CN211122431U

CN211122431U - 生物气溶胶检测装置

Info

Publication number: CN211122431U
Application number: CN201921398918.0U
Authority: CN
Inventors: 胡孔新; 李丽丽; 马雪征; 慈颖; 张丽萍; 李慧鹏; 陈雪; 王贝贝
Original assignee: Hangzhou Enrichment Biotechnology Co ltd; Chinese Academy of Inspection and Quarantine CAIQ
Current assignee: Hangzhou Enrichment Biotechnology Co ltd; Chinese Academy of Inspection and Quarantine CAIQ
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-08-26

Abstract

本申请涉及一种生物气溶胶检测装置，包括：生物气溶胶检测装置包括采集机构、移液机构和检测机构；采集机构，用于收集待检测的气体样本，并将气体样本转化为液体样本；采集机构包括集成网络接口，采集机构通过集成网络接口分别与移液机构和检测机构连接；移液机构，用于从集成网络接口获取移液控制信号后，将液体样本从采集机构转移至检测机构；检测机构，用于从集成网络接口获取检测控制信号后，对液体样本进行检测，并生成检测结果。本申请可以避免对每个机构进行单独控制，操作简单，并且，及时实现将液体样本从采集机构向检测机构转移，缩短检测周期、提高检测效率和检测结果正确性，有效加强对于生化武器的预警和防范。

Description

生物气溶胶检测装置

技术领域

本申请涉及生物气溶胶监测技术领域，尤其是一种生物气溶胶检测装置。

背景技术

大气气溶胶是指均匀分散于大气中的固体微粒和液体微粒所构成的稳定混合体系，其中的微粒统称为气溶胶粒子。大气气溶胶粒子的空气动力学直径多在0.001～100μm之间，非常轻，足以悬浮于空气之中。其中，有生命活性的生物物质或粒子统称为生物气溶胶粒子，包括诸如病毒、细菌、真菌、花粉、孢子等微生物。生物气溶胶粒子通常可附着在大气中的非生物粒子上，如细菌等微生物；也有一些可以直接悬浮于大气中，如粒径较大的花粉颗粒。

对人类生活来说，粒径大于10μm的气溶胶粒子进入人体的可能性很小，粒径为5～10μm的粒子可进入气管和支气管，粒径小于5μm的粒子能深入到深部呼吸道系统。当气溶胶的浓度达到足够高时，将对人类健康造成威胁。尤其空气中的生物气溶胶可引发人类的急性、慢性疾病以及动植物疾病。同时，由于微生物能产生各种休眠体，可在空气中长时间存活，并可以借助空气介质扩散和传输，从而导致各种传染病的爆发与蔓延，造成严重危害。因此，如何实时检测周围环境中生物气溶胶浓度的已经成为相关领域技术人员亟需解决的问题。同时，对有毒生物气溶胶的实时在线检测对于生化武器的预警和防范也具有十分重要意义。

相关技术中，对生物气溶胶的实时监测、采集与生物气溶胶的检测设备相互独立，对每个设备都需要单独控制，导致检测步骤复杂、并且由于监测、采集与检测步骤间存在时间差，或者存在运输距离，不能做到实时检测，从而导致检测周期长、误差率高等问题。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中，对生物气溶胶的实时监测、采集与生物气溶胶的检测装置相互独立，导致监测、采集与检测步骤间存在时间差，或者存在运输距离，不能做到实时检测，从而导致检测周期长、误差率高的问题，本申请提供一种生物气溶胶检测装置，包括：

采集机构、移液机构和检测机构；

所述采集机构，用于收集待检测的气体样本，并将所述气体样本转化为液体样本；

所述采集机构包括集成网络接口，所述采集机构通过所述集成网络接口分别与所述移液机构和检测机构连接；

所述移液机构，用于从所述集成网络接口获取移液控制信号后，将所述液体样本从所述采集机构转移至所述检测机构；

所述检测机构，用于从所述集成网络接口获取检测控制信号后，对所述液体样本进行检测，并生成检测结果。

进一步的，所述装置还包括控制机构，所述控制机构与所述集成网络接口连接，通过所述集成网络接口向所述采集机构、移液机构和检测机构发送控制信号。

进一步的，所述装置还包括监测机构，所述监测机构用于监测所述气体样本中气溶胶的参数值，所述监测机构内部预设参数阈值，在所述气溶胶的参数值超过所述预设参数阈值时向所述控制机构发送第一报警信号，所述控制机构接收到所述第一报警信号后，通过所述集成网络接口向所述采集机构发送控制信号。

进一步的，所述监测机构采用350-410nm和\或260-290nm波段内的光源作为激发光，通过所述激发光照射所述气体样本得到气溶胶粒子，并对所述气溶胶粒子进行分档计数以获取所述气溶胶的参数值。

进一步的，所述采集机构还包括框架、输气管、供气装置、出气单元喷头和采集单元管；所述供气装置用于收集待检测的气体样本，并通过所述输气管将所述气体样本输入到出气单元喷头中；所述出气单元喷头和采集单元管均设置在框架上，所述采集单元管可拆卸的设置在所述出气单元喷头的下方，其内设置有测试液，所述测试液用于吸收所述气体样本中所含有的气溶胶。

进一步的，所述移液机构包括第一通信接口、控制器和机械臂，所述第一通信接口与所述集成网络接口通信连接，接收所述移液控制信号，所述控制器根据所述控制信号控制所述机械臂将所述液体样本从所述采集机构转移至所述检测机构。

进一步的，所述装置还包括连接件，所述移液机构通过所述连接件可拆卸连接在所述检测机构上方。

进一步的，所述检测机构包括第二通信接口、检测模块、生成结果模块，所述第二通信接口与所述集成网络接口通信连接，接收所述检测控制信号，所述检测用于检测所述气溶胶颗粒浓度，所述生成结果模块根据所述气溶胶颗粒浓度生成检测结果。

进一步的，所述检测结果，包括：阳性结果和阴性结果；

所述检测结果为阳性结果，向所述控制机构发送第二报警信号；

所述检测结果为阴性结果，向所述控制机构发送报警解除信号。

进一步的，所述控制机构，包括：控制器、中控服务器和备份存储服务器；所述控制器、中控服务器和备份存储服务器依次连接。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请中采集机构包括集成网络接口，采集机构通过集成网络接口分别与移液机构和检测机构连接，避免对每个机构进行单独控制，操作简单，并且，通过移液机构可以及时实现将液体样本从采集机构向检测机构转移，缩短检测周期、提高检测效率和检测结果正确性，实现实时在线检测，有效加强对于生化武器的预警和防范。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请一个实施例提供的一种生物气溶胶检测装置的模块图。

图2是本申请另一个实施例提供的一种生物气溶胶检测装置的模块图。

图3是本申请另一个实施例提供的一种生物气溶胶检测装置的模块图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本实施例提供的生物气溶胶检测装置，包括：

采集机构1、移液机构2和检测机构3；

采集机构1，用于收集待检测的气体样本，并将气体样本转化为液体样本；

采集机构1包括集成网络接口，采集机构1通过集成网络接口分别与移液机构2和检测机构3连接；

移液机构2，用于从集成网络接口获取移液控制信号后，将液体样本从采集机构1转移至检测机构3；

检测机构3，用于从集成网络接口获取检测控制信号后，对液体样本进行检测，并生成检测结果。

传统的生物气溶胶检测系统中各个设备为独立的设备，需要进行单独控制，在进行检测时，操作人员需先使用采集设备进行采集，包括控制采集设备开机、采集、关机等操作，之后通过人为转移的方式将所采集的气体样本转移至检测设备，在使用检测设备时操作人员还需要进行检测设备的开机、检测、关机等操作，步骤繁琐，操作不便，并且，在人为转移过程中，还会延长检测的时间，导致检测效率低。通过在采集机构1中设置集成网络接口，采集机构1通过集成网络接口分别与移液机构2和检测机构3 连接；采集机构1通过集成网络接口接收外部控制信号，并向移液机构2和检测机构3转发控制信号，构成完整的在线检测系统，不需单独控制各个机构，操作简单，使用方便。

通过移液机构2，用于从集成网络接口获取移液控制信号后，将液体样本从采集机构1转移至检测机构3，不需人为进行移液，提高检测效率。

本实施例中，由于采集机构中设置集成网络接口，采集机构通过所述集成网络接口分别与移液机构和检测机构连接，避免对每个机构进行单独控制，操作简单，并且，通过移液机构可以及时实现将液体样本从采集机构向检测机构转移，缩短检测周期、提高检测效率和检测结果正确性，实现实时在线检测，有效加强对于生化武器的预警和防范。

如图2所示，本实施例提供的一种生物气溶胶检测装置，包括：

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述装置还包括控制机构4，控制机构4与集成网络接口连接，通过集成网络接口向采集机构1、移液机构2和检测机构3发送控制信号。

作为本实用新型可选的一种实现方式，控制机构4包括依次连接的控制器、中控服务器和备份存储服务器，通过控制器、中控服务器进行读取、接收、发出控制指令给集成网络接口，实现对采集机构1、移液机构2和检测机构3在线控制。备份存储服务器对通信数据、控制数据等进行备份，在控制器或中控服务器出现问题时及时恢复数据，避免造成损失。

控制机构4还包括监视器，监视器实时显示监测数据，以使工作人员直观、及时查看气体样本中气溶胶的参数值及参数变化情况。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述装置还包括监测机构5，监测机构5用于监测气体样本中气溶胶的参数值，监测机构内部预设参数阈值，在气溶胶的参数值超过预设参数阈值时向控制机构发送第一报警信号，控制机构接收到所述第一报警信号后，通过集成网络接口向采集机构发送控制信号。

监测机构5例如为RBM-F1生物气溶胶在线监测仪，利用光散射气溶胶颗粒分档计数技术与紫外光诱导的荧光光谱技术进行生物气溶胶监测。收集被测生物粒子的荧光光谱，通过总结分析多种气溶胶颗粒物样品发出的荧光光谱特性，进而辨别气溶胶中生物粒子种类，监测生物气溶胶中总粒子数、生物粒子数及粒径等参数值。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述监测机构采用350-410nm和\ 或260-290nm波段内的光源作为激发光，通过所述激发光照射所述气体样本得到气溶胶粒子，并对所述气溶胶粒子进行分档计数以获取所述气溶胶的参数值。

当生物粒子数超过预设参数阈值阈值后，通过集成网络接口向控制机构发送第一报警信号，报警触发控制机构4，控制机构4接收到第一报警信号后，通过集成网络接口向采集机构1发送采集控制信号，采集机构1接收到采集控制信号后开始进行采集工作，在采集工作完成后，控制机构4通过集成网络接口向移液机构2发送移液控制信号，移液工作完成后，控制机构4通过集成网络接口向检测机构3发送检测控制信号，完成生物气溶胶在线检测操作。

本实施例中，控制机构通过集成网络接口向监测机构、采集机构、移液机构和检测机构发送控制信号，可以解决生物气溶胶从气态监测到液态检测的问题，能够实现智能化、高灵敏、低成本、多目标配套监测的生物气溶胶在线检测。

如图3所示，本实施例提供的一种生物气溶胶检测装置，包括：

作为本实用新型可选的一种实现方式，采集机构1还包括框架、输气管、供气装置、出气单元喷头和采集单元管；供气装置用于收集待检测的气体样本，并通过输气管将所述气体样本输入到出气单元喷头中；出气单元喷头和采集单元管均设置在框架上，采集单元管可拆卸的设置在出气单元喷头的下方，其内设置有测试液，测试液用于吸收气体样本中所含有的气溶胶。

采集机构1中还包括控制电路板12，控制电路板12可以通过集成网络接口11接收控制机构4发送的控制信号，并进行控制信号转发至其他机构。为了不影响采集机构1内部气路的流通性，将控制电路板12设置在框架上，集成网络接口11例如为RS232接口，可以实现以有线或无线的方式与其他机构进行联动。采集机构1中还包括电源接口，电源接口设置在框架向外的一侧，采集机构1可以收集监测机构5识别的生物粒子，也可以为移液机构2和检测机构3提供液体样品，还可以为控制机构4提供线路基础。通过采集机构与其他机构进行物理连接，构成完整的监测、检测系统。

作为本实用新型可选的一种实现方式，移液机构2包括第一通信接口21、控制器22和机械臂23，第一通信接口21与集成网络接口11通信连接，接收移液控制信号，控制器22根据控制信号控制机械臂23将液体样本从采集机构1转移至检测机构3。

移液机构2将采集机构1和检测机构3连接，移液机构2的主要操流程为：打开检测管盖—抽取样本液体—盖上检测管盖—清洗管路—机械臂复位。液体样本具有易变化、运输条件苛刻的特点，使得从样本采集到样本检测过程连接复杂，程序繁琐，通过集成网络接口11网络通信控制机械臂23动作，实现采集后直接移液检测，无需运输，保护样本进而提高检测结果正确性。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述装置还包括连接件，移液机构2通过连接件可拆卸连接在检测机构3上方。

连接件例如为连接杆，通过将移液机构2可拆卸连接在检测机构3上方上方，可以减少机械臂23的移动距离，从而缩短移液的时间。

作为本发明可选的一种实现方式，检测机构3包括第二通信接口31、检测32、生成结果模块33，第二通信接口31与集成网络接口11通信连接，接收检测控制信号，检测模块32用于检测所述气溶胶颗粒浓度，生成结果模块 33根据生物气溶胶颗粒浓度生成检测结果。

检测模块32可以是荧光定量PCR模块、也可以是等温扩增模块，或者为其他可以完成气溶胶颗粒浓度检测任务的检测模块。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述检测结果包括：阳性结果和阴性结果；

检测结果为阳性结果，向控制机构4发送第二报警信号；

检测结果为阴性结果，向控制机构4发送报警解除信号。

检测机构3收到控制机构4发出的启动命令后，启动检测。在预设时间如5-15min内，检测结束并将检测结果发送至控制机构4，阳性结果，控制机构增强报警形成第二报警信号，并通过短信、电话等通信方式通知相关责任人；阴性结果，控制机构解除警报。

本实施例中，通过监测机构进行生物气溶胶在线监测，检测机构进行生物气溶胶在线检测，不仅可以降低生物气溶胶检测结果误报率，并将可以进行增强报警，以提醒相关责任人及时处理，避免造成人身财产损失。并且通过移液机构实现采集后直接移液检测，提升生物气溶胶检测速度。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

需要说明的是，本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种生物气溶胶检测装置，其特征在于，包括：

采集机构、移液机构和检测机构；

2.根据权利要求1所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构与所述集成网络接口连接，通过所述集成网络接口向所述采集机构、移液机构和检测机构发送控制信号。

3.根据权利要求2所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，还包括监测机构，所述监测机构用于监测所述气体样本中气溶胶的参数值，所述监测机构内部预设参数阈值，在所述气溶胶的参数值超过所述预设参数阈值时向所述控制机构发送第一报警信号，所述控制机构接收到所述第一报警信号后，通过所述集成网络接口向所述采集机构发送控制信号。

4.根据权利要求3所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，所述监测机构采用350-410nm和\或260-290nm波段内的光源作为激发光，通过所述激发光照射所述气体样本得到气溶胶粒子，并对所述气溶胶粒子进行分档计数以获取所述气溶胶的参数值。

5.根据权利要求1所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，所述采集机构还包括框架、输气管、供气装置、出气单元喷头和采集单元管；所述供气装置用于收集待检测的气体样本，并通过所述输气管将所述气体样本输入到出气单元喷头中；所述出气单元喷头和采集单元管均设置在框架上，所述采集单元管可拆卸的设置在所述出气单元喷头的下方，其内设置有测试液，所述测试液用于吸收所述气体样本中所含有的气溶胶。

6.根据权利要求1所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，所述移液机构包括第一通信接口、控制器和机械臂，所述第一通信接口与所述集成网络接口通信连接，接收所述移液控制信号，所述控制器根据所述控制信号控制所述机械臂将所述液体样本从所述采集机构转移至所述检测机构。

7.根据权利要求1所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，还包括连接件，所述移液机构通过所述连接件可拆卸连接在所述检测机构上方。

8.根据权利要求2所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，所述检测机构包括第二通信接口、检测模块、生成结果模块，所述第二通信接口与所述集成网络接口通信连接，接收所述检测控制信号，所述检测用于检测所述气溶胶颗粒浓度，所述生成结果模块根据所述气溶胶颗粒浓度生成检测结果。

9.根据权利要求8所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，所述检测结果，包括：阳性结果和阴性结果；

10.根据权利要求2所述的生物气溶胶检测装置，其特征在于，所述控制机构，包括：控制器、中控服务器和备份存储服务器；所述控制器、中控服务器和备份存储服务器依次连接。