TWM526736U - 實驗室電腦控制系統 - Google Patents

Description

實驗室電腦控制系統

本創作與實驗室環境控制有關，更詳而言之，尤指與實驗室之環境控制(以下簡稱環控)設備結合而整合建立的電腦控制系統。

實驗室環境不同於一般的機房或者是辦公空間。實驗室環境按照實驗流程或檢體保存之需要而有其特定的環境條件。環境條件的控制透過各別的設備和系統來達成，通過一組環管人員來監控實驗室環境並且協調及操作各設備的運作。由於各別設備單獨執行，彼此之間缺乏了因應環境條件之配搭運作，容易形成能源的浪費或閒置，且通過人為監控和操作難以達到高精確性、高準確性、高靈敏性的控制。

本創作之目的是在提供一種實驗室環境控制系統，其整合了實驗室環境控制所需之各種設備，通過一中控系統執行整合式監測、管理、調控的目的。

本創作達成上述目的之技術手段：一種實驗室環境控制系統，包括：一溫度、濕度、壓力管控模組，包括個別安裝於實驗室及其週邊房室的溫度感測器、濕度感測器、壓力感測器；該溫度、濕度、壓力管 控模組與一中控系統耦合，該中控系統接收該各個溫度感測器、濕度感測器和壓力感測器的感測信息，並將該感測信息顯示於該中控系統之溫度、濕度、壓力總覽介面；該溫度、濕度、壓力總覽介面以圖控模式顯示上述各房室的位置、名稱，並以數字欄位顯示上述感測信息。

一第一空調管控模組，包括一第一空調箱，一與該第一空調箱連接的一外氣吸入裝置，連接於上述各房室與該第一空調箱之間的之送風管路和回風管路；通過該外氣吸入裝置，外氣進入該第一空調箱；通過該回風管路，上述各房室之回風進入該第一空調箱；該第一空調管控模組與該中控系統耦合，該中控系統通過該第一空調箱之冰水閥和熱水閥調整該第一空調箱內之外氣和回風混合的溫度和濕度；該第一空調箱內之外氣和回風混合之空氣通過該送風管路輸送至上述各房室；該第一空調管控模組通過一第一空調管控介面顯示於該中控系統的顯示器，該第一空調管控介面以圖控模式顯示該第一空調管控模組的信息；一冰水主機管控模組，包括數個冰水主機；每一冰水主機通過馬達和冰水循環管路、冷卻水循環管路與上述第一空調箱之冰水閥和熱水閥連接；該冰水主機的冰水和冷卻水通過該冰水閥和該熱水閥而循環回流至該冰水主機；該冰水主機管控模組與該中控系統耦合，該冰水主機管控模組通過一冰水主機管控介面顯示於該中控系統的顯示器，該冰水主機管控介面以圖控模式顯示該冰水主機管控模組之啟動、關閉以及相關信息；一壓力管控模組，包括分別建置於上述各房室之送風管路之變頻風門閥，每一變頻風門閥與該中控系統耦合，該中控系統依據上述客房室之氣體量和壓力調整該變頻風門閥；該壓力管控模組通過一壓力管控介 面顯示於該中控系統的顯示器，該壓力管控介面以圖控模式顯示上述各房室之變頻風門閥之開度以及相關信息；一警報模組，包括個別安裝於上述各房室之警報器；該警報模組與該中控系統耦合，將該溫度、濕度、壓力感測信息顯示於該中控系統之一警報介面，該警報介面以圖控模式顯示上述各房室的位置及房室名稱、感測信息、和警示欄位。

本創作之功效：該實驗室環境控制系統具有監測室驗室環境、控制實驗室之環境、統管實驗室環境控制之裝置，增進該裝置之能源回收再利用、減少閒置能源，減少能源耗損之效能。

1‧‧‧實驗室環境控制系統

2‧‧‧中控系統

3‧‧‧實驗室

4‧‧‧儲存室

5‧‧‧檢驗室

6‧‧‧更衣室

7‧‧‧緩衝室

10‧‧‧溫度、濕度、壓力管控模組

11‧‧‧溫度感測器

12‧‧‧濕度感測器

13‧‧‧壓力感測器

14‧‧‧溫度、濕度、壓力總覽介面

141‧‧‧圖控模式

142‧‧‧數字欄位

20‧‧‧第一空調管控模組

21‧‧‧外氣吸入裝置

211‧‧‧進氣管路

212‧‧‧外氣溫濕度感測器

22‧‧‧除濕裝置

23‧‧‧第一空調箱

231‧‧‧送風管路

232‧‧‧回風管路

233‧‧‧回風溫濕度感測器

234‧‧‧冰水閥

235‧‧‧熱水閥

236‧‧‧變頻風車

241‧‧‧排氣管路

24‧‧‧排氣風車

27‧‧‧第一空調管控介面

271‧‧‧圖控模式

272‧‧‧欄位

30‧‧‧該第二空調管控模組

31‧‧‧第二空調箱

311‧‧‧送風管路

312‧‧‧回風管路

313‧‧‧回風溫濕度感測器

314‧‧‧冰水閥

315‧‧‧熱水閥

316‧‧‧變頻風車

321‧‧‧排氣管路

322‧‧‧排氣管路

323‧‧‧排氣風車

324‧‧‧排氣風車

37‧‧‧第二空調管控介面

371‧‧‧圖控模式

372‧‧‧欄位

40‧‧‧冰水主機管控模組

41‧‧‧冰水主機

42‧‧‧馬達

43‧‧‧冰水循環管路

44‧‧‧冷卻水循環管路

45‧‧‧加熱器

46‧‧‧分支管路

47‧‧‧分路閥

401‧‧‧冰水主機管控介面

402‧‧‧圖控模式

403‧‧‧欄位

50‧‧‧壓力管控模組

51‧‧‧變頻風門閥

52‧‧‧壓力管控介面

521‧‧‧圖控模式

522‧‧‧欄位

60‧‧‧警報模組

61‧‧‧警報器

62‧‧‧警報介面

621‧‧‧圖控模式

622‧‧‧警示欄位

70‧‧‧檢體儲存管控模組

71‧‧‧液態氮儲存筒

72‧‧‧檢體儲存警報介面

721‧‧‧圖控模式

722‧‧‧警示欄位

80‧‧‧雲端備份系統

第一圖為本創作之系統方塊圖。

第二圖為本創作溫度、濕度、壓力管控模組之方塊圖。

第三圖為本創作該溫度、濕度、壓力總覽介面之示意圖。

第四圖為本創作第一空調管控模組及第一空調管控介面之示意圖。

第五圖為本創作第二空調管控模組及第二空調管控介面之示意圖。

第六圖為本創作冰水主機管控模組及冰水主機管控介面之示意圖。

第七圖為本創作壓力管控模組及壓力管控介面之示意圖。

第八圖為本創作警報模組及警報介面之示意圖。

第九圖為本創作檢體儲存警報模組和檢體儲存警報介面之示意圖。

第十圖為本創作中控系統與雲端備份系統之示意圖。

如第一圖，本創作實驗室環境控制系統1，包括：一溫度、濕度、壓力管控模組10、一第一空調管控模組20、一第二空調管控模組30、一冰水主機管控模組40、一壓力管控模組50、一警報模組60、一檢體儲存管控模組70、一雲端備份系統80。

如第二、三圖，該溫度、濕度、壓力管控模組10，包括個別安裝於實驗室3及其週邊房室(例如：儲存室4、檢驗室5、更衣室6、緩衝室7)中的溫度感測器11、濕度感測器12、壓力感測器13；該各個溫度感測器、濕度感測器和壓力感測器與一中控系統2耦合，該中控系統2接收上述各個感測器的感測信息，並將該感測信息顯示於該中控系統之一溫度、濕度、壓力總覽介面14；該溫度、濕度、壓力總覽介面14以圖控模式141顯示上述各房室的位置及房室名稱，並以數字欄位142顯示上述感測信息。

如第四圖，該第一空調管控模組20，包括個別安裝於上述儲存室之空調系統設備，所述之空調系統設備包括外氣吸入裝置21、除濕裝置22、第一空調箱23、進氣管路211、送風管路231、回風管路232、外氣溫濕度感測器212、回風溫濕度感測器233、排氣管路241、排氣風車24。所述之進氣管路211連接於外氣吸入裝置21、除濕裝置22和第一空調箱23，該除濕裝置22位於該外氣吸入裝置21和第一空調箱23之間。該外氣溫濕度感測器212設於第一空調箱23與除濕裝置22之間的進氣管路211。該送風管路231連接於該第一空調箱23和儲存室4、緩衝室7；該回風管路232連接於該儲存室4及緩衝室7之回風柱401,701與第一空調箱23。該回風溫濕度感測器233設於接近該第一空調箱23之回風管路231。該排氣風車24通過該排氣管路241連 接於該儲存室4及緩衝室7。該外氣輸入裝置21將外氣吸入至進氣管路211中，外氣在進氣管路中先由該除濕裝置22除濕，並由該外氣溫濕度感測器212感測溫度和濕度，再進入該第一空調箱23。該儲存室4、緩衝室7的空氣經由該回風管路232回送至該第一空調箱23，並由回風溫濕度感測器233感測溫度和濕度。該第一空調箱23將進氣和回風混合並依照該儲存室及緩衝室所需的溫濕度條件調整混合後的空氣達一恆定條件後，再經由送風管路231輸送至該儲存室4、緩衝室7。該第一空調箱23、該外氣溫濕度感測器212、回風溫濕度感測器233與該中控系統2耦合，該中控系統2接收該外氣溫濕度感測器212、回風溫濕度感測器233的信息，控制該第一空調箱23的冰水閥234、熱水閥235和變頻風車236，以調整混合後的空氣達到該中控系統2所設定的恆定條件。該排氣風車24耦合於中控系統2，由該中控系統啟動或關閉，在適當的時機排除該儲存室4、緩衝室7之多餘空氣。該第一空調管控模組20通過一第一空調管控介面27顯示於該中控系統2的顯示器，該第一空調管控介面20以圖控模式271顯示該第一空調管控模組20的位置、名稱、管路、並以欄位272顯示進氣溫濕度感測信息，回風溫濕度感測信息，儲存室的溫度、濕度、壓力信息，排氣風車啟動或關閉之信息、第一空調箱設定參數信息(冰水閥、熱水閥和變頻風車之控制信息)。

如第五圖，該第二空調管控模組30，包括個別安裝於實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6之空調系統設備，所述之空調系統設備包括第二空調箱31、送風管路311、回風管路312、回風溫濕度感測器313、二排氣管路321,322、二排氣風車323,324。該送風管路311連接於該第二空調箱31和實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6之間；該回風管路312連接於該實 驗室3回風柱、檢驗室5回風柱、緩衝室7回風柱和更衣室6回風柱與第二空調箱31之間。該回風溫濕度感測器313設於接近該第二空調箱31之回風管路312。其中一排氣管路322連接於該檢驗室5和其中一排氣風車324之間，另一排氣管路321連接於該實驗室3和另一排氣風車323之間。該實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6的空氣經由該回風管路312回送至該第二空調箱31，並由該回風溫濕度感測器313感測溫度和濕度。該第二空調箱31將回風混合並依照該實驗室、檢驗室、緩衝室和更衣室所需的溫濕度條件調整混合後的空氣達一恆定條件後，再經由送風管路311輸送至該實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6。該第二空調管控模組30與該中控系統2耦合，該中控系統2接收該回風溫濕度感測器313的信息，控制該第二空調箱31的冰水閥314、熱水閥315和變頻風車316，以調整混合後的空氣達到該中控系統所設定的恆定條件。該二排氣風車323,325耦合於中控系統2，由該中控系統2啟動或關閉，在適當的時機排除實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6之多餘空氣。特別是與檢驗室5連接的排氣管路322為生物安全櫃專用管。該第二空調管控模組30通過一第二空調管控介面37顯示於該中控系統2的顯示器，該第二空調管控介面47以圖控模式371顯示該第二空調管控模組30的位置、名稱、管路、並以欄位372顯示回風溫濕度感測信息，儲存室及緩衝室的溫度、濕度、壓力信息，以及排氣閥門及排氣風車啟動或關閉之信息，第二空調箱設定參數信息(冰水閥、熱水閥和變頻風車之控制信息)。

如第六圖，該冰水主機管控模組40，包括數個冰水主機41，數個馬達42、冰水循環管路43、冷卻水循環管路44、加熱器45、分支管路46、分路閥47。數個冰水主機41通過馬達42和冰水循環管路43、冷卻水循環管 路44與上述第一空調箱23(或第二空調箱31)之冰水閥234和熱水閥235連接。該加熱器45設置於冷卻水循環管路44。分支管路46設置於冷卻水循環管路44。冰水主機41的冰水和冷卻水通過冰水閥234和熱水閥235而循環。該第一空調箱23(或第二空調箱31)藉由該冰水閥234和熱水閥235調整箱內之空氣的溫度，以平衡環境空調。該冰水主機管控模組40與中控系統2耦合，該中控系統2依照該儲存室4、實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6所需的溫濕度條件，控制該冰水主機42、馬達42、加熱器45、分路閥47之啟動或關閉。分路閥47之開啟使溫度未達預定溫度的冷卻水通過該分支管路46由加熱器45加熱。該冰水主機管控模組40通過一冰水主機管控介面401顯示於該中控系統2的顯示器，該冰水主機管控介面401以圖控模式402顯示該冰水主機、馬達、加熱器、分路閥之啟動或關閉之信息，並以欄位403顯示冰水及冷卻水的出水和回水溫度，冰水主機設定溫度、加熱器設定溫度、分路閥設定溫度等信息。

如第七圖，該壓力管控模組50，包括分別建置於該儲存室4、實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6之送風管路的變頻風門閥51，每一變頻風門閥51與該中控系統2耦合，依據該儲存室4、實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6各別的氣體量和壓力調整該變頻風門閥51，以穩定各式的壓力值。該壓力管控模組50通過一壓力管控介面52顯示於該中控系統2的顯示器，該壓力管控介面52以圖控模式521顯示該儲存室4、實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6之變頻風門閥51與第一空調箱23(或第二空調箱31)之連結，並以欄位522顯示各室之壓力感測值，各變頻風門閥之開度設定以及回授開度。

如第八圖，該警報模組60，包括個別安裝於該儲存室4、實驗室3、檢驗室5、緩衝室7和更衣室6等各房室中的警報器61。該警報模組60與該中控系統2耦合，將該溫度、濕度、壓力感測信息顯示於該中控系統2之一警報介面62，該警報介面62以圖控模式621顯示上述各房室的位置及房室名稱、感測信息、和警示欄位622。該警報模組60將該溫度、濕度、壓力感測信息與一預定值比較，高於、低於或符合於該預定值範圍之信息皆顯示於該警示欄位。在本創作中，該警示欄位是以顏色燈號做顯示，正常為綠燈，異常為紅燈。且在異常發時生，相應的警報器發出警示聲響。該警報模組更包括訊息發送單元，於異常發生時，發送手機簡訊或電子信通知。

如第九圖，該檢體儲存管控模組70，包括個別安裝於冰箱、或培養箱、或液態氮儲存筒71之溫度、濕度、壓力感測器(圖未示)，該檢體儲存管控模組與該中控系統2耦合，接收關於該冰箱、培養箱、液態氮儲存筒71之溫度、濕度、壓力的感測信息；該檢體儲存管控模組70與該中控系統耦合，將該冰箱、培養箱、液態氮儲存筒之溫度、濕度、壓力感測信息顯示於該中控系統之檢體儲存警報介面72，該檢體儲存警報介面72以圖控模式721顯示冰箱、培養箱、液態氮儲存筒的位置及名稱、感測信息、和警示欄位722。該檢體儲存管控模組72將冰箱、培養箱、液態氮儲存筒之溫度、濕度、壓力感測信息與一預定值比較，高於、低於或符合於該預定值範圍之信息皆顯示於該警示欄位。在本創作中，該警示欄位是以顏色燈號做顯示，正常為綠燈，異常為紅燈。

如第十圖，該雲端備份系統80，該中控系統2與該雲端備份系統80連結，該中控系統2將所有資料備份至該雲端備份系統。

1‧‧‧實驗室環境控制系統

2‧‧‧中控系統

10‧‧‧溫度、濕度、壓力管控模組

20‧‧‧第一空調管控模組

30‧‧‧第二空調管控模組

40‧‧‧冰水主機管控模組

50‧‧‧壓力管控模組

60‧‧‧警報模組

70‧‧‧檢體儲存管控模組

80‧‧‧雲端備份系統

Claims (10)

1. 一種實驗室環境控制系統，包括：一溫度、濕度、壓力管控模組，包括個別安裝於實驗室及其週邊房室的溫度感測器、濕度感測器、壓力感測器；該溫度、濕度、壓力管控模組與一中控系統耦合，該中控系統接收該各個溫度感測器、濕度感測器和壓力感測器的感測信息，並將該感測信息顯示於該中控系統之溫度、濕度、壓力總覽介面；該溫度、濕度、壓力總覽介面以圖控模式顯示上述各房室的位置、名稱，並以數字欄位顯示上述感測信息；一第一空調管控模組，包括一第一空調箱，一與該第一空調箱連接的一外氣吸入裝置，連接於上述各房室與該第一空調箱之間的之送風管路和回風管路；通過該外氣吸入裝置，外氣進入該第一空調箱；通過該回風管路，上述各房室之回風進入該第一空調箱；該第一空調管控模組與該中控系統耦合，該中控系統通過該第一空調箱之冰水閥和熱水閥調整該第一空調箱內之外氣和回風混合的溫度和濕度；該第一空調箱內之外氣和回風混合之空氣通過該送風管路輸送至上述各房室；該第一空調管控模組通過一第一空調管控介面顯示於該中控系統的顯示器，該第一空調管控介面以圖控模式顯示該第一空調管控模組的信息；一冰水主機管控模組，包括數個冰水主機；每一冰水主機通過馬達和冰水循環管路、冷卻水循環管路與上述第一空調箱之冰水閥和熱水閥連接；該冰水主機的冰水和冷卻水通過該冰水閥和該熱水閥而循環回流至該冰水主機；該冰水主機管控模組與該中控系統耦合，該冰水主機管控模組通過一冰水主機管控介面顯示於該中控系統的顯示器，該冰水主機管控介面以圖控模式顯示該冰水主機管控模組之啟動、關閉以及相關信息； 一壓力管控模組，包括分別建置於上述各房室之送風管路之變頻風門閥，每一變頻風門閥與該中控系統耦合，該中控系統依據上述客房室之氣體量和壓力調整該變頻風門閥；該壓力管控模組通過一壓力管控介面顯示於該中控系統的顯示器，該壓力管控介面以圖控模式顯示上述各房室之變頻風門閥之開度以及相關信息；一警報模組，包括個別安裝於上述各房室之警報器；該警報模組與該中控系統耦合，將該溫度、濕度、壓力感測信息顯示於該中控系統之一警報介面，該警報介面以圖控模式顯示上述各房室的位置及房室名稱、感測信息、和警示欄位。
2. 如申請專利範圍第1項所述實驗室環境控制系統，其更包括一檢體儲存管控模組，包括個別安裝於冰箱、培養箱、液態氮儲存筒之溫度、濕度、壓力感測器，該檢體儲存管控模組與該中控系統耦合，將該冰箱、培養箱、液態氮儲存筒之溫度、濕度、壓力感測信息顯示於該中控系統之檢體儲存警報介面，該檢體儲存警報介面以圖控模式顯示冰箱、培養箱、液態氮儲存筒的位置及名稱、感測信息、和警示欄位。
3. 如申請專利範圍第2項所述實驗室環境控制系統，該檢體儲存管控模組將冰箱、培養箱、液態氮儲存筒之溫度、濕度、壓力感測信息與一預定值比較，高於、低於或符合於該預定值範圍之信息皆顯示於該警示欄位。
4. 如申請專利範圍第1項所述實驗室環境控制系統，其中，該第一空調管控模組更包含一與該中控系統耦合之外氣溫濕度感測器和一回風溫濕度感測器；該外氣溫濕度感測器感測該外氣之溫度和濕度，該回風溫濕度感測器感測該回風之溫度和濕度；該中控系統接收該外氣溫濕度感測器、回風溫濕度感測器的信息，並顯示於該第一空調管控介面；該中控系統依據該外氣溫濕度感測器和回風溫濕度感測器的信息控制該第一空調箱 的冰水閥、熱水閥，以調整混合後的空氣達到該中控系統所設定的恆定條件。
5. 如申請專利範圍第1項所述實驗室環境控制系統，其中，該第一空調管控模組更包含一設置於上述各房室並由該中控系統控制啟閉之排氣風車。
6. 如申請專利範圍第1項所述實驗室環境控制系統，其更包含一第二空調管控模組，包括一第二空調箱以及連接於上述各房室與該第二空調箱之間的送風管路和回風管路；通過與該第二空調箱連接之回風管路，上述各房室之回風進入該第二空調箱；通過與該第二空調箱連接之送風管路，該第二空調箱之空氣輸送至上述各房室；該第二空調管控模組與該中控系統耦合，該中控系統通過該第二空調箱之冰水閥和熱水閥調整該第二空調箱內之空氣的溫度和濕度；該第二空調管控模組通過一第二空調管控介面顯示於該中控系統的顯示器，該第二空調管控介面以圖控模式顯示該第二空調管控模組的信息。
7. 如申請專利範圍第6項所述實驗室環境控制系統，其中，該第二空調管控模組更包含一與該中控系統耦合之回風溫濕度感測器；該第二空調管控模組之該回風溫濕度感測器感測該第二空調箱之回風的溫度和濕度；該中控系統接收該第二空調管控模組之回風溫濕度感測器的信息，並顯示於該第二空調管控介面；該中控系統依據該第二空調管控模組之回風溫濕度感測器的信息控制該第二空調箱的冰水閥、熱水閥，以調整混合後的空氣達到該中控系統所設定的恆定條件。
8. 如申請專利範圍第1項所述實驗室環境控制系統，其中，該中控系統將該溫度、濕度、壓力感測信息與一預定值比較，高於、低於或符合於該預定值範圍之信息皆顯示於該警報模組之警示欄位。
9. 如申請專利範圍第8項所述實驗室環境控制系統，其中，該警報模組更包 括一訊息發送單元，於異常發生時，發送手機簡訊或電子信通知。
10. 如申請專利範圍第1項所述實驗室環境控制系統，其更包括一雲端備份系統，該中控系統與該雲端備份系統連結，該中控系統將所有資料備份至該雲端備份系統。