CN111879059A - 一种实验室标物存储设备及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验室标物存储设备及其系统，包括存储柜、管理系统和服务器，所述存储柜包括位于存储柜左侧的若干个存储箱、位于存储柜箱体内部的隔板和位于存储柜右侧的电控箱，所述电控箱内安装有设置管理系统以及其组态软件的集成电路板和控制器，所述存储柜通过管理系统及其组态软件与服务器进行网络连接，所述电控箱的外侧表面设置有摄像头和显示触控屏，存储柜的背面内侧间隔安装有净化装置，存储箱具有制冷、制热、恒温的功效，并且还具有净化空气的性能，根据人脸识别、指纹识别以及语音识别的快速便捷的识别方式，方便实验人员准确领取指定样品，达到无纸化办公，营造了高效、精确，无污染的检测环境。

Description

一种实验室标物存储设备及其系统

技术领域

本发明属于化学实验用设备领域，具体涉及实验室专用的储存实验基准物质、标准物质或溶液的设备。

背景技术

实验室信息管理系统(Laboratory Information Management System英文缩写LIMS)是将以数据库为核心的信息化技术与实验室管理需求相结合的信息化管理工具。实验室管理的对象是与实验室有关的人、事、物、信息、经费等，因此实验室管理主要包括:实验室人力资源管理、质量管理、仪器设备与试剂管理、环境管理、安全管理、信息管理以及实验室设置模式与管理体制、管理机构与职能、建设与规划等，现有的检测实验室管理中，大多数实验室引入了LIMS系统，更多是以报告完成自动化为主，在不断的扩展LIMS系统的功能。

国内外新的实验室认可和计量认证检测将标准物质的管理归入仪器设备管理范围，同时标准物质还不同于一般的仪器设备，主要是化学成分定值的溶液、基准物质等。大型检测实验室或综合性的检测实验室，随着业务的发展，少则几百种，在一些农药兽药残留实验室、工业品化学实验室、消费品实验室中，储备液可能高达上千种，同时还存在中间液，使用液，不同标准溶液中标准物质的理化性质不同导致保质期和储存条件不同，在日常工作中这些溶液需要不断的更新、消耗、过期后及时处理，避免影响检测结果准确性。不同的标准物质保存条件不同，如常温、冷藏、冷冻等；有机标准物质和无机标准物质避免共存；标准物质储备液与中间液要隔离储存，这样给标准物质管理人员日常管理带来困难，同时给检测人员领取或者查找使用标准物质带来很多不便，部分标准物质可能属于剧毒、危险化学品，要严格控制接触人员范围，目前实验室大部分用冰箱储存，在取样时同时会改变相邻区域标准物质的存储条件，可能会出现标准物质定值改变不准确，同时标准物质混合储存在一起不利于标物使用人员及时准确的领取标准物质。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，利用可制冷制热的柜体，并结合方便开关箱门的技术需求，设计一种基于LIMS标物管理系统的组态软件的标物存储设备，提供了一种实验室标物存储设备及其系统。

本发明提供了一种实验室标物存储设备，包括存储柜、管理系统和服务器，所述存储柜包括位于存储柜左侧的若干个存储箱、位于存储柜箱体内部的隔板和位于存储柜右侧的电控箱，所述电控箱内安装有装置管理系统以及其组态软件的集成电路板、控制器，所述存储柜通过管理系统及其组态软件与服务器进行网络连接，所述电控箱的外侧表面设置有条码扫描器，摄像头和显示触控屏，所述显示触控屏的下方设置有指纹按压板，所述指纹按压板的上方设有扫码窗口，所述存储柜的侧面设置有通风口，存储柜的背面内侧间隔安装有空气净化装置。

进一步的，所述存储箱为正方体壳体，内部安装有冷凝器和电热板，并且所述存储箱的底部间隔设置有凹槽。

进一步的，所述存储箱的箱体一侧安装有电控锁。

进一步的，所述显示触控屏、空气净化装置、冷凝器、电控锁、加热板均与控制器电连接。

进一步的，所述信息管理系统为标物管理系统。

本发明还公开了一种实验室标物存储系统，所述存储系统包括上述的存储实验室标样的存储设备和基于LIMS系统的组态软件，所述基于LIMS系统的组态软件包括输入模块、标物管理系统和输出模块，并且所述标物管理系统与存储设备中的控制器相连接，所述输入模块与标物管理系统之间设置有存储模块和校验模块。

进一步的，所述输入模块主要为开关、温度、时间、标样类别、存储类型和人员授权信息的信息采集模块。

进一步的，所述输入模块的信息采集方式为语音输入、指纹输入、扫描输入和文字录入的一种或几种。

进一步的，所述输出模块通过网络服务器发送网络信息至存储人员或指定权限人员的手机。

进一步的，所述存储系统按如下操作步骤实现：

(1)标准物质管理人员将带有条形码的标样，经条码扫描器扫描后，放于存储箱中，生成验证码和二维码。

(2)存储柜的样品管理系统根据人员权限和工作任务的分配，将验证码和二维码暂存到系统内，并给予相关检验人员权限.

(3)当实验人员需要使用标准物质时，通过语音、指纹识别确认取标物人员的权限，则发送信号控制电控锁打开指定标准物质存放柜门；若无权限，提示错误并发出警告。

(4)通过扫描、文字录入的方式打开存储柜时，点击获取领取验证信息，暂存信息通过服务器发送到使用人员的手机中，点击手机中的校验信息，对准存储柜中扫描窗口的条码扫描器，经扫描器扫描成像，则存储柜内的校验模块对校验码进行校验，若校验通过，则发送信号控制电控锁打开指定柜门；若不通过，则发出校验失败提示。

与现有技术相比，本发明的优点和技术效果是：

1、根据实验室任务安排进行样品检测时，能便捷的找到符合需求的标准物质、溶液或质控样品，节省了实验过程中繁琐的查找环节；

2、存储箱具有制冷、制热、恒温的功效，并且还具有空气净化的性能，保证的标准溶液的有效性和安全性；同时具有环保功能；

3、根据人脸识别、指纹识别以及语音识别的快速便捷的识别方式，方便实验人员准确领取指定样品；

4、存储设置中的存储箱底部凹槽，根据不同标准储液瓶底部直径的大小，设置相匹配的凹槽，保证了储液瓶放置的稳定性，避免因碰撞，振动等外界环境的影响而造成危害；

5、该设备结合多种智能设备以及智能的LIMS实验室专用信息管理系统，达到无纸化办公，营造了高效、精确，无污染的办公环境。

6、标准溶液储备液、中间液、使用液的有效隔离，避免高低浓度之间的交叉污染和避免标准物质取用过程中对其它标准物质的存储条件的改变，影响标准物质定值的准确性

附图说明

图1为本发明所述的实验室标物存储设备整体结构示意图。

图2为本发明所述的存储箱结构示意图。

图3为本发明所述的实验室标物存储设备俯视图。

图4为本发明所述的实验室标物存储系统的各部件连接关系示意图。

图5为本发明所述语音录入模块的信息采集流程图。

1、存储柜，11、存储箱，111、电控锁，112、冷凝器，113、电热板，114、凹槽，12、隔板，13、电控箱，131、摄像头，14、显示触控屏，15、指纹按压板，151、压力传感器，16、通风口，17、空气净化装置，18、控制器，19、扫码窗口；2、管理系统，21、输入模块，22、输出模块，3、服务器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例所述的实验室专用标样存储柜是一个基于物联网的，能够将标准样品进行识别，暂存，监控和管理的设备。与服务器一起构成标准样品终端系统。服务器能够对本系统的各个实验室专用的标样进行统一化管理(如实验室标样的信息，配制人的信息，检测人员使用标物种类，标准物质存储条件、浓度等)，并对各种信息进行整合分析处理。样品管理员将标准样品存放进存储柜中，信息便会暂存，当实验人员开始检测业务需要使用标样时，通过语音、指纹、头像确认领取标物人员的权限，标样管理系统发送信号至控制器进而控制电控锁打开指定标准物质存放柜的门；若无权限，提示错误并发出警告。也可以通过文字录入的方式打开存储柜，点击获取领取验证信息，暂存信息通过服务器以短信的形式发送到使用人员的手机，短信中的信息有网络链接，点开网络链接便能得到验证码，实验员便能在方便的时间到达存储柜前输入验证码即可取出标准样品，并进行下一步实验操作。该产品旨在为检验人员提供快速准确的领取标物方式，同时给标准物质提供一个环保、安全的储存条件。

该实验存储设备包括存储柜1、管理系统2和服务器3，所述管理系统2为标物管理系统，所述存储柜1包括位于存储柜左侧的若干个存储箱11、位于存储柜1内部的隔板12和位于存储柜1右侧的电控箱13，电控箱13内装有集成电路板，所述隔板12为设置有若干通风孔的散热板，所述存储箱11为正方体壳体，存储箱11的内部上端和侧壁均安装有温度传感器，用于检测存储箱11内的温度，并且存储箱11内部安装有冷凝器112和电热板113，并且所述存储箱11的底部间隔设置有凹槽114，所述凹槽114设置有若干个，所述凹槽114与12mL、22mL标准储液瓶底部直径的大小相匹配，保证了储液瓶放置的稳定性，避免因碰撞、振动等外界环境的影响而造成不必要的危害，所述存储箱11的箱体一侧安装有电控锁13。

所述电控箱13内安装有装置管理系统2以及其组态软件的集成电路板和控制器18，所述存储柜1通过管理系统2及其组态软件与服务器3进行网络连接，所述电控箱13的外侧表面设置人员信息采集的摄像头131和显示触控屏14，所述显示触控屏14的下方设置有指纹按压板15，指纹按压板15的上方设有扫码窗口，扫描窗口内部安装有条码扫描器，所述条码扫描器可扫描识别条形码和二维码，所述指纹按压板15的下方安装有压力传感器151，所述存储柜1的侧面设置有通风口16，存储柜1的背面内侧间隔安装有有机溶剂的空气净化装置17，所述空气净化装置17主要是为了净化存储柜1内的挥发性有机气体，所述空气净化装置的17与存储柜的背面面板的内侧之间还设置有消音软管和消音棉，用于减小设备长期运行时的噪音，所述显示触控屏14、空气净化装置17、冷凝器112、电控锁111、电热板113均与控制器18电连接，其中经摄像头采集到的信息，由输入模块存储进标样管理系统中，所述控制器18为PLC控制器，根据其上位机，即样品管理系统及其组态软件发布的指令，控制条码扫描器、存储箱11内的温度、电控锁111的开关、空气净化装置17的启动以及显示触控屏的显示。

上述设备均由实验室专用的存储系统控制，所述存储系统包括上述的存储实验室标样的存储设备和基于LIMS系统的组态软件，所述基于LIMS系统的组态软件包括输入模块、标物管理系统和输出模块，所述标物管理系统与实验室中现有的LIMS实验室管理系统(以上或以下均简称为LIMS系统)相连接，并且所述标物管理系统与存储设备中的控制器相连接，所述输入模块与管理系统之间设置有存储模块和校验模块，输入模块主要为开关、温度、时间、标样类别、存储类型和人员信息的信息采集模块，所述输入模块的信息采集方式为语音输入、指纹输入、扫描输入和文字录入的一种或几种。所述输出模块通过网络服务器发送网络信息至存储人员的手机。

所述存储系统按如下操作步骤实现：

(1)标准物质管理人员将带有条形码的标样，经条码扫描器扫描后，放于存储箱中，生成验证码和二维码；

(2)存储柜的样品管理系统根据人员权限和工作任务的分配，将验证码和二维码暂存到系统内，并给予相关检验人员权限；

(3)当实验人员需要使用标准物质时，通过语音、指纹识别确认取标物人员的权限，则发送信号控制电控锁打开指定标准物质存放柜门；若无权限，提示错误并发出警告；

(4)当通过文字录入的方式打开存储柜时，则点击获取领取验证信息，暂存信息通过服务器发送到使用人员的手机中，点击手机中的校验信息，对准存储柜中的扫描仪，则存储柜内的校验模块对校验码进行校验，若校验通过，则发送信号控制电控锁打开指定柜门；若不通过，则发出校验失败提示。

具体的来说，首先，标准物质配制人员会按照实验要求进行标准溶液配制，配制后的标准溶液的储液瓶贴上溶液名称及编码，将编码条对准存储柜中的条码扫描器，则条码扫描器采集条码信息由输入模块21进入到储存模块中，标准物质相关信息通过LIMS系统录入到标物管理系统，所述标准物质相关信息包括标准物质的名称、浓度、溶剂、存储条件、保质期、配制人等相关信息。管理系统根据标准溶液的性质和存储条件分配冷冻、冷藏或者常温保存的存储箱1，与此同时，储存模块中的条码信息进入校验模块，所述校验模块生成验证码以及对验证码和校验码进行比，则校验模块对标注样品的信息生成验证码和校验码，指定标准物质存储在合适环境条件下的存储柜内。

其次，实验人员在LIMS系统中接收到实验任务需要做检测实验时，LIMS系统将根据实验需求将相应标准物质储备液、使用液或质控物质的使用权限发送到标物管理系统，同时标物管理系统将实验任务由输出模块传送到服务器中，服务器将任务信息发送给相应检测人员手机微信小程序的用户端，则检测人员通过打开手机微信，微信小程序，会提示“您有一条新任务要处理”，点击获得验证码，则校验模块中的校验码以手机短信的方式发送到手机上，实验人员点击手机短信中的网络链接，将会显示二维码，并将二维码对准存储柜中的条码扫描器，通过校验模块中的校验通过后，显示触控屏中会弹出实验人员的相关信息和指纹比对提醒，实验人员将手指按压在指纹按压板后，比对成功(标样使用人员也可以通过显示触控屏取消指纹比对设置，则显示触控屏中弹出实验人员相关信息和确认领取键，直接按确认键即可)，则控制器控制电子锁，打开相应存储箱。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中的配制人员在信息录入时，还可以通过显示触控屏14，手动录入或者语音录入的方式将配制人员信息和标准样品的信息录入到组态软件中的输入模块中，其中图5为语音录入模块的信息采集流程图，实验人员通过显示触控屏14按住语音接收按钮，发出语音，则语音接收识别模块接收语音信息，并将语音信息储存在寄存模块中。

当检验人员接收到实验任务时，直接到存储柜前，使用显示触控屏14进行操作，检验人员通过显示触控屏14按住语音接收按钮，发出语音，语音接收识别模块接收语音信息，并传递给语音识别模块，识别后的语音信息，与存储柜内智能的匹配模块中的语音相匹配，并将识别的信息存储在储存模块中，储存模块通过调用模块，所述调用模块内的信息主要来源于标物管理系统，进入比较模块，即与寄存模块中相对应的标样产品信息与检验人员权限相比较，然后经判断模块中的判断，符合实验要求的标样所在的存储箱1在控制器的控制下打开，并在显示触控屏上显示实验人员相关信息和确认领取键，点击确认，进行下一步操作即可。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指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装置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。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (10)

1.一种实验室标物存储设备，包括存储柜、管理系统和服务器，其特征在于：所述存储柜包括位于存储柜左侧的若干个存储箱、位于存储柜箱体内部的隔板和位于存储柜右侧的电控箱，所述电控箱内安装有装置管理系统以及其组态软件的集成电路板和控制器，所述存储柜通过管理系统及其组态软件与服务器进行网络连接，所述电控箱的外侧表面设置有人员信息采集的摄像头和显示触控屏，所述显示触控屏的下方设置有指纹按压板，所述指纹按压板的上方设有扫码窗口，所述存储柜的侧面设置有通风口，存储柜的背面内侧间隔安装有空气净化装置。

2.根据权利要求1所述的实验室标物存储设备，其特征在于：所述存储箱为正方体壳体，内部安装有冷凝器和电热板，并且所述存储箱的底部间隔设置有凹槽。

3.根据权利要求2所述的实验室标物存储设备，其特征在于：所述存储箱的箱体一侧安装有电控锁。

4.根据权利要求3所述的实验室标物存储设备，其特征在于：所述显示触控屏、空气净化装置、冷凝器、电控锁、加热板均与控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的实验室标物存储设备，其特征在于：所述管理系统为标物管理系统。

6.一种实验室标物存储系统，其特征在于：所述存储系统包括权利要求1-4所述的存储实验室标样的存储设备和基于LIMS标物管理系统的组态软件，所述基于LIMS标物管理系统的组态软件包括输入模块、标物管理系统和输出模块，并且所述标物管理系统与存储设备中的控制器相连接，所述输入模块与标物管理系统之间设置有存储模块和校验模块。

7.根据权利要求5所述的实验室标物存储系统，其特征在于：所述输入模块主要为开关、温度、时间、标样类别、存储类型和人员授权信息的信息采集模块。

8.根据权利要求5所述的实验室标物存储系统，其特征在于：所述输入模块的信息采集方式为语音输入、指纹输入、扫描输入和文字录入的一种或几种。

9.根据权利要求5所述的实验室标物存储系统，其特征在于：所述输出模块通过网络服务器发送网络信息至存储人员或指定权限人员的手机。

10.根据权利要求5所述的实验室标物存储系统，其特征在于：所述存储系统按如下操作步骤实现：

(1)标准物质管理人员将带有条形码的标样，经条码扫描器扫描后，放于存储箱中，生成验证码和二维码。

(2)存储柜的样品管理系统根据人员权限和工作任务的分配，将验证码和二维码暂存到系统内，并给予相关检验人员权限

(3)当实验人员需要使用标准物质时，通过语音、指纹识别确认取标物人员的权限，则发送信号控制电控锁打开指定标准物质存放柜门；若无权限，提示错误并发出警告。

(4)当通过文字录入的方式打开存储柜时，点击获取领取验证信息，暂存信息通过服务器发送到使用人员的手机中，点击手机中的校验信息，对准存储柜中扫码窗口的条码扫描器，经扫描器扫描成像，则存储柜内的校验模块对校验码进行校验，若校验通过，则发送信号控制电控锁打开指定柜门；若不通过，则发出校验失败提示。

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