谱成分的光导向所述物品持续预定时间量，以使微生物失活。同时，可以将臭氧排放到开放内部中以对物品进行消毒。在门解锁之前，室的内部内的臭氧被引导至用于形成氧气的过滤器。通过对人进行检测、并且作为响应当检测到人时提供具有一种光谱成分的第一种光、而当未检测到人时提供具有在窄波长范围内的不同光谱成分的第二种光以抑制细菌生长来对农业设施进行消毒。
Description
优先权要求
本专利申请要求于2016年1月25日提交的标题为“Biosecurity System forAgricultural Dwelling[农舍的生物安全系统]”的美国临时专利申请序列号62/286,487的优选权的权益(代理人案号12-136P)，所述美国临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本专利申请总体上但非限制性地涉及生物安全性。更具体地，涉及一种农舍的生物安全系统。
背景技术
在过去的几十年里，农业从通常在户外的传统家庭农场发展到了主要在室内的大型企业农场和加工厂。虽然这种发展提高了效率且降低了成本，但新的问题已经出现。具体地，在过去几年里，病毒和细菌已经潜入农业设施。在养猪业中，猪流行性腹泻(PED)病毒已经摧毁了整个北美的养猪场。与此同时，在过去几年里，多处家禽遭受禽流感袭击。
当这些疾病潜入农场时，无论是猪还是家禽，通常必须宰杀所有动物、并且将建筑物彻底清洗干净并消毒以除去疾病。这个过程导致了群集或同窝完全丧失，使农场从牲畜损失中损失数百万美元。此外，当农户在这段时间内无法满足供应需求时，整个行业都会受到影响，从而增加成本并损害行业。
其结果是，农业建筑通常具有关于访客和在这种设施中工作的人员的准则。例如，通常那些在前一个月访问过另一个企业农场的人不允许进入不同的农场。还在设施处提供了个人的脚的覆盖物，以阻止鞋上的潜在细菌或病毒跟随到设施中。
已经开发了其他方法来减少农业设施内的病毒和细菌。例如，本领域中存在生物安全室，其利用室内的UV光而使得衣物和诸如钥匙、钱包、食物容器之类的物品可以在室中放置一段预定的时间以使接收UV光的表面上的所有细菌和病毒失活或将其杀死。替代性地，通过消除照明器材内的促进细菌生长的红光并使用抑制细菌生长的蓝光，可以提供提升生物安全性并减少细菌的照明装置。
问题仍然存在。具体地，虽然利用蓝光可以对家禽或牲畜产生积极影响，但人们通常更喜欢在工作环境中使用白光。因此，在农业设施内不使用蓝光照明，并且病毒和细菌仍然存在问题。因此，本领域需要一种改进的用于农舍的生物安全系统。
发明内容
一种对农业设施进行消毒的方法，所述方法包括利用传感器来监测农业设施的至少一个房间以检测人。当检测到人时，提供具有第一光谱成分的第一种光。然后，当检测到不再有人时，提供具有窄波长范围内的第二光谱成分的第二种光，以抑制细菌生长。
此概述旨在提供对本专利申请的主题的概述。其并不旨在提供对本发明的排他性或穷尽性的解释。包括具体实施方式以提供关于本专利申请的进一步信息。
附图说明
在不必按比例绘制的附图中，相同标号可以描述不同视图中的类似部件。具有不同字母后缀的相同标号可以表示类似部件的不同实例。附图通常通过示例的方式而非限制的方式展示了本文件中所讨论的各种实施例。
图1是处于打开位置的消毒室的透视图；
图2是处于关闭位置的消毒室的透视图；
图3是消毒室的剖视透视图；
图4是消毒室的定时电路的示意图；
图5是农业设施的示意图；
图6是照明系统的示意图；
图7是消毒农业设施的方法的决策流程图；
图8是消毒室的示意图；
图9是消毒室的透视图；并且
图10是具有消毒室的隐藏线的前视平面图。
具体实施方式
图1-3描绘了具有本体12的室10，所述本体在实施例中的形状通常像盒状或具有矩形横截面。具体地，在本实施例中，本体12具有框架14，其中第一支撑构件16沿X轴以平行间隔的关系延伸，第二支撑构件18沿Y轴以平行间隔的关系延伸并垂直于第一支撑构件，并且第三支撑构件20沿垂直于第一支撑构件16和第二支撑构件18的Z轴以平行间隔的关系延伸，从而形成具有正方形或矩形横截面的框架14。
第一支撑构件16、第二支撑构件18和第三支撑构件20支撑第一侧壁22和第二侧壁24，所述第一和第二侧壁以平行间隔的关系在顶壁26与底壁28之间延伸。第一门构件30和第二门构件32铰接地连接至第一侧壁22和第二侧壁24。门构件30和32虽然被描述为铰接地连接，但门构件30和32可以以允许将其打开以再次进入室的开放内部的其他方式连接至第一侧壁22和第二侧壁24。这包括连接至顶壁26或底壁28。
室的内部包括可伸缩的托盘构件36，在所述托盘构件上可以放置一个或多个物品38，诸如衣服、首饰件、饲料、包裹、水容器、工具、饮料容器等。在实例中，托盘构件36位于轨道内并向外滑动直到接合止动构件。
在其他实例中，托盘构件36位于滚轮上并且在延伸时再次接合止动构件。通过使与托盘构件36相关联的两个单独的门构件30和32，个人可以将物品38放在第一门构件30中，然后物品自己进行净化，然后通过相对的门构件32取出其物品38。这为使用者提供了关于在何处定位UV反射材料的附加的灵活性和功能性。反射板54围绕诸如C形夹具之类的附接构件56。在本实例中，照明装置具有透明管状本体58，其优选地由吸收室10的内部的最小量的UV波长光或100纳米(nm)与400nm之间的、更优选地200nm-300nm之间的、甚至更优选地250nm-260nm之间、以及更优选地大约254nm的波长的材料制成。
在本实例中，第一灯头52固定至室10的本体12，沿着室10的在第一侧壁22与顶壁26之间形成的拐角延伸并且沿着内部34的长度延伸。当就位时，PCB在托盘构件36的中心处倾斜，并且反射板54围绕管以大约半圆形弧形地延伸，使得将最大量的光直接导向托盘构件36。类似地，第二灯头52在室10的邻近第二侧壁24和顶壁26的相对的拐角中延伸，再次使得相同的灯头52以及UV辐射朝向托盘构件36。虽然这些照明装置已描述为灯头52，但是照明装置可以在不脱离本披露的范围情况下直接固定至室10或其他类似的安装装置。并且，虽然照明装置50已描述为UV波长，如上所述朝向托盘构件36倾斜。在一个实例中，照明装置50具有电连接器63，其仅可以插入我们用预定连接器致动的电连接器。以这种方式，如果个人要移除室，则他们将无法从公共电源或常用装置为照明装置50供电，以确保UV反射材料吸收最少量的UV，所述室的反射材料使UV辐射的效果最大化。
控制板80被布置在每个门构件30和32下方，并且包括紧急停机按钮82，计时器按钮84和指示灯86。布置在室10内的隔室内并且源自所述隔室的是用于UV照明装置50的电子部件50、72、82、84和86的电线88，所述电线仅插入可能对人眼有害的、当门构件30或32打开时照明装置50不能发出的UV光的连接器中。
在图4中，定时电路102连接至输入线L和中性线N上并且电连接至定时器按钮84，使得当门构件30和32两者都关闭和联锁、且定时器按钮84(PB1和PB2)被致动时，定时电路102被致动。定时电路向照明装置50的镇流器(BL1和BL2、以及BAL1和BAL2)提供电流持续预定时间段。在一个实例中，预定时段约为两分钟。预定时间量在不脱离本披露的范围的情况下可以是几秒至几天。
定时电路102还与镇流器(BL1和BL2、以及BALI和BAL2)并联连接，以用于照明装置50指示灯86(LT1和LT2)，使得当照明装置50接收电流时，指示灯86类似地接收电流和发光以向使用者提供室10的警告。这向使用者提供门构件30和32应保持关闭的警告。
在操作中，室10放置在猪设施的入口处。当个人来到猪设施时，在进入之前，个人取出任何包裹、饲料、水、首饰、鞋子、衣服工具等，并且取出此类物品38并将其放置在托盘构件36上。此时，个人关闭室10，确保门构件30和32磁性联锁。然后，个人使用定时器按钮84。如果两个门构件30和32未联锁，则由于开关SW1和SW2以及电路继电器C1，电力系统100将不会致动，并且照明装置50不向室发光而对使用者有害。
如果门构件30和32完全关闭并且已经联锁，则开关SW1和SW2以及电路继电器CR1提供允许电流流至定时电路102的完整电路。因此，当致动定时器按钮84时，电流流至照明装置50的镇流器(BL1和BL2、以及BALI和BAL2)以引导UV辐射，并且门构件30应保持关闭。在实例中，磁性联锁防止门构件30和32在预定时间段过程中打开。如果使用者忽略指示灯86并且能够打开门构件30或32，则由于开关SW1或SW2和电路继电器CR1，电路不再工作，从而阻止电流流至照明装置50的镇流器(BL1和BL2、以及BALI和BAL2)，并且指示灯86关闭。如果发生故障并且电流继续流至照明装置50的镇流器(BL1和BL2、以及BAL1和BAL2)并且指示灯86保持接通，则识别出这种情况的使用者可以通过致动紧急停机按钮82来致动紧急停机开关(ES1或ES2)。
因此，提出了多种方法以最小化和消除个人暴露于可能有害的对一种或多种物品38进行照射的UV辐射。因此，如果物品38上存在细菌、微生物、病毒等且其暴露于UV辐射之下，则辐射被这些微生物的DNA吸收，从而破坏了微生物体DNA内的分子键，在DNA中产生防止DNA复制的胸腺嘧啶二聚体。以这种方式，细胞和病毒变得无活性并且不能繁殖。因此，如果诸如猪流行性腹泻病毒之类的病毒在物品38上，则暴露于UV农业设施(包括用于鸡、火鸡、牛、马等的农业设施)之下，使所有细菌、微生物、病毒失活或将其杀死，而两者都不超出本披露的范围。特别是农业设施。
图5-7示出了实现农业设施消毒的另一个实施例。农业设施110具有用于容纳牲畜114和人116两者的多个房间112。其中，至少一个房间112是生物安全系统118。生物安全系统包括照明系统120和生物安全室10。
照明系统120包括以预定颜色发光的第一照明元件122和以第二预定颜色发光的第二照明元件124。在一个实例中，第一照明元件122发射白光，而第二照明元件124发射促进生物安全性的波长的光。在一个实例中，第二照明元件124发射具有蓝光波长范围内的窄带波长的光。在一个实例中，第一照明元件122和第二照明元件124在单个照明装置内，而在另一个实例中，第一照明元件122和第二照明元件124在单独的照明装置中。在一个实例中，第一照明元件122和第二照明元件124各自包括多个发光二极管。
控制器126电连接且可操作地连接至第一照明元件122和第二照明元件124以操作照明元件122和124。在一个实例中，控制器分别通过第一开关元件128和第二开关元件130连接至第一和第二照明元件，使得当控制器126致动第一开关元件128时第一照明元件122发光，而当致动第二开关元件130时第二照明元件124发光。
控制器126还电连接至传感器132和辅助传感器134并从其接收信息。在一个实例中，传感器132是运动检测器，其确定何时个人处于预定空间内。辅助传感器134确定与辅助传感器134所在的房间112相关联的环境条件。在实例中，环境条件是房间112内的湿度，而在另一个实例中，环境条件是房间112内的温度。类似地，辅助传感器134可以被设计成用来检测房间112内或第二传感器所在的空间内的细菌、病毒或预定的化学物质的存在。
控制器126还电连接至定时器136并从其接收信息。具体地，控制器中具有逻辑电路138，其基于从第一传感器132和第二传感器134以及定时器136接收的输入，利用决策矩阵140来确定何时致动第一开关元件128和第二开关元件130以致动第一照明元件122和第二照明元件124。
图7示出了决策矩阵140的一个实例。当照明系统120运行时，第一传感器132是可操作的以在步骤142检测个人的存在。如果检测到个人，则致动第一开关元件128和第一照明元件122，使得向个人提供白光，如步骤144所示。如果未检测到个人，则以预定波长(诸如蓝光)致动第二照明元件124以抑制细菌生长，如步骤146所示。在步骤144或146之后的步骤148和150，第一传感器132继续监测个人的存在。如果未检测到，则第二照明元件在步骤152切换到蓝光或在步骤154继续发射蓝光。如果检测到个人，则相应地致动第一开关元件128和第二开关元件130，并且关闭第二照明元件124或使其保持关闭，同时第一照明元件122在步骤156保持接通或者在步骤158接通以提供白光。在替代性实例中，在进入步骤144或步骤146之后并且已经过预定时间段，决策矩阵可以返回至步骤142。
可以以许多不同的方式实现决策矩阵140，包括但不限于利用调光系统，其中，前沿调光器致动第一开关元件128，并且后沿调光器控制第二开关元件130。总之，可以调整决策矩阵140以使其包括定时电路并且使第一照明元件122和第二照明元件124同时致动，从而在一个实例中同时提供蓝光和白光。此外，辅助传感器134可以监测湿度水平或其他环境条件以检测对细菌、病毒或其他细菌有传导性的环境，并通过将诸如蓝光等光加入环境中来调整照明系统120以抵消这些情况。因此，可以调整照明系统120以为人提供照明并且仍然使生物安全优势最大化。
为了另外消毒设施110，在一个实例中，提供了臭氧发生器160，其产生臭氧或将臭氧排放到房间112中。在一个实例中，臭氧发生器160是电晕放电臭氧发生器。在另一个实例中，臭氧发生器160与传感器132、134和/或定时器136连通，以仅在设施110中未检测到人时或者在不允许人进入设施110时产生臭氧。在另一个实例中，由传感器132或134检测的环境条件是设施110内或设施110的房间112内的臭氧水平，并且臭氧发生器160与设施110的安全系统连通以使设施110的门保持锁定直到设施内的臭氧达到对于人类安全的水平。
图8示出了室10的另一个示例实施例。在一个实例中，臭氧发生器310具有进气口312和进水口314，以产生O3，其穿过出臭氧口316和出水口318。来自出水口318的水流至位于风扇元件322附近的散热器320，以使加热的水蒸气移动穿过臭氧排放口324，从而将空气和臭氧排放到室10中。在一个实例中，臭氧发生器310通过电晕放电产生臭氧。臭氧与UV光或蓝光结合以更有效地将细菌和病毒杀死和使其失活。
臭氧过滤系统326固定到室上，以确保当打开室10时不存在有害水平的臭氧。过滤系统326包括碳过滤器328，其具有进气风扇330并且在一个实例中使用活性炭。在一个实例中，过滤器328具有手柄329并且是可移除的，因此便于用另一个过滤器替换。导管332将过滤的氧气输送回室10的内部。室10的定时电路电连接至臭氧发生器310，以在关闭发生器310之后使室的门保持锁定持续预定的时间段以过滤空气，从而在可以打开室10之前具有对于人类安全的臭氧水平。
应了解的是，通过使用具有臭氧发生器310和照明系统120的室10而尽量减少农业设施110内的细菌和病毒以防止疾病的传播。因此防止疾病，并且避免设施遭受巨大损失。因此，至少背景技术的所有问题已经被克服。
在一个实例中，提供了一种消毒农业设施的方法，所述方法包括利用用于检测人类的传感器来监测农业设施的至少一个房间。当检测到人时，提供具有第一光谱成分的第一种光。在未检测到人时，提供具有窄波长范围内的第二光谱成分的第二种光以抑制细菌生长。
在一个实例中，窄波长范围是在410nm-450nm之间。在另一个实例中，窄波长范围在蓝光波长范围内。在又一个实例中，传感器是运动检测器。
在一个实例中，提供了利用辅助传感器监测房间以及基于由辅助传感器检测到的房间的环境条件来提供第二光谱成分的附加步骤。在另一个实例中，第一种光由发光二极管提供。在又一个实例中，提供了当未检测到人时将臭氧排放到房间中持续预定时间段的附加步骤。在一个实例中，通过电晕放电来排放臭氧。
在另一个实例中，提供了另一种消毒农业设施的方法。将具有开放内部的室放置在农业设施内。接下来，将物品放置在室内。然后封闭开放内部。然后，将来自至少一个照明装置的具有窄波长范围内的光谱成分的光导向所述物品持续预定时间量以使微生物失活。然后将臭氧排放到开放内部中。
在一个实例中，所述开放内部由磁性联锁门封闭。在另一个实例中，提供了另外的步骤，即提供臭氧过滤系统，所述臭氧过滤系统包括进气风扇，所述进气风扇将臭氧从所述开放内部输送至将臭氧转化成氧气的过滤器。在另一个实例中，过滤器包括活性炭。
以上描述包括对附图的参照，这些附图形成了详细描述的一部分。所述附图以图示的方式示出了可以在其中实践本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也称为“实例”。这些实例可以包括除了所示出或描述的要素之外的要素。然而，本发明人还考虑了仅提供所示出或所描述的那些要素的实例。而且，针对本文示出或描述的具体示例(或者其一个或多个方面)、或者针对本文示出或描述的其他示例(或者其一个或多个方面)，本发明人还考虑到使用了所示出或所描述的那些要素的任何组合或排列(或者其一个或多个方面)的实例。
在本文件与通过引用并入的任何文件之间的用法不一致的情况下，以本文件中的用法为准。
在本文件中，如在专利文件中常见的，术语“一个(a)”或“一个(an)”用于包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文件中，除非另外指明，否则术语“或”用于表示非排他性的，或者比如“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在本文件中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简易英语等同物。并且，在以下权利要求书中，术语“包括(including)”和“包括(comprising)”是开放式的，也就是说，包括了除在权利要求中的此类术语之后列出的要素以外的要素的系统、装置、物品、组合物、配方或工艺仍然被认为属于所述权利要求的范围内。而且，在以下权利要求中，术语“第一”，“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。
除非上下文另外说明，否则诸如“平行”、“垂直”、“圆形”或“方形”的几何术语不旨在要求绝对数学精度。相反，这种几何术语允许由于制造或等效功能而引起的变化。例如，如果元件被描述为“圆形”或“通常是圆形的”，则此描述仍包含不是精确圆形的部件(例如略呈椭圆形、或多边的多边形的部件)。
本文中所描述的方法实例可以是至少部分地通过机器或计算机实现的。一些实例可以包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作用于配置电子装置以执行如以上实例中所描述的方法。这种方法的实施可以包括代码，诸如微代码、汇编语言代码、更高级语言代码等。此类代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的一部分。另外，在实例中，代码可以实体存储在一个或多个易失性非瞬态或非易失性实体计算机可读介质上，诸如在执行过程中或在其他时间。这些实体计算机可读介质的实例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，压缩盘和数字视频盘)、磁带、存储卡或闪盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。
以上说明旨在是解说性的并非限制的。例如，上述实例(或其一个或多个方面)可以彼此组合地使用。在阅读以上说明后，诸如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。提供本摘要以允许读者快速确定本技术披露的性质。基于其将不被用于解释或者限制权利要求书的范围或者含义的理解提交本摘要。而且，在以上具体实施方式中，可以将各种特征组合在一起来简化本披露。这不应当被解释为意图指未要求保护的披露的特征对于任何权利要求都是必需的。相反，本发明主题可以在于少于具体披露的实施例的全部特征。因此，以下权利要求作为实例或实施例被并入到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且在此考虑了这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。本发明的范围应该参照所附权利要求来确定，连同考虑这些权利要求有资格考虑的等效物的全部范围。
Claims (17)
1.一种对农业设施进行消毒的方法，所述方法包括：
利用传感器监测所述农业设施的至少一个房间以检测所述至少一个房间中是否有人；
当有人时，提供具有第一光谱成分的第一种光；以及
在未检测到人时，提供具有在窄波长范围内的第二光谱成分的第二种光以抑制细菌生长。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述窄波长范围在410纳米与450纳米之间。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述窄波长范围在100纳米与400纳米之间。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述窄波长范围在蓝光波长范围内。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述传感器是运动检测器。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
利用辅助传感器监测所述至少一个房间；以及
基于所述辅助传感器检测到的所述房间的环境条件来提供所述第二光谱成分。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述辅助传感器检测以下各项中的至少一项：湿度、温度、细菌、病毒以及预先确定的化学物质。
8.如权利要求1所述的方法，其中，通过发光二极管来提供所述第一种光。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括当未检测到人时将臭氧排放到所述至少一个房间中持续预定时间段。
10.如权利要求9所述的方法，其中，通过电晕放电来排放臭氧。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一光谱成分和所述第二光谱成分是不同的。
12.一种对农业设施进行消毒的方法，所述方法包括：
将具有开放内部的室放置在所述农业设施内；
在所述室的所述开放内部内接收物品；
封闭所述开放内部；
将来自至少一个照明装置的具有在窄波长范围内的光谱成分的光导向所述物品持续预定时间量，以使微生物失活；以及
将臭氧排放到所述开放内部中。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述开放内部由磁性联锁门封闭。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括提供臭氧过滤系统，所述臭氧过滤系统包括进气风扇，所述进气风扇将臭氧从所述开放内部输送至将臭氧转化成氧气的过滤器。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述过滤器包括活性炭。
16.如权利要求12所述的方法，其中，所述窄波长范围在100纳米与400纳米之间。
17.如权利要求12所述的方法，其中，所述窄波长范围在400纳米与450纳米之间。
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