CN1722036A - 反应设备的控制系统及其中的监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反应设备(20)的控制系统(2)及其中的监控装置，该控制系统是与计算机(3)电性连接，其包括监控装置及便携式警示器(24)，其中该监控装置包含：感测器(21)，用以感测该反应设备中进行的反应活动并输出一感测值；异常状态判断器(22)，是与该感测器电讯连接，当感测器的感测值处于异常数值范围时该异常状态判断器发出一异常信号；以及无线信号发射器(23)，是与该异常状态判断器电讯连接，当其接收到该异常信号时将发射出一无线信号。便携式警示器接收到该无线信号后发出警讯，以提醒携带该便携式警示器的使用者。

Description

反应设备的控制系统及其中的监控装置
【技术领域】
本发明涉及一种控制系统及其监控装置，尤其是指一种反应设备的控制系统及其监控装置。
【背景技术】
随着生化技术的快速发展，用于诸如生物发酵、微生物培育及分离纯化等耗时的生化反应的许多生化设备也获得极大的发展。为了有效监控那些可能会改变及影响结果的重要数值例如温度、压力、氧含量及PH值，在生化反应如生物发酵、微生物培育及分离纯化等动作过程，如图1所示的诸多生化设备均提供了若干感测器11，以实时感测前述各项重要数值而供使用者参考。然而，前述各项生化反应的时间都比较冗长，这使得使用者很难长久保持其注意力以便随时觉察异常情况。所以，这些生化设备10上通常设置有警报器12(如图1中的功能方块图所示)以提供实时警报信号，例如，当预设的异常现象发生时，如温度高出一临界值，警报器会发出警报声或警示灯闪烁。借此，可提醒使用者及时采取相应措施以防止无可弥补的错误发生。
然而，由于警报信号的警示范围是有限的，使用者的活动范围因此受到严格限制而造成诸多不便。因此，本发明的主要目的即在于解决现有技术中存在的上述问题。
【发明内容】
本发明提供一种监控装置，用于一反应设备上，其包括：感测器，用以感测在该反应设备中进行的反应活动并输出一感测值；异常状态判断器，是与该感测器电讯连接，当感测器的感测值处于异常状态范围时该异常状态判断器发出一异常信号；及无线信号发射器，是与该异常状态判断器电讯连接，当其接收到该异常信号时将发射出一无线信号，便携式警示器接收到该无线信号后发出警讯，提醒携带该便携式警示器的使用者。
依据上述技术方案，本发明的监控装置的感测器是温度感测器、压力感测器、氧含量感测器、PH值感测器、搅拌速度感测器、气体流量感测器、液位感测器、输液装置感测器、阀门启闭感测器、停断电感测器、细胞密度感测器、气体感测器、槽体或管线破损感测器、葡萄糖或蔗糖感测器及线上实时取样分析装置感测器中的至少一种，该感测器是用于感测反应设备中进行的反应活动，并输出温度感测值、压力感测值、氧含量感测值、PH值感测值、搅拌速度变化控制信号、气体流量变化控制信号、液位变化控制信号、输液装置控制信号、阀门启闭控制信号、停断电响应控制信号、细胞密度变化控制信号、气体浓度控制信号、槽体或管线破损因应控制信号、葡萄糖或蔗糖变化控制信号及线上实时取样分析装置控制信号中的至少一种。
依据上述技术方案，本发明的监控装置的异常状态判断器在感测值超出常态数值范围时发出一异常信号。
依据上述技术方案，采用本发明的监控装置的反应设备可以是化学反应设备、发酵反应设备、微生物培育设备、聚合酶链反应或逆转录酶聚合酶链反应设备，或实时聚合酶链反应或分离纯化设备。
依据上述技术方案，应用本发明的监控装置的便携式警示器，其包括：一警报信号产生器，其作用是因应该异常信号而发出警报信号，该警报信号形式包括声音、闪烁光及/或振动；一显示器，用以因应该异常信号而显示相应的系统异常信息；一输入装置，供使用者输入指令；以及一无线控制信号产生器，是与该输入装置电讯连接，以响应使用者所输入的指令而发出一无线控制信号，从而调整该反应设备中进行的反应活动。
本发明还提供一种用于反应设备上的控制系统，其包括：感测器，用以感测该反应设备中进行的反应活动并输出一感测值；异常状态判断器，是与该感测器电讯连接，当感测器的感测值处于异常状态范围时该异常状态判断器发出一异常信号；无线信号发射器，是与该异常状态判断器电讯连接，当其接收到该异常信号时将发射出一无线信号；以及一便携式警示器，是用以接收该无线信号并发出警讯，以提醒携带该便携式警示器的使用者。
依据上述技术方案，本发明控制系统的感测器是温度感测器、压力感测器、氧含量感测器、PH值感测器、搅拌速度感测器、气体流量感测器、液位感测器、输液装置感测器、阀门启闭感测器、停断电感测器、细胞密度感测器、气体感测器、槽体或管线破损感测器、葡萄糖或蔗糖感测器及线上实时取样分析装置感测器中的至少一种，该感测器是用以感测反应设备中进行的反应活动，并输出温度感测值、压力感测值、氧含量感测值、PH值感测值、搅拌速度变化控制信号、气体流量变化控制信号、液位变化控制信号、输液装置控制信号、阀门启闭控制信号、停断电响应控制信号、细胞密度变化控制信号、气体浓度控制信号、槽体或管线破损因应控制信号、葡萄糖或蔗糖变化控制信号及线上实时取样分析装置控制信号中的至少一种。
依据上述技术方案，本发明控制系统的异常状态判断器，是在感测值超出常态数值范围时发出异常信号。
依据上述技术方案，采用本发明控制系统的反应设备可以是化学反应设备、发酵反应设备、微生物培育设备或分离纯化设备。
依据上述技术方案，本发明控制系统的便携式警示器，其包括一警报信号产生器，是用于因应该异常信号而发出警报信号，该警报信号形式包括声音、闪烁光及/或振动。
依据上述技术方案，本发明控制系统的便携式警示器进一步包括一显示器，用以因应该异常信号而显示相应的系统异常信息。
依据上述技术方案，本发明控制系统的便携式警示器还进一步包括一输入装置，用以供使用者输入指令；及一无线控制信号产生器，是与该输入装置电讯连接，以响应使用者所输入的指令而发出一无线控制信号，从而调整该反应设备中进行的反应活动。
依据上述技术方案，本发明控制系统是与计算机相连接，以接收及记录感测值及异常信号。
依据上述技术方案，本发明控制系统与计算机之间的连接是通过有线信号传输或无线信号传输的方式实现。
本发明还提供一种监控装置，应用于一反应设备与一便携式警示器之间，其包括一感测器，用以感测在该反应设备中进行的反应活动并输出一感测值；及一无线信号发射器，是与该感测器电讯连接，以将该感测值转换为无线信号并将该无线信号发射至该便携式警示器。该便携式警示器接收到该无线信号后显示该信号，以供携带该便携式警示器的使用者参考。
本发明还提供一种用于反应设备的控制系统，其包括感测器，用以感测在该反应设备中进行的反应活动并输出一感测值；无线信号发射器，是与感测器电讯连接，以将感测值转换为无线信号并发射该无线信号；以及便携式警示器，用以接收该无线信号并显示该信号，以供携带该便携式警示器的使用者参考。
与现有技术相比，本发明所提供的控制系统及其中的监控装置是通过无线传输方式来完成警报及控制的动作，有效克服了现有技术中存在的缺陷，排除现有技术对使用者的活动范围造成的限制，实现对生化反应的长距离监测、调整及控制，从而实现本发明的主要目的。
【附图说明】
图1是一种现有生化设备的功能方块图。
图2是本发明的控制系统的第一较佳实施方式的构造示意图。
图3是本发明中的便携式警示器的功能方块图。
图4是本发明的控制系统的第二较佳实施方式的构造示意图。
【具体实施方式】
请参阅图2，是本发明控制系统的第一较佳实施方式的构造示意图，其主要是应用于需要长时间反应的生化设备20上，如化学反应设备、发酵反应设备、微生物培育设备或分离纯化设备等。该控制系统2主要包括有感测器21、异常状态判断器22、无线信号发射器23及便携式警示器24，其中该控制系统2与计算机3之间的信号传输信道4是可通过有线信号传输或无线信号传输等方式实现。因此，该信号传输信道4可以采用诸如通用串行总线(USB)、IEEE1394、局域网或控制器局域网总线(CAN Bus)等即有的随插即用的数据传输线路，从而计算机3可以接收、记录及控制该控制系统2输出的信号数值。而无线信号传输则可采用蓝牙(Bluetooth)、IEEE 802.11、红外线通信(IrDA)或无线应用协议(Wireless Application Protocol，WAP)、GPRS等移动数据通讯来完成。
为了有效监控反应过程的状态变化，该生化反应设备20上可以依据需要设置多种感测器21，例如温度感测器、压力感测器、氧含量感测器、PH值感测器、搅拌速度感测器、气体流量感测器、液位感测器、输液装置感测器、阀门启闭感测器、停断电感测器、细胞密度感测器、气体感测器、槽体或管线破损感测器、葡萄糖或蔗糖感测器及线上实时取样分析装置感测器等。该感测器21所感测到的数值，例如温度感测值、压力感测值、氧含量感测值、PH值感测值、搅拌速度变化控制信号、气体流量变化控制信号、液位变化控制信号、输液装置控制信号、阀门启闭控制信号、停断电响应控制信号、细胞密度变化控制信号、气体浓度控制信号、槽体或管线破损因应控制信号、葡萄糖或蔗糖变化控制信号及线上实时取样分析装置控制信号等，是被输入到异常状态判断器22中。该异常状态判断器22对应于前述不同的各项数值，如温度值、压力值、氧含量及PH值等分别预设有一常态数值范围，当某一感测数值超出对应的常态数值范围时，该异常状态判断器22将向无线信号发射器23发出一个异常信号，然后该无线信号发射器23向便携式警示器24发出一个无线信号，收到无线信号后该便携式警示器24会发出警报信号，以提醒携带该便携式警示器24的使用者。如此，使用者的活动范围可在很大程度上得以扩大，从而排除先前技术造成的严格限制和不便。前述无线信号发射器23可与控制系统一样整合至计算机3中，而作为另一种选择，计算机3中原有的无线传输模块亦可用于实现无线信号传输功能。
请参阅图3所示的可携带式警示器24的功能方块示意图，当被异常信号触发时，其中的警报发生器241可发出警报信号，例如声音、振动或闪烁光。显示器242则是因应于该异常信号显示相应的系统异常信息，例如在超出常态温度值范围时。输入装置243是供使用者输入指令，而无线控制信号产生器244则是与该输入装置243电讯连接，可响应所输入的指令而向该生化反应设备20发出一无线控制信号，以调整该生化反应设备20中进行的反应活动，借此可通过遥控来平抑异常状态的持续发生，从而消除警报信号发生的原因。
该无线信号发射器23与便携式警示器24间的无线传输可通过即有的无线传输架构来达成，例如蓝牙(Bluetooth)、IEEE 802.11、红外线通信(IrDA)、无线传呼系统或移动信号通信如WAP、GPRS等。而该便携式警示器24可以是即有的移动电话、个人数字助理(PDA)等。
如图4所示是本发明的控制系统的第二较佳实施方式构造示意图，与前述第一实施方式不同之处主要在于增加了一可插拔资料储存装置25(例如各种闪存模块)。该可插拔资料储存装置25是与前述感测器21及异常状态判断器22电讯连接，以储存该感测器21及异常状态判断器22输出的数据，并允许使用者插拔使用。储存于该可插拔资料储存装置25中的数据是通过信号传输信道4传送至计算机进行存储，而该信号传输信道4与前述第一较佳实施方式一样，都可以采用有线信号传输或无线信号传输的方式来达成，其中有线信号传输可以采用即有的通用串行总线(USB)或IEEE 1394等随插即用装置来实现，从而支持计算机3的随插即用功能。而无线信号传输则可以采用蓝牙(Bluetooth)、IEEE 802.11、红外线通信(IrDA)或移动信号通信如WAP、GPRS等技术实现。
如上所述，由于本发明的控制系统及其中的监控装置是通过无线传输方式来完成警报及控制的动作，从而有效克服了现有技术中存在的缺陷，实现本发明的主要目的。而采用通用串行总线(USB)、IEEE1394、局域网或或控制器局域网总线(CAN Bus)等现有的随插即用的数据传输线路实现有线信号传输信道，便于使用者的插拔操作并免除计算机重新启动的烦恼。

Claims (27)

1.一种监控装置，用于一反应设备与一便携式警示器之间，其特征在于：该监控装置包括感测器、异常状态判断器及无线信号发射器，其中所述感测器是用以感测在反应设备中进行的反应活动并输出感测值，异常状态判断器是与所述感测器电讯连接，当感测器的感测值处于异常状态范围时所述异常状态判断器发出一异常信号，而无线信号发射器是与所述异常状态判断器电讯连接，当其接收到该异常信号时向一便携式警示器发出无线信号，所述便携式警示接收到该无线信号后发出警讯，提醒携带该便携式警示器的使用者。
2.如权利要求1所述的监控装置，其特征在于：所述感测器可以是温度感测器、压力感测器、氧含量感测器、PH值感测器、搅拌速度感测器、气体流量感测器、液位感测器、输液装置感测器、阀门启闭感测器、停断电感测器、细胞密度感测器、气体感测器、槽体或管线破损感测器、葡萄糖或蔗糖感测器及线上实时取样分析装置感测器等器件中的至少一种，该感测器是用于感测反应设备中进行的反应活动，并输出温度感测值、压力感测值、氧含量感测值、PH值感测值、搅拌速度变化控制信号、气体流量变化控制信号、液位变化控制信号、输液装置控制信号、阀门启闭控制信号、停断电响应控制信号、细胞密度变化控制信号、气体浓度控制信号、槽体或管线破损因应控制信号、葡萄糖或蔗糖变化控制信号及线上实时取样分析装置控制信号中的至少一种。
3.如权利要求1所述的监控装置，其特征在于：所述异常状态判断器是在感测值超出常态数值范围时发出一异常信号。
4.如权利要求1所述的监控装置，其特征在于：所述反应设备可以是化学反应设备、发酵反应设备、微生物培育设备、聚合酶链反应或逆转录酶聚合酶链反应设备或实时聚合酶链反应或分离纯化设备。
5.如权利要求1所述的监控装置，其特征在于：与该监控装置配合使用的便携式警示器包括警报信号产生器、显示器、输入装置及无线控制信号产生器，其中警报信号产生器是用以因应该异常信号而发出警报信号，警报信号形式包括声音、闪烁光及/或振动；显示器是用以因应该异常信号而显示相应的系统异常信息；输入装置是供使用者输入指令；无线控制信号产生器是与该输入装置电讯连接，可响应使用者所输入的指令而发出一无线控制信号，从而调整该反应设备中进行的反应活动。
6.一种用于反应设备上的控制系统，其特征在于：该控制系统包括：感测器，是用以感测反应设备中进行的反应活动并输出感测值；异常状态判断器，是与所述感测器电讯连接，当感测器的感测值处于异常状态范围时该异常状态判断器发出一异常信号；无线信号发射器，是与所述异常状态判断器电讯连接，当其接收到异常信号时将发射出一无线信号；及便携式警示器，是用以接收该无线信号并发出警讯，提醒携带该便携式警示器的使用者。
7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于：所述感测器可以是温度感测器、压力感测器、氧含量感测器、PH值感测器、搅拌速度感测器、气体流量感测器、液位感测器、输液装置感测器、阀门启闭感测器、停断电感测器、细胞密度感测器、气体感测器、槽体或管线破损感测器、葡萄糖或蔗糖感测器及线上实时取样分析装置感测器中的至少一种，该感测器是用于感测反应设备中进行的反应活动，并输出温度感测值、压力感测值、氧含量感测值、PH值感测值、搅拌速度变化控制信号、气体流量变化控制信号、液位变化控制信号、输液装置控制信号、阀门启闭控制信号、停断电响应控制信号、细胞密度变化控制信号、气体浓度控制信号、槽体或管线破损因应控制信号、葡萄糖或蔗糖变化控制信号及线上实时取样分析装置控制信号中的至少一种。
8.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于：所述反应设备可以是化学反应设备、发酵反应设备、微生物培育设备或分离纯化设备。
9.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于：所述便携式警示器包括一警报信号产生器，是用以因应该异常信号而发出警报信号，该警报信号形式包括声音、闪烁光及/或振动。
10.如权利要求9所述的控制系统，其特征在于：所述便携式警示器进一步包括一显示器，用以因应该异常信号而显示相应的系统异常信息。
11.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于：所述便携式警示器还进一步包括供使用者输入指令的输入装置及与所述输入装置电讯连接的无线控制信号产生器，其中无线控制信号产生器可响应使用者所输入的指令而发出无线控制信号，从而调整反应设备中进行的反应活动。
12.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于：该控制系统是连接于计算机上，以接收及记录感测值及异常信号。
13.如权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述控制系统与计算机之间的连接是通过有线信号传输或无线信号传输的方式达成。
14.一种监控装置，应用于一反应设备与便携式警示器之间，其特征在于：所述监控装置包括感测器及无线信号发射器，其中感测器是用以感测反应设备中进行的反应活动并输出感测值，无线信号发射器是与所述感测器电讯连接，以将感测值转换为无线信号并将该无线信号发射至便携式警示器，该便携式警示器接收到该无线信号后显示该信号，以供携带该便携式警示器的使用者参考。
15.如权利要求14所述的监控装置，其特征在于：所述感测器可以是温度感测器、压力感测器、氧含量感测器、PH值感测器、搅拌速度感测器、气体流量感测器、液位感测器、输液装置感测器、阀门启闭感测器、停断电感测器、细胞密度感测器、气体感测器、槽体或管线破损感测器、葡萄糖或蔗糖感测器及线上实时取样分析装置感测器中的至少一种，该感测器是用于感测反应设备中进行的反应活动，并输出温度感测值、压力感测值、氧含量感测值、PH值感测值、搅拌速度变化控制信号、气体流量变化控制信号、液位变化控制信号、输液装置控制信号、阀门启闭控制信号、停断电响应控制信号、细胞密度变化控制信号、气体浓度控制信号、槽体或管线破损因应控制信号、葡萄糖或蔗糖变化控制信号及线上实时取样分析装置控制信号中的至少一种。
16.如权利要求15所述的监控装置，其特征在于：所述监控装置还进一步包含有异常状态判断器，是连接于所述感测器与无线信号发射器之间。
17.如权利要求16所述的监控装置，其特征在于：所述异常状态判断器在感测值超出常态数值范围时发出一异常信号。
18.如权利要求14所述的监控装置，其特征在于：所述反应设备可以是化学反应设备、发酵反应设备、微生物培育设备、聚合酶链反应或逆转录酶聚合酶链反应设备，或实时聚合酶链反应或分离纯化设备。
19.如权利要求14所述的监控装置，其特征在于：所述便携式警示器包括：警报信号产生器，是用以因应该异常信号而发出警报信号，警报信号形式包括声音、闪烁光及/或振动；及显示器，是用以因应该异常信号而显示相应的系统异常信息。
20.如权利要求19所述的监控装置，其特征在于：所述便携式警示器进一步包括供使用者输入指令的输入装置及与所述输入装置电讯连接的无线控制信号产生器，所述无线信号产生器可响应使用者所输入的指令而发出无线控制信号，从而调整该反应设备中进行的反应活动。
21.一种用于反应设备的控制系统，其特征在于：该控制系统包括感测器、无线信号发射器及便携式警示器，其中感测器是用以感测在反应设备中进行的反应活动并输出感测值；无线信号发射器是与所述感测器电讯连接，以将感测值转换为无线信号并发射该无线信号；便携式警示器其是用以接收无线信号并显示该信号，以供携带该便携式警示器的使用者参考。
22.如权利要求21所述的控制系统，其特征在于：所述感测器可以是温度感测器、压力感测器、氧含量感测器、PH值感测器、搅拌速度感测器、气体流量感测器、液位感测器、输液装置感测器、阀门启闭感测器、停断电感测器、细胞密度感测器、气体感测器、槽体或管线破损感测器、葡萄糖或蔗糖感测器及线上实时取样分析装置感测器中的至少一种，该感测器是用于感测反应设备中进行的反应活动，并输出温度感测值、压力感测值、氧含量感测值、PH值感测值、搅拌速度变化控制信号、气体流量变化控制信号、液位变化控制信号、输液装置控制信号、阀门启闭控制信号、停断电响应控制信号、细胞密度变化控制信号、气体浓度控制信号、槽体或管线破损因应控制信号、葡萄糖或蔗糖变化控制信号及线上实时取样分析装置控制信号中的至少一种。
23.如权利要求21所述的控制系统，其特征在于：该控制系统进一步包括有异常状态判断器，其是连接于所述感测器与无线信号发射器之间。
24.如权利要求23所述的控制系统，其特征在于：所述异常状态判断器在感测值超出常态数值范围时发出一异常信号。
25.如权利要求21所述的控制系统，其特征在于：所述反应设备可以是化学反应设备、发酵反应设备、微生物培育设备、聚合酶链反应或逆转录酶聚合酶链反应设备，或实时聚合酶链反应设备或分离纯化设备。
26.如权利要求21所述的控制系统，其特征在于：所述便携式警示器包括：警报信号产生器，是用以因应该异常信号而发出警报信号，警报信号形式包括声音、闪烁光及/或振动；及显示器，用以因应该异常信号而显示相应的系统异常信息。
27.如权利要求26所述的控制系统，其特征在于：所述便携式警示器进一步包括供使用者输入指令的输入装置及与所述输入装置电讯连接的无线控制信号产生器，所述无线信号产生器可响应使用者所输入的指令而发出无线控制信号，从而调整所述反应设备中进行的反应活动。
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