CN109364283A - 基于atp检测技术的医用空气消毒机智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统，包括：ATP荧光检测仪、空气采样装置、工控机、继电器组成。采样装置采集的空气输送到ATP荧光检测仪，检测结果以数据格式传到工控机，工控机控制继电器从而实现对空气消毒机启停的闭环控制。

Description

基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统

技术领域

本发明涉及医院环境消毒领域，具体涉及基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统。

背景技术

在易感人群高度密集的医院里，容易引起疾病的感染与传播.由于医院功能与环境要求的特殊性，尤其是手术室、易感科室与病房对空气的净化与消毒提出了更高的要求。国家卫生部2012-04-05发布了《医院空气净化管理规范》，新规范对医院空气净化的概念作了明确的界定。空气净化：降低空内空气中的微生物、颗粒物等使其达到无害化的技术或方法。新规范提出了空气净化实用技术，包括：.通风、集中空调通风系统、

空气洁净技术、紫外线消毒、循环风紫外线空气消毒器、静电吸附式空气消毒器、化学消毒法、能使消毒后的空气中的细菌总数≤4cfu/(15min.直径9cm，平皿)，获得卫生部消毒产品许可证的其他空气消毒产品。这些空气净化方法对于改善医院的医疗环境和卫生状况起到了积极作用，但在空气净化设备运行方面缺乏科学地管理方法，造成了能源的浪费也是不争的事实。传统的空气净化效果检测方法检验所需时间长，靠检测结果在线控制空气净化设备的运行不现实，且受操作者熟练程度等影响因素较多。ATP荧光检测仪快速出检测结果的优点给空气净化设备运行的在线智能控制提供了可能。本发明就是在ATP荧光检测技术基础之上，实现医院空气净化设备运行在线智能控制的具体方法。

ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用″荧光素酶-荧光素体系″快速检测三磷 酸腺苷(ATP)。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。

ATP荧光检测仪适用于食品饮料生产过程关键控制点监控，医疗系统和卫生监督机构即时采样监测。

ATP生物荧光检测仪是微生物、细菌及卫生学洁净度现场快速检测的新宠，被广泛应用于食品、药监、医院感控、环境、化妆品、医药、日化、造纸、工业水处理、国防以及环保、水政、海关出入境检疫及其他执法部门等多种行业及卫生监督、检测。

ATP生物发光技术产生于20世纪70年代中期。20世纪80年代，英国人首先研制出ATP检测仪检测系统，随后发展到欧洲、美国和日本。20世纪末，一些ATP检测仪检测系统及技术被引进我国，近年来，虫荧光素酶己通过基因工程生产，价格大幅度降低，而且ATP生物发光法在检测食品微生物时简单、快速且灵敏度高，随着相关仪器的小型化，ATP生物发光检测技术必将会在国内相关行业得到迅速普及。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种基于ATP检测技术的节能环保的医用空气消毒机智能控制系统，为实现上述发明目的，提出了如下技术方案：

基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统，包括：ATP荧光检测仪、空气采样装置、工控机、继电器、打印机。

所述ATP荧光检测仪，检测器使用光电倍增管，光电倍增管较光电二极管具有更小型、灵敏、快速等优点，适用于更微弱光，屏幕液晶显示，屏幕有背光功能，用户可自定义背光持续时间，可与工控机、PC连接；空气采样泵采集的空气来自于消毒机作用的空间内，采集的气体可以是常压的，也可以是加压的，根据采集空气压力的不同，透明空气室内的压力也相应变化；

所述空气采样装置由采样泵、透明的空气室、试剂腔、试剂喷射器、伺服电机、单流阀、电磁阀、控制电路组成。试剂喷射器安装在透明的空气室外侧，雾化喷嘴穿过空气室壁朝向空气室内测，试剂喷射器另一端与电机相连，试剂喷射器与试剂腔和空气室的通道上均设有单流阀，空气室的进气口与采样泵相接，排气口朝外(室内大气空间)，空气室进、排气口均设有电磁阀；试剂喷射器喷出的试剂是原液或是稀释液，喷出的雾化试剂在透明空气室内与空气混合；试剂喷射器对液体试剂的增压方式是由泵实现的；空气采样泵、试剂增压泵是活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、螺杆泵、滑片泵、齿轮泵、离心泵、旋涡泵、轴流泵、混流泵中的一种；

所述工控机是基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统的大脑，包括：

CPU、硬盘、内存、外设及接口、操作系统、智能控制模块、计算、声光报警、控制网络和协议；工控机对整个医用空气消毒机智能控制系统产生的数据进行运算并对该系统实行闭环控制，用户也可以根据需要在工控机上设置在线监测频率。工控机将检测结果存储在硬盘上，便于存储与导出，检测指标超出设定值时报警提示。同时，工控机对基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统具有故障自检功能，给出故障提示；

所述继电器是控制空气消毒机的执行原件，根据工控机发出的控制信号执行空气消毒机启停操作；打印机对检测结果或用户需要的资料实施打印；

所述ATP荧光检测仪备有对液体和物体表面微生物检测的ATP荧光检测系统，用于定期对空气ATP荧光检测仪的校正，从而确保ATP荧光检测仪的有效性，同时也可以检测物体表面或液体中的微生物状况；

所述ATP荧光空气检测法与浮游法细菌浓度、沉降法细菌浓度检测方法的比较与标定。

进一步地，所述ATP荧光检测仪信号的探测和接收，真实、灵敏度更高、可储存检测结果、采样计划，多种语言选择的操作界面，客户可根据实际需求选择，以更快、更熟练的使用仪器完成检测过程，以及数据分析；

进一步地，所述ATP荧光检测仪有自定义用户权限功能，用户可将自行编辑的检测计划下载至仪器，然后按计划进行检测，计划模式内可设立合格限量，仪器自动判断检测结果合格与不合格；

进一步地，所述ATP荧光检测仪通过USB接口和电脑链接，配套数据趋势分析软件，可提供结果筛选模式、报告模式、图表模式，可自动将数据导入Excel表格；

进一步地，所述ATP荧光检测仪充电锂电池供电，通过USB口充电，并可选配太阳能充电器、车载电源充电器，电力可确保连续操作，仪器显示电力余量和充电状态；

进一步地，所述ATP荧光检测仪适宜工作温度5-40℃，环境湿度10-90％；

进一步地，所述ATP荧光检测仪内设开机自动检查及报警功能。

与其它评估方法相比，所述ATP荧光监控具有以下明显优势：

实时监控：荧光素霉-荧光素/ATP反应为即时反应，读数可以在数秒之内得到。因此可根据结果立即采取纠正措施；

良好的可靠性和一致性：ATP荧光检测仪可以确定出各种有机物或微生物残渣的存在；

直接和间接危险性评估：ATP检测用于对空气净化效果的评估，以及有生物物质和生物残留物、易滋生微生物的潜在危险区域；

使用简便：非专业技术人员也可轻松使用ATP荧光检测仪，这使得日常使用趋于简单化；

结果易于判读：标本检测结果以相对发光单位(RLU)来显示，它代表了污染物产生的光总量。

《医院空气净化管理规范》对医院空气净化的概念作了明确的界定。空气净化：降低空内空气中的微生物、颗粒物等使其达到无害化的技术或方法。规范提出了空气净化的实用技术，这些空气净化技术对于改善医院的医疗环境和卫生状况起到了积极作用，但在空气净化设备的运行方面缺乏科学地管理方法，造成了能源的浪费也是不争的事实。传统的空气净化效果检测方法检验时间长，靠检测结果在线控制空气净化设备的运行不现实，且受操作者熟练程度等影响因素较多。ATP荧光检测仪快速出检测结果的优点给空气净化设备运行的在线智能控制提供了可能。本发明就是在ATP荧光检测技术基础之上，实现医院空气净化设备运行在线智能控制的具体方法。

虽然ATP荧光检测技术被开发成产品已有30多年的时间，与传统检测方法相比也有诸多优势，但目前还没有利用ATP荧光检测原理直接检测空气中微生物含量的产品，该发明内容填补了利用ATP荧光检测原理直接检测空气中微生物的空白。

本发明的有益效果：

本发明的基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统，采用ATP荧光检测技术对空气中的微生物实时检测，利用检测结果对医用空气消毒机的运行进行智能控制，在保障医疗环境空气质量符合相关规范要求的前提下，可有效地节约能源，实现绿色环保。

附图说明

图1是医用空气消毒机智能控制系统示意图；

图2是ATP荧光检测仪示意图；

图3是空气采样装置与试剂喷射器示意图。

其中，1、ATP荧光检测仪；2、空气采样装置；3、工控机；4、打印机；5、继电器；6、空气消毒机；7、液晶显示屏；8、检测器；9、采样泵；10、进气电磁阀；11、透明空气室；12、排气电磁阀；13、试剂喷出单流阀；14、试剂喷射器；15、伺服电机；16、试剂吸入单流阀；17、试剂腔；18、雾化喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统作进一步详尽描述：

如图1所示，基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统由ATP荧光检测仪1、空气采样装置2、工控机3、打印机4、继电器5组成；

如图2所示，ATP荧光检测仪由液晶显示屏7、检测器8组成；

如图3所示，空气采样装置与试剂喷射器由采样泵9、进气电磁阀10、透明空气室11、排气电磁阀12、试剂喷出单流阀13、试剂喷射器14、伺服电机15、试剂吸入单流阀16、试剂腔17、雾化喷嘴18。

电磁阀12关闭状态下，采样泵9采得来自空气消毒机工作区域的空气，经过电磁阀10进入透明空气室11，采样泵采气到设定压力后关闭电磁阀10，试剂喷射器14将高压的试剂通过试剂喷出单流阀13、雾化喷嘴18喷入透明空气室11，雾化的试剂与空气迅速混合，气样中的微生物与试剂发生反应并发出荧光，与透明空气室11相邻的检测器8检测到荧光强弱，经过检测器内部处理后，检测结果显示在液晶显示屏7上。同时，检测结果通过ATP荧光检测仪1传给工控机3，工控机通过智能控制模块运算，对继电器发出启动或者停机的指令。当空气中微生物浓度超过规定指标时，启动空气消毒机的同时报警提示工作人员。检测结果存储在工控机硬盘里，用户可以根据需要调取相关记录。一个样本检测完成后，电磁阀10、电磁阀12打开，采样泵9启动排出空气室气体，下一个样本检测前电磁阀12关闭，采样泵9采气到设定压力后关闭电磁阀10，按前述程序进行下一个样本的检测。从检测设备运转、试剂投放、数据传输与运算到继电器的动作，各个环节是一个闭环控制的过程，决定空气消毒机状态的指令来自于ATP荧光检测仪检测的空气样本中微生物的指标。

气体检测的频率由工作人员根据环境要求设定，在下一个样本检测结果之前，空气消毒机执行上一个检测结果给出的指令。

优选地，所述ATP荧光检测仪信号的探测和接收，真实、灵敏度更高、可储存检测结果、采样计划，多种语言选择的操作界面，客户可根据实际需求选择，以更快、更熟练的使用仪器完成检测过程，以及数据分析；

优选地，所述ATP荧光检测仪液晶显示，屏幕有背光功能，用户可自定义背光持续时间；

优选地，所述ATP荧光检测仪有自定义用户权限功能，用户可将自行编辑的检测计划下载至仪器，然后按计划进行检测，计划模式内可设立合格限量，仪器自动判断检测结果合格与不合格；

优选地，所述ATP荧光检测仪通过USB接口和电脑链接，配套数据趋势分析软件，可提供结果筛选模式、报告模式、图表模式，可自动将数据导入Excel表格；

优选地，所述ATP荧光检测仪内设开机自动检查及报警功能；

优选地，所述ATP荧光检测仪适宜工作温度5-40℃，环境湿度10-90％。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.本发明公开了一种基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统，包括：ATP荧光检测仪、空气采样装置、工控机、继电器、打印机。

所述ATP荧光检测仪由检测器、液晶显示屏幕组成，可与工控机、PC连接；

所述ATP荧光检测仪检测对象是空气消毒机作用空间的空气；

所述空气采样装置由采样泵、透明的空气室、试剂腔、试剂喷射器、伺服电机、单流阀、控制电路组成。试剂喷射器安装在透明的空气室外侧，雾化喷嘴穿过空气室壁朝向空气室内测，试剂喷射器另一端与电机相连，试剂喷射器与试剂腔和空气室的通道上均设有单流阀，空气室的进气口与采样泵相接，排气口朝外(室内大气空间)，空气室进、排气口都设有电磁阀；

所述工控机是基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统的大脑，包括：CPU、硬盘、内存、外设及接口、操作系统、智能控制模块、计算、声光报警、控制网络和协议。

2.根据权利要求1所述继电器是控制空气消毒机的执行原件，根据工控机传来的控制信号执行空气消毒机启停操作；打印机对检测结果及用户需要的资料实施打印。

3.根据权利要求1所述工控机对整个医用空气消毒机智能控制系统产生的数据进行运算并对该系统实行闭环控制，检测结果反馈到工控机后系统自行选择启动或停机，无需人为干预。用户也可以根据需要在工控机上设置在线监测频率。工控机将检测结果与运行动态存储在硬盘上，便于调用与导出，检测指标超出设定值时报警提示。同时，工控机对基于ATP检测技术的医用空气消毒机智能控制系统具有故障自检功能。

4.根据权利要求1所述空气采样泵采集的空气来自于消毒机作用的空间内，采集泵可以选择常压采集或加压采集，根据采集空气压力的不同，透明空气室内的压力也相应变化。

5.根据权利要求1所述试剂喷射器喷出原液或稀释的试剂，喷出的雾化试剂在透明空气室内与空气混合。

6.根据权利要求1所述试剂喷射器对液体试剂的增压是由泵实现的。

7.根据权利要求1所述空气采样泵、试剂增压泵是活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、螺杆泵、滑片泵、齿轮泵、离心泵、旋涡泵、轴流泵、混流泵中的一种。

8.根据权利要求1所述ATP荧光检测仪备有对液体和物体表面微生物检测的ATP荧光检测系统，用于定期对空气ATP荧光检测仪的校正，从而确保ATP荧光检测仪的有效性，同时也可以检测物体表面或液体中的微生物状况。

9.根据权利要求1所述ATP荧光空气检测法与浮游法细菌浓度、沉降法细菌浓度检测方法的比较与标定。