改進的空氣取樣系統的製作方法
2023-06-18 10:16:16 1
專利名稱：改進的空氣取樣系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及在室內環境中收集空氣樣本的裝置和方法。特別地，本發明涉及在清潔室收集、處理和分析空氣樣本，並從單一的、中心的位置電氣化和自動化地控制和校準採 樣儀器的裝置和方法。
_4]背景技術的描述基於室內的相對於大氣壓強的靜態空氣壓強，和/或基於相鄰於清潔室的空間的空氣壓強，建造在製造、研究和其他設施中的清潔室典型地被分為兩大類。正空氣壓強室維持在絕對空氣壓強大於大氣壓強、大於與該清潔室鄰近的空間中的空氣壓強或者都大於二者。通過將過濾後的和/或調節後的空氣泵入室中並控制空氣到室外的流動，來提供這種室中的正空氣壓強。鄰近空間，可以是製造設施或辦公室，典型地通過加熱、通風和空氣調節(HVAC)系統，或者通過提供允許鄰近空間與大氣壓強平衡的通到大氣中的開口，而被維持在大氣壓強或接近大氣壓強。因而，流自正壓清潔室的空氣將朝向鄰近的室中的較低壓或大氣流動。當正空氣壓強清潔室有缺口時，只要清潔室中存在的空氣汙染物對鄰近空間的人不造成潛在的不利的健康影響，流到鄰近空間或大氣的空氣通常沒有問題。典型地，在其中製造或進行電子、宇宙航空器件、光學系統、軍事裝備和與國防相關的研究的清潔室內的空氣可能沒有含有對人體健康或環境存在安全或健康憂慮的濃度的空氣傳播的氣體、蒸汽和顆粒物質。然而，不總是如此，因為這些工業中的其他操作可能產生在可接受的水平以上的汙染物，因此，必須防止其未經處理而從清潔室離開。負空氣壓強室維持在絕對空氣壓強低於大氣壓強、低於與清潔室鄰近的空間中的空氣壓強或者都低於二者。通過以快於過濾的和/或調節後的空氣被泵入室內速率的泵出速率將空氣泵出室外來維持該負壓。當擔心室內的空氣中的汙染物可能對鄰近空間或者環境中的人體健康造成潛在的健康威脅時，通常使用負壓室。儘管涉及到人體健康和環境，但是某些類型的製造和研究操作必須在正空氣壓強清潔室中進行，以滿足規章的要求和工業上適用的良好的製造和實驗室質量控制標準。例如，州和聯邦法規，包括由國家職業安全與健康研究所(NIOSH)公布的法規，可能使使用正壓或者負壓清潔室成為必需。特別地，美國食品及藥品管理局(FDA)要求藥物生產限定在清潔室的範圍內進行，該清潔室為在清潔環境中進行成批藥品製造提供驗證和證明。正空氣壓強清潔室和負空氣壓強清潔室已經使用了許多年。例如，專利號為No. 4，604,111的美國專利公開了一種負壓設備和用於保護環境和人免受建築內的空氣傳播的石棉和其它顆粒汙染物影響的方法，其包括封閉空間，該封閉空間具有鼓風機，以將空氣抽入在封閉空間內的過濾單元，且將過濾後的空氣排放到大氣中。專利號為NO. 5，645，480的美國專利公開了清潔室的一般特徵。各種的FDA法規和標準也詳細制定了用於清潔室內的空氣取樣和空氣監測裝備的要求，以檢驗或驗證在特定藥品製造活動過程中設備的清潔度。所述法規還提供了與清潔室內的空氣品質監測有關的電子數據記錄、準確度、精度和記錄保存。類似的要求也被用於其他工業，如生物技術工業。
專利號為No. 6，514，721的美國專利描述了一種空氣取樣裝置和用於從室內或者遠程空氣樣本中收集空氣傳播的病原體和溼度數據的方法,其中，樣本體積通過嚴密地監測風扇速度而被電氣地控制。該專利示出使用泵將室內的空氣抽入取樣裝置的裝置，其使空氣中的含病原體的顆粒衝擊存儲在取樣裝置內的盤中的生長/抑制介質(固體、液體、凝膠體或其混合)。該專利指出，先前的取樣裝置不能實現相對於公稱或設定點流量好於±30%的恆定體積的空氣流，這使得病原體的濃度計算出現大的可變性。如專利號為6，514，721的美國專利所建議的那樣，成功地監測清潔室內的空氣品質的一個關鍵是，在收集一定體積的空氣時，確保通過空氣取樣/監測裝置的空氣流量被很準確地確定。該事實也被專利號為No. 4，091, 674的美國專利認識到,該專利公開了一種電子定時的、用於與各種空氣樣本收集裝置在各種環境條件下一起使用的正移位空氣取樣泵。該公開的發明被認為提供了準確的平均流量、獨立測量的總體積、操作時間記錄器和可聽的「速率故障」警報。在該專利中，通過使用與機械風箱連接在一起的定時電路來實現準確度。專利號為No. 6，216，548的美國專利示出了在受控環境中使用的空氣取樣裝置的控制系統流程圖。特別地，該專利公開了涉及接通泵、檢查壓強、監測取樣時間、向取樣器中抽入空氣、關掉泵和檢查線路中的洩露的邏輯控制器。該專利還教示使用淨化系統，該淨化系統使用如氮氣的淨化氣體來淨化線路和相關的空氣顆粒取樣器。在該專利中，空氣取樣只發生在一個位置(如半導體裝置的處理室)。上述的現有技術的裝置和空氣取樣方法都不適用於監測現代清潔室的空氣中的汙染物的水平。例如，在指明取樣體積準確度和精度在清潔室的多個位置是重要的時，相對於公稱或設定點流量不好於±30%的測量體積的空氣流量準確度、機械風箱和單一位置取樣是不夠的。因此，對於空氣取樣系統和方法，需要具備流量準確度好於±30%，數字流量開關和同時多位置取樣。另外，現有技術中的裝置都不能夠提供現代清潔室中所要求的控制、監測、報告、模塊化和遠程操作程度。例如，上述的現有技術中的裝置和空氣取樣方法都不能利用多個空氣取樣裝置分別地和同時地測量每個單獨的空氣取樣裝置識別的空氣流量，其中，在每個空氣取樣裝置中都帶有內嵌式數字流量開關。上述的現有技術中裝置和空氣取樣方法也不能從遠離空氣取樣裝置的單一的、中心位置處同時地監測和控制多個置於清潔室中不同位置的空氣取樣裝置。相應地，也需要允許用戶從單一的、中心位置處，分別地和同時地測量、監測和控制不同數量的空氣取樣裝置的空氣取樣系統和方法。發明內容和發明目的本發明的空氣取樣/監測系統和方法通過提供在受控環境的不同位置處提供兩個或多個空氣取樣裝置來至少克服現有技術中的上述不足。在受控環境的外部的位置處，提供一個通過單獨的第一真空管與兩個或多個空氣取樣裝置的每一個分別進行空氣流傳遞的控制器，該控制器具有多支管，其被配置為經由每個單獨的第一真空管，單獨地控制從兩個或多個空氣取樣裝置到控制器的空氣流量，以及被配置為選擇地引導空氣流從每個單獨的第一真空管到一個或多個第二真空管。在受控環境外部的一個位置處，提供一個通過一個或多個第二真空管與控制器進行空氣流傳遞的真空源，該真空源提供了抽氣器，且由 控制器控制生成通過每一個第一真空管的空氣流。用於兩個或多個空氣取樣裝置中的每一個的流量開關被設置在相應的空氣取樣裝置和真空源之間的位置處，每個流量開關被配置為單獨地測量和控制通過相應的第一真空管的空氣流量。當一個或多個流量開關處測量的空氣流量偏離期望值一定預定量時，在受控環境內部的位置處的警報器被一個或多個流量開關自動起動。通過參照本發明的下面的詳細描述、所附的權利要求書以及參照附於此的幾個附圖，利用本發明的在下文中將明顯的那些和其他目的、優點和特徵，本發明的特性將會被更
清楚地理解。
參照下列附圖，本發明的許多方面可被更好的理解，附圖是本發明的說明書的一部分，代表本發明的優選實施例。附圖中的部件不必按照比例繪製，重點放在說明本發明的原理。而且，在附圖中，相同的附圖標記標明多個圖中的相應的部件。圖I為根據本發明的一方面的在其中具有清潔室的示例性設施的示意圖；圖2是根據本發明的一個非限制實施例的用於圖I的清潔室中的空氣取樣/監測系統的不意圖；圖3是根據本發明的一個非限制實施例的連接到基站和觸摸板的控制器的示意圖；圖4是根據本發明的一個非限制實施例的圖3所示的控制器的埠的示意圖；圖5是根據本發明的一個非限制實施例的淨化空氣取樣裝置的淨化系統的示意圖；圖6是根據本發明的一個非限制實施例的闡釋隔離器控制器邏輯的工藝流程圖；圖7是根據本發明的一個非限制實施例的觸摸板的詳細的正視圖；圖8是根據本發明的另一個非限制實施例的用於圖I中的清潔室的空氣取樣/監測系統的示意圖；圖9是根據本發明的又一個非限制實施例的用於圖I中的清潔室的空氣取樣/監測系統的示意圖；圖10是根據本發明的一個非限制實施例的嵌入式流量控制模塊的詳細的正視圖；圖11是圖10中所示的嵌入式流量控制模塊的詳細的側視圖；圖12是圖10中所示的嵌入式流量控制模塊去除外殼後的另一個詳細的側視圖；圖13A是根據本發明的一個非限制實施例的用於圖12中所示的嵌入式流量控制模塊的數字空氣流量開關的俯視圖；圖13B是根據本發明的一個非限制實施例的圖10中所示的嵌入式流量控制模塊和圖17中所示的數字流量機箱的數字流量開關接口的詳細的正視圖；圖14是根據本發明的一個非限制實施例的和圖9中所示的空氣取樣/監測系統一起使用的嵌入式流量空氣基站的後視
圖15是根據本發明的一個非限制實施例的控制器的數字流量開關接口的詳細的正視圖；圖16是根據本發明的又一非限制實施例的用於圖I的清潔室的空氣取樣/監測系統的不意圖；圖17是根據本發明的一個非限制實施例的數字流量機箱的詳細的正視圖；以及圖18是根據本發明的一個非限制實施例的圖17中所示的數字流量機箱的詳細的俯視剖視圖。優選實施例的詳細描述為了闡釋的目的而描述本發明的一些優選實施例，需要理解的是，本發明可通過附圖中沒有具體示出的其他方式來實現。首先轉到圖1，其中示出了示例性的設施100的示意圖,該設施100中具有一個或多個清潔室102。清潔室102被鄰近空間104和室外大氣106圍繞。鄰近空間104可以是清潔室102所位於的同一設施100內的並且與清潔室102鄰近的一個或多個室，例如，如單獨的製造室、另一個清潔室、罐裝和封裝室(finish and fill room)、研究實驗室或辦公室等。清潔室102和鄰近空間104被如壁5等的分隔物分開。示例性設施100中的清潔室102能夠維持空氣壓強在P1，空氣壓強P1低於或高於鄰近空間104的空氣壓強P2和室外大氣106的大氣壓強PATM。這是由HVAC系統(圖中未示出)完成的，該HVAC系統使經調節和過濾的空氣以如圖I所描繪地受控的流量Qin被泵入清潔室102。被泵出或者流出清潔室102的清潔室102內的空氣由Qqut表示。只要Qin和Qqut2間的差(即，Qin-QOTT)大於零，就可以在清潔室102中維持正壓。而且，只要Qin和Qqut之間的差小於零，就可以在清潔室102中維持負壓。現在轉到圖2，其中示出根據本發明的一個實施方式的用於對清潔室102中的空氣進行取樣或監測的空氣取樣/監測系統200的示意圖。空氣取樣/監測系統200包括控制器202 (正視圖示出)、真空泵208、可選的淨化泵206、可選的計算機210，它們都可以一起放置在鄰近空間104，鄰近或者遠離(即，非直接鄰近)清潔室102。單機的壁裝式或臺式觸摸板214和四個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d遠程連接到控制器202，但是該數量不被空氣取樣/監測系統200限制成空氣取樣裝置216的任何特定數量。也就是說，系統200可線性地擴展到差不多任何數量η個空氣取樣裝置
216a、216b、216c、......、216n，其中 η 優選為 10 (即，216a、216b、216c、......、216j)。適用
於本發明的典型的空氣取樣裝置是美國賓夕法尼亞州馬爾文(Malvern)的威爾泰克聯合股份有限公司(Veltek Associates, Inc.)生產的SMA ATRIUM牌空氣取樣裝置。根據本發明的空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、216n可以是用於收集一定量的空氣的任何已知的空氣取樣裝置。術語「收集」、「取樣」、「監測」等不僅僅指整個空氣取樣裝置，也指為後續的分析和量化而分離流體中特定的氣體、蒸汽和顆粒物質的處理流體流的裝置。術語「空氣」和「流體」用於可互換地指氣體、蒸汽和顆粒；因而，「空氣取樣器」不僅僅意味著空氣被收集和/或監測。另外，雖然圖2示出了連接到四個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d的單個觸摸板214，但是也可以考慮有另外的觸摸板和空氣取樣裝置的設置。例如，單獨的或分立的觸摸板214和空氣取樣裝置216a、216b、216c、……,216η的比率可以為一比一，或者單個觸摸板214可以被連接到三個空氣取樣裝置216、216b和216c，而另外的一個觸摸板214被連接到第四空氣取樣裝置216d。觸摸板214經由信號線218與控制器202進行電氣通信，或者使用如和控制器202一起提供的內部接收機/發送機(未示出)以及和觸摸板214 —起提供的內部接收機/發送機(未示出)的無線方式。在圖中，特定信號線(例如信號線218)由點線來表示，以說 明當被那些信號線置於電氣通信中的裝置採用無線接收機/發送機時，那些信號線不是必需的。通過使用帶有數字輸入/輸出的跳頻擴頻(FHSS)集成無線收發裝置以及信號在數據通信網絡(未示出)執行無線通信。數據通信網絡可以是任何私有或公共的網絡，包括分組交換網絡，如網際網路。用於在這樣一個網絡傳送數據的接收機/發送機可被配置為使用同樣的高頻，該頻率對整個空氣取樣/監測系統200來說是唯一的。選擇該頻率以減小幹擾的可能性。四個示出的取樣裝置216a、216b、216c和216d使用一個或多個空氣管220經由控制器202連接到真空泵208 (下面詳述)，空氣管在空氣取樣/監測系統200中清潔室102側可為1/4英尺(內直徑)的真空管，在空氣取樣/監測系統200中鄰近空間104側可為3/8英尺(內直徑)的真空管。其他尺寸的管也可被使用。一個或多個空氣管220被連接到位於清潔室102和鄰近空間104之間的壁5的壁裝式快速斷開出口 224。在控制器220中為多支管(未示出)，其將所有的單獨的空氣管220綁在一起，並連接到真空泵208的真空側。與空氣管220連接的單獨的螺線管(未示出)用於打開每個空氣取樣裝置216的空氣流，以便取樣裝置216a，216b，216c，和/或216d的任何組合能被同時利用，以在整個清潔室102中不同的位置處進行取樣循環。觸摸板214和空氣取樣裝置216 —起位於清潔室102或清潔室102的一部分中。觸摸板214作為操作控制器202的遠程命令中心,其位於清潔室102的外部。觸摸板214包括一些識別空氣取樣裝置216a，216b，216c，和/或216d中哪個空氣取樣裝置被用於空氣取樣的指示器226、識別與取樣循環相關的時間的數字LED顯示器228，以及一些輸入裝置，如開關230，該輸入裝置從用戶接收輸入以發信號給控制器202來指定操作哪個空氣取樣裝置216a，216b，216c，和/或216d。因此，觸摸板214消除了用戶離開清潔室102去操作控制器202的需求(如，在空氣取樣裝置216a，216b，216c，和/或216d上開啟或停止空氣流)。真空泵208是需要的泵，其當接收到來自控制器202的信號時操作，以在空氣取樣循環開始時操作。其由安裝有空氣取樣/監測系統200的設施100提供的標準交流(AC)電源(未示出)，或者由來自控制器202的電力，或者二者供電。真空泵208使用3/4英寸(內直徑)的真空管連接至控制器202。其他尺寸的管道也可以被使用。根據本發明的一個實施例，真空泵208是I. 5HP的馬達真空泵。如排氣管222所示，來自真空泵208的排氣按照需要被引導到室外大氣106的外部，或者根據需要被引導到鄰近空間104內。可選的淨化泵206可以使用1/4英寸(內直徑)的真空管連接至控制器202。其他尺寸的真空管也可以被使用。來自淨化泵206的排氣按照需要被引導到室外大氣106的外部，或者被引導到鄰近空間104內。最好通過消減系統(未示出)處理排氣，以收集或洗刷在淨化循環中收集的淨化氣體和汙染物，如下文中的詳細描述。計算機210可以被用作數據記錄器。記錄器210可以是專用的計算裝置，其由信號線232或以無線方式通過數據通信網絡234直接連接到控制器。計算機210可包括一個內部的接收機/發送機(未示出)以便於無線通信。數據通信網絡234可以是任何私人的或公共的網絡，其包括如網際網路的分組交換網絡，區域網路，無線網絡，或上述網絡的組合。通信網絡234可使用帶有數字輸入/輸出的FHSS集成無線收發裝置以及信號，控制器202和計算機210的接收機/發送機在同樣的高頻,該頻率對整個空氣取樣/監測系統200來 說唯一。除了其他數據，計算機210記錄的數據可包括取樣時間、取樣數據、取樣時間長度、一個取樣循環中「1CFM」誤差的數目和出現，以及取樣位置。除了數據記錄，計算機210也可用作遠程監測和控制取樣/監測系統200的門戶。相應地，以下公開的取樣/監測系統200的每個部件的每個功能可經由計算機210遠程執行。為了便於取樣/監測系統200的遠程監測和控制，計算機210可包括任何合適的能夠執行本發明相應的功能和操作的計算處理器或處理平臺。例如，計算平臺優選為現場可編程門陣列(FPGA)，特定用途集成電路(ASIC)，或可編程邏輯控制器(PLC)，要麼為單獨的系統，要麼為網絡的一部分。全部或部分取樣/監測系統200，以及取樣/監測系統200所需的遠程監測和控制的進程可被存儲在存儲器或計算機可讀介質中，或者從存儲器或計算機可讀介質中讀出。用於監測和控制取樣/監控系統200的處理器和存儲器可通過採用任何適合的計算機210(如，個人電腦(PC)，如可攜式電腦或平板電腦，安全的移動環境可攜式電子設備(SEM PED)，和個人數字助理(PDA))來執行。計算機210包括用於用戶監測取樣/監測系統200的不同部件的狀態的顯示器，包括用於用戶輸入取樣/監測系統200的控制指令的用戶接口，如鍵盤、鍵座或觸控螢幕。相應地，描繪被監測或控制部件的圖像或任何其他適合的圖像，可在顯示器上顯示(即，描繪控制器202 (如圖4)、觸摸板214 (如圖7)、嵌入式流量控制模塊904(如圖10)和/或數字流量機箱(如圖17)的正面的圖像)，從而使用戶能夠準確地實時地看到取樣/監測系統200中發生什麼，以便實時決定去啟動哪個控制指令。該功能在很大程度上增加了取樣/監測系統200的靈活性，使得清潔室102基本上能夠從任何位置處被遠程地監測和控制。進一步地，計算機210可在任何數量的位置處連接到任何數量的取樣/監測系統200，因此，提供了從單一的、中心位置處監測和控制多個清潔室102的機制。並且，經由一個用戶能通過網際網路從事實上任何位置處遠程監測和控制任何數量的取樣/監測系統200的安全網站，可提供同樣的功能，這又增加了本發明的另外的靈活度和可實現度。
現在轉到圖3，其中示出了連接到觸摸板基站302和觸摸板214的本發明的控制器202(後視圖被顯示)的示意圖。控制器202包括四個模塊化埠 308a、308b、308c、和308d，用於將控制器202分別連接到四個單獨的空氣取樣裝置216a、216b、216c、和216d，以及連接到一個觸摸板214。然而，控制器202可具有任何數量η個模塊化埠 308a、308b、
308c、......、和308η，以及相應的觸摸板214和取樣裝置216a、216b、216c、......、和216η。
最簡單的構造可以是具有單個埠 308a的單個控制器202位於一個室內，並且該控制器202連接到位於另一個室內的一個或多個空氣取樣裝置216a和單個觸摸板214。然後，一附加埠 308b可以增加到控制器202，以與附加的一個或多個空氣取樣裝置216b連接，觸摸板214可以更新，以具有控制第二空氣取樣裝置216的接口 ；或者可以使用第二觸摸板214。埠 308b的觸摸板214和空氣取樣裝置216可以與埠 308a的觸摸板214和空氣取樣裝置216同處一室，但是處於該室的不同區域；或者可以處於完全不同的室。埠 308a、 308b,308c,……、和308η進一步模塊化，因為它們包括它們自己的專用電源、硬體和軟體，包括操作所需的配件和連接器。換句話說，通過增加或移除埠 308a、308b、308c、……、和/或308η，以分別地與單獨的觸摸板214以及與它們相關的一個或多個空氣取樣裝置216a、216b、216c、......、和216η連接，模塊化使得系統可容易地構造。儘管圖3示出了觸摸板214被連接到單獨的埠 318a，其可以連接到埠 308a、308b、308c、和308d中的每一個，並且間接地分別地連接到空氣取樣裝置216a、216b、216c、和216d中的每一個。控制器202在觸摸板214和連接到特定埠 308a、308b、308c、或308d的取樣裝置216a、216b、216c、或216d之間傳遞信號。因此，從觸摸板214或埠 308a發送的控制信號被發送到也連接到相同的埠 308a的空氣取樣裝置216a，但不是發送到連接到其他埠 308b、308c和308d的空氣取樣裝置216b、216c、或216d。因為控制器202是模塊化的，其可以具有任何數量η個埠 308，這取決於所指定的清潔室102(或多個清潔室102)的需要，例如，單獨的設施的空氣取樣協議、標準操作程序、質量保證/質量控制計劃、規章等。例如，控制器202可以用於控制部署在一個或多
個清潔室102中的1、2、3、......、11個空氣取樣裝置216a、216b、216c、......、和216η，在這
種情況下，控制器202具有對應的數量η個埠。優選地，一個或多個單獨的空氣取樣裝
置216a、216b、216c、......、和/或216η和一個觸摸板214連接至單獨的埠 308a,308b,
308c、......、和308η中的每一個埠。單獨的埠 308a、308b、308c、......、和308η中的每一個埠至少包括一個連接器
310，用於將單獨的埠 308a、308b、308c、……、和308η連接到如計算機210的數據記錄器，或連接到其他裝置。優選地，使用至少兩個多針連接器。成對的多針連接器310並行地電氣連接。適合的多針連接器310包括，但不局限於，九針連接器。單獨的埠 308a、308b、
308c、......、和308η中的每一個埠也至少包括一個空氣管接口 312，用於將埠 308a、
308b,308c,......、和308η連接到單獨的空氣取樣裝置216a、216b、216c、......、和216η。觸摸板基站302用於控制器202和觸摸板214之間的有線或無線通信。當控制器202和觸摸板214之間的距離足夠大以致於單一的、連續的信號線218由於太長而不能成為方便的或有效的信號傳送裝置時，需要觸摸板基站302作為中間裝置來轉播控制器202和觸摸板214之間的信號。當控制器202和觸摸板214之間的距離足夠大以致於直接的無線連接不能實現時，也需要觸摸板基站作為中間裝置來轉播控制器202和觸摸板214之間的信號。而且，當要麼控制器202要麼觸摸板214不提供便於二者之間無線通信的內部的接收機/發送機時，需要觸摸板基站302來便於控制器202和觸摸板214之間的無線通信。觸摸板基站302可提供接收機/發送機(未示出)以便於這樣的無線通信。觸摸板基站302可以和控制器202 —起放置，或另外置於清潔室102外部，或與觸摸板214 —起置於清潔室102內部。觸摸板基站302主要作為觸摸板214和控制器202之間的數據通信中繼，其經由數據通信網絡306和316，可操作地要麼連接到觸摸板214要麼連接到控制器202。數據通信網絡306和316可以是任何私人地或公共的網絡，包括分組交換網絡,如網際網路，區域網路,無線網絡,或上述網絡的結合。數據通信網絡306和316可使用帶有與數字輸入/輸出的FHSS集成無線收發裝置。觸摸板基站302的接收機/發送機採用同樣的高頻，該頻率對整個空氣取樣/監測系統200來說是唯一的。觸摸板基站302接口作為具有可擴展的輸入/輸出選項的雙向(點對點)監測和控制裝置。例如，當觸摸板214不提供用於無線通信的內部的接收機/發送機時，其可通過信號線304連接到基站，觸摸板基站302的接收機/發送機將通過無線網絡316完成與 控制器202的無線通信。而且，當控制器202不提供用於無線通信的內部的接收機/發送機時，其可通過信號線314連接到基站，觸摸板基站302的接收機/發送機將通過無線網絡316完成與觸摸板214的無線通信。這些配置都能夠消除通過信號線218將觸摸板214直接連接到控制器202的需要。用於便於這樣的無線通信的接收機/發送機是專用組合，僅僅相互之間進行通信。當控制器202與觸摸板214通信時，觸摸板214連接到控制器202的輸入/輸出電路板(未示出)，控制器202給觸摸板214發出是否單獨的埠 308a、308b、308c、……、和308η被供電、處於空氣取樣模式、和/或在空氣取樣循環中經歷一個空氣流動誤差的信號。那樣的話，觸摸板214能夠檢測出控制器202中的每個單獨的埠 308a、308b、308c、……、和308η的活動狀態，因而允許用戶確定在設施100中哪裡進行了取樣(如，哪個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和/或216η當前被操作)，且確定任何誤差發生在哪個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和/或216η。觸摸板214也能用於遠程啟動和停止在設施100裡的不同的空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η中的取樣，繼而消除了用戶通過控制器202直接完成上述功能的需要。現在轉到圖4，其中示出了根據本發明的一個實施例的控制器202的示例性埠308的示意圖。埠 308有它自己專用的定時器402、空氣流量開關404、直流電源、空氣管接口 312、兩個兩針連接器310、設施系統控制和數據採集(SCADA)接口 410、ICFM電路板412、數字流量開關接口 414和數字定時器接口 416。如前面所描述的，埠 308是模塊化的，並且與控制器202關聯的其他埠是獨立的。因此，在埠 308出現故障的情況下，控制器202關聯的其他埠能夠在校準公差內繼續起作用。模塊化的設計還消除了單點系統故障的可能性。埠 308具有自身的直流電源406，因此，其不依靠集中的能源而操作。使用光耦合電路(未示出)可消除接地環路或直流電源轉換，因而提供穩定耐用的性能。這些電路使SCADA直流電壓和接地分布系統與控制器202的直流電壓和接地分布系統(未示出)隔離。當與設施100內的其他系統(如，中心監測系統)相互連接時，取樣/監測系統200將不依賴於與設施系統連接的共用直流接地總線，這使得這兩個系統用長電纜相互連接，而不需要額外的直流接地連接。因此，當設施系統發送和接收參考系統的直流電壓和接地分布系統的電流信號時，具有不同電力要求的兩個系統之間的相互連接帶來的問題被安全和有效地消除。例如，這些特徵使得取樣/監測系統200能夠直接連接到在設施100中提供的計算機210，如PC。專用的定時器402用於監測空氣取樣循環的持續時間。定時器402可置於清潔室102外部的控制器202處，或置於清潔室102內部的觸摸板214處並經由信號線218連接到控制器202。可以經由數字定時器接口 416在控制器202處和/或經由數字LED顯示器在觸摸板214處觀察用於埠 308的定時器402的狀況。每個定時器402可以與其他埠 308獨立地或者同時地運行。定時器402可以被校準到已知的標準以得到非常精確的讀數。定時器402開始空氣取樣循環，通過其輸入/輸出發出指令以打開螺線管(未示出)，並啟動真空泵208。定時器402告知空氣流量開關404取樣循環已經開始，因此，計算裝置412能確定是否出現適當的空氣流量。定時器402也給每個埠 308和/或觸摸板214的 其他部件提供+12伏的直流電。定時器402可由數字定時器接口 416設置、校準、和打開和關閉。控制器202具有內部接口 410，該內部接口能夠連接到用戶的SCADA接口和/或處理器412或者可編程邏輯控制器(PLC)，其能夠與中心監測系統連接，該監測系統與設施100(如，通過多個房間的所有設施進行檢測和控制的系統)相關聯。控制器202包括隔離器接口(未示出)，當連接到設施100的其他系統或取樣/監測系統200的其他部件時，該隔離器接口將不產生任何電壓變換或接地環路。電壓變換和接地環路能引起設施100和/或控制器202的信息問題。控制器202的淨化模式不受系統200的無線控制或系統200的隔離接口輸入/輸出的幹擾或影響。空氣流量開關404包括數字流量開關接口 414，其可編程顯示以升每分(LPM)、立方英尺每分(CFM)或其他單位表示的空氣流量。通過一個或多個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d中每一個空氣取樣裝置的公稱或設定點容積流量為ICFM(或30LPM)。這通過ICFM電路板412和空氣流量開關404來實現。下面結合嵌入式流量控制模塊904、圖13B、控制器202和圖15來詳細介紹數字流量開關接口 414的各個部分。如果一個空氣取樣循環T期間，通過埠 308空氣流不滿足預先安排的或定點ICFM的空氣流量值或沒達到預訂公差，空氣流量開關404則生成一個誤差信號。該信號提醒用戶某一空氣取樣有問題。因為空氣流量開關404是數字開關，其可容易地根據標準流量開關(如國家標準和技術認證的開關)來校準，且其與負面效應隔離開來，該負面效應由空氣流量管和/或空氣流量開關404的位置的氣壓變化造成的。數字空氣流量開關404的使用也消除了從部件到部件或從系統到系統的內部管道變化，其具有一個集成的能夠減少管道的流量調整夾管閥。數字空氣流量開關404的使用基本上消除了這些問題。例如，如圖2所示，空氣流量開關404被機械地或電氣地連接到空氣管接口 312，其接收空氣管220，以提供埠 308的空氣流量開關404和遠程空氣取樣裝置之間的流體連接。空氣流量開關404的機械和電氣連接與下面公開的關於嵌入式流量控制模塊904和圖13A的連接是類似的。雖然數字空氣流量開關404是優選的，但如果考慮壓強變化的話，浮子式流量計(轉子流量計)也可以使用。轉子流量計是較不可取的，因為，除了其他事外，使用轉子流量計時，可能需要提供校準轉換裝置和計算轉移功能。並且轉子流量計必須安置在適當的水平高度和角度，以允許準確的人工讀取。空氣流量開關404位於一個或多個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η和ICFM電路板412之間，並且被設計成通過一個或多個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η和相關聯的空氣管220維持穩態流量，具有相對於公稱設定點流量的可檢測的±3%的空氣流量容許偏差(典型地，關心的是當流量從公稱設定點流量降低3%時)。例如，該空氣流量準確度為被校準了 ±5%的系統提供大約2%的誤差幅度，該空氣流量準確度通過使用上述的標準流量開關的常規和非常規的校準檢驗的組合，以及實時或接近實時地恆定監測流量的軟體和硬體來實現。空氣流量開關404被編程為當空氣流量低於編程的設定點或低流量值時，向ICFM電路板412發送誤差信號。也就是說，流量開關404通知ICFM電路板412，空氣流量低於編程入系統的3%的最低水平。該ICFM電路板412檢查以確保空氣流量誤差是有效的。如果ICFM電路板412確認空氣流量的有效性，其向正在進行空氣取樣的單獨的埠 308a、308b、308c、……、和308η發送信號。
流量開關404具有可編程的低設定點和高設定點。當空氣流量過高於或低於設定點值時，空氣流量開關404向ICFM電路板412發送數字「on」信號，表示空氣流量有誤 差。ICFM電路板412在空氣取樣循環期間是起作用的，並且來自空氣流量開關404的信號會使ICFM電路板412向控制器202、觸摸板214、隔離器控制器504 (圖5)和數字流量機箱1602(圖16)發送或廣播一個流量誤差。SCADA接口 410允許埠 308連接到設施SCADA，這允許空氣取樣/監測系統200集成到設施100中其他的數據收集和監測系統中，如計算機210。當計算機210以這種方式集成到取樣/監測系統200中，除了數據記錄，表示取樣/監測系統200不同部件的圖像(如，表示控制器202 (如圖4)正面、觸摸板214 (如圖7)、嵌入式流量控制模塊904 (如圖10)和數字流量機箱1602(如圖17)的圖像)可與來自取樣/監測系統200的相應的數據一起實時填充，以產生計算裝置的部件的實時「虛擬」再現。如前所述，當連接到第三方設備時，通過除去接地環路和電壓轉換，隔離器接口防止取樣/監測系統200危害控制器或SCADA系統的性能。除了連接到觸摸板214，埠 308可通過多針連接器310直接地或無線地連接到或相互連接到計算機210。如上所述，計算機210具有執行埠 308功能的軟體和硬體。控制器202也具有中央處理器(未示出)，以便於計算機210與該處理器相通信，以控制控制器202和其埠 308a、308b、308c、......、和308η的全部操作。現在轉到圖5，其中示出了用於淨化空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η和相關聯的空氣管220，以確保在空氣取樣/監測系統200的這些部分沒有殘餘汙染物的淨化系統502。控制器202中的隔離器控制器504根據空氣取樣循環和淨化循環控制真空泵208和淨化泵206的操作。在空氣取樣循環中，可以是三向螺線管的隔離控制器504通過經由信號線512向真空泵208發信號來使真空泵208停止。同時，隔離器控制器504通過經由信號線510向淨化泵206發送信號來控制淨化泵206接入。當發送這些信號時，不是由
真空泵208經由空氣取樣裝置216a、216b、216c、......、和216η和空氣管508抽取空氣，替
代的是，由淨化泵206經由空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η和空氣管506抽取空氣。因此，在空氣取樣循環期間，將空氣流引到真空泵208，淨化路徑關閉。在淨化循環期間，進行相反的操作，將空氣流引到淨化泵206，空氣取樣路徑關閉。
儘管隔離器控制器504優選關聯到多達10個單獨的埠 308a、308b、308c、……、和308j和相應的空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216j，但是圖5僅示出了一個空氣取樣裝置216。在任何取樣循環期間，防止控制器202啟動淨化循環。然而，一旦每個空氣取樣裝置216的空氣取樣循環完成，控制器202就設置為淨化模式。每個隔離器控制器504埠具有將淨化循環期間收集的空氣引導到排氣管222的專用螺線管(未示出)。圖6是根據本發明的一個實施例的說明隔離器控制器邏輯600的工序流程圖。在步驟602中，工序使能空氣取樣循環，這是取樣/監測系統200的正常操作。在步驟604中，隔離器控制器504檢查真空泵208是否接通。如果真空泵208接通，則淨化泵206必須斷開，因為隔離器控制器504在任意時間僅能夠使能真空泵208或淨化泵206。如果真空泵208沒有接通，則在步驟606中接通真空泵208。這可以基於預編程的時間或操作自動地完成，或者通過在遠程計算機210或置於清潔室102內的觸摸板214處輸入命令而手動完成。在步驟608中，隔離器控制器504保持真空泵208接通。在步驟610中，隔離器控制器504檢查以確定淨化循環是否應該繼續禁用。如果是，則工序返回步驟604，並且取樣循環繼續。一旦隔離器控制器504接收到來自控制器202的進入淨化循環的信號，在步 驟612中，隔離器控制器504開始淨化循環。在淨化循環結束時，隔離器控制器504在步驟604返回空氣取樣循環，或者可能關閉系統直至下個空氣取樣系統開始。通常，淨化循環將運行直至下一個空氣取樣循環被安排，例如，其可以是每24小時一次。在一些清潔室102中，如100級清潔室，可能不必要在沒有執行空氣取樣循環的期間運行淨化循環。通過與SCADA(典型地由PC操作)或可編程邏輯控制器連接的隔離器印刷電路板來實現隔離器控制器邏輯600。該電路板去除了設備的100伏電壓系統與本發明的電力系統的連接。隔離器電路板位於控制器202中，並且能夠連接到SCADA或者連接到可編程邏輯控制器系統，如計算機210中的可編程邏輯控制器系統。相應地，所有的指令和觀察都可以遠程進行。系統200的無線和隔離特徵可以在連接到控制器202的任一接口上執行。例如，當控制器202接收到開始空氣取樣循環的指令時，觸摸板214、計算機210、嵌入式流量控制模塊904(圖9)和數字流量機箱1602(圖16)將分別觀察進行中的空氣取樣循環。再t匕如，當檢測到空氣流量誤差時，控制器202可以將特定埠 308中檢測到的誤差傳播到觸摸板214、計算機210、嵌入式流量控制模塊904和數字流量機箱1602 (或者連接到系統200的可能使用的任何其他輸入/輸出裝置)。淨化循環涉及經由空氣取樣裝置216a、216b、216c、......、和216η和空氣管220，
將水蒸汽、過氧化氫或其它蒸汽/氣體注入空氣流中。當淨化循環開始時，這可以通過在一個或多個隔離器室514中隔離空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η，以及將淨化氣體流以流量Qg引入室514來完成。隔離器室514沒有或不允許封閉空間內的任何人體接觸。用於淨化和除汙空氣管的其它技術在現有技術中是眾所周知。涉及製藥操作的本系統的用戶將期望在任何原料藥混合之前以及著手罐裝和封裝操作之前，清潔各系統部件。本發明的淨化模式允許直接連接至隔離器的管的滅菌。淨化蒸汽/氣體離開隔離器控制器504。在隔離淨化循環期間，通過空氣管508的空氣流可以由氣體調節裝置516調節，該氣體調節裝置516可以包括微粒過濾器(未示出)、有機吸附劑、活性碳、分離罐、旋風分離器或其它物質或裝置，或物質和裝置的組合。現在轉到圖7，其中示出了根據本發明的非限制實施例的觸摸板214的示意圖。如前所述，觸摸板214可以是靜止的壁裝裝置，或者其可以是可攜式的並且適合於位於清潔室102的工作區域內的任何平面上，諸如工作檯。觸摸板214是用於空氣取樣/監測系統200的人性化接口輸出/輸出裝置。其遠程控制位於清潔室102外部的控制器202。該設計從清潔室102的無菌區域移除了系統的大部分電子部件，包括系統電源、流量開關線路和其它電子部件。觸摸板214的電子部件被密封在裝置內，使得裝置可以像清潔室102的其它部分一樣進行消毒。觸摸板214允許用戶開始、停止、編程和監測清潔室102內是否有和哪裡有空氣取樣和淨化循環在進行。其還允許用戶中斷空氣取樣循環，如果在空氣取樣循環期間檢測到空氣流量誤差，允許用戶觀察可視警報指示器700和收聽可聽警報器702。例如，當系統檢測到高於或低於預編程的設定點流量ICFM的空氣流量誤差時，可產生提醒/警報。可視警報指示器700可以是發光二極體(LED)，其發光以向用戶提供可視誤差指示。而且，可聽警報器702可以為蜂鳴器，其產生聲音以向用戶提供可聽誤差指示。啟動/中斷印刷電路板(未示出)控制定時器402 (見圖4)的運行和中斷輸入。在圖7所示的實施例中，相對應控制器202上的四個單獨的埠 308a、308b、308c 和308d，觸摸板214包括四個顯示器704a、704b、704c和704d，且四個單獨的埠 308a、308b,308c和308d連接到空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d。但是，就像控制器202可以具有任意數量η個的模塊化埠 308a、308b、308c、……、和308η，觸摸板214也可以具有任意數量η個相應的顯示器704a、704b、704c、……、和704η。每個顯示器704a、704b、704c和704d包括各種開關230，其用於給控制器202發信號來確定在一個取樣循環中，使用哪個空氣取樣裝置216a、216b、216c和/或216d。這些開關包括啟動開關706、停止開關708和警報重置開關710。啟動開關706為觸摸板214和觸摸板214連接的控制器202的單獨的埠 308a、308b、308c、……、和308η上電。一個或多個視覺指示器226，如發光二極體，提供觸摸板214的電力起動和真空泵208開啟的視覺確認。無論流動的空氣成分為何(如，氮氣，氬氣和二氧化碳氣體的量)，在控制器202中的空氣流量開關404適於準確地確定真空泵是否在相應的埠 308a、308b、308c和308d處保持合適的流量，因此在每個相應的顯示器704a、704b、704c和704d上可顯示狀態。當啟動開關706起動時，來自觸摸板214的啟動信號輸入到控制器202中。啟動開關706將在控制器202的硬體中啟動一個取樣循環。啟動信號也可從與埠 308中的一個相關聯的定時器402中發出。當控制器202的單獨的埠 308a、308b、308c和308d接收到啟動信號，控制器202將通過控制隔離器控制器504來啟動一個取樣循環。控制器202再通知觸摸板214 —個取樣循環指令信號被發布。起動停止開關708給控制器202發送一個停止已經在進行的取樣循環的中斷信號。當控制器202的單獨的埠 308a、308b、308c和308d接收到中斷信號，控制器202將通過控制隔離器控制器504來指示觸摸板214。控制器202再通知觸摸板214取樣循環指令信號被停止。當一個取樣循環在進行時，控制器202的單獨的埠 308a、308b、308c和308d將通知觸摸板214 —個取樣循環在進行，如果需要的話，還通知SCADA接口 410 (如，與一個單獨的系統通信)。在取樣循環剩餘的持續時間內，該信號將保持起作用。當單獨的埠 308a、308b、308c、……、或308η處於取樣循環中並且檢測到空氣流量不足時，控制器202將向處於取樣循環中的埠 308a、308b、308c、……、或308η播送ICFM誤差。對於埠 308a、308b、308c、......、或308η，在取樣循環期間，輸入到SCADA系
統的電力將從起作用轉變到不起作用，並且在取樣循環的持續時間內繼續不起作用，直到ICFM誤差被去除。如果取樣循環期間，ICFM誤差發生在相應的埠 308a、308b、308c、……、或308d，起動的警報重置開關710手動重置(如，關閉)用於每個單獨的顯示器704a、704b、704c或704d的視覺警報指示器700。每個觸摸板214包括其自身的電源，如獨立的直流電源(如，電池)，或者觸摸板214可以經由向其提供直流電的信號線218(圖2和圖3)由控制器202電氣地連接和供電到觸摸板214。在後一種配置中，信號線218為絕緣高壓線，其被配置為傳送每個埠 08a、308b,308c,......、和308d的少於12瓦特的電能。觸摸板214要麼包括信號線218 (圖2)，要麼利用無線連接，與控制器202的埠
308a、308b、308c、......、和308η傳遞信號。觸摸板214可包括不同的信號線218a、218b、
218c、......、或218η，或用於控制器202的每個單獨的埠 308a、308b、308c、......、和308η
的成對的無線連接。相應地，信號線218a、218b、218c、……、和218η的數量η或連接觸摸板214到控制器202的每個單獨的埠 308a、308b、308c、……、和308η的成對的無線連接取決於觸摸板214控制的埠的數量η。現在轉到圖8，其中示出了根據本發明的另一個非限制實施例的可攜式空氣取樣/監測系統800的示意圖。空氣取樣/監測系統800包括過濾取樣裝置802、控制器804 (正面顯示)、觸摸板214和觸摸板基站302。雖然圖中沒有示出計算機210，但如前面圖2中所示的取樣/監測系統200所公開的那樣，其也出現在取樣/監測系統800中。 過濾取樣裝置802包括位於空氣層流機箱或隔離器室806中的空氣取樣裝置206，其可包括一個高效微粒空氣(HEPA)過濾器(未示出)。在一個單一的、可攜式過濾取樣裝置802中有空氣取樣裝置206和控制器804，該過濾取樣裝置802可根據需要設置在清潔室102內部或者外部的任何位置處。使用一個大約七英尺或七英尺以下的真空氣管220將空氣取樣裝置206連接到控制器804。控制器804的特徵和功能類似於前面與圖2-5相關描述的內容。例如，控制器804在空氣取樣循環期間提供ICFM空氣流量誤差檢測，其很容易地連接到設施的100SCADA。控制器804與圖2-5中所示的控制器202的主要不同在於其包括一個自帶的真空泵(未示出)，而不是像圖2和圖5中所清楚顯示的外部的真空泵208。觸摸板基站302優選位於靠近控制器804的位置處，其被配置為在控制器804和觸摸板214之間的傳遞信號，要麼通過信號線304和314，無線網絡306和316，要麼通過上述的組合。在圖8所示的可攜式空氣取樣/監測系統800中，系統為全部無線的，以便觸摸板基站302經由無線網絡306和316，在控制器804和觸摸板214之間傳遞信號。另外，觸摸板214在本實施例中為可攜式而不是壁裝式，其通過控制器804為用戶提供了便攜的空氣取樣裝置206的輸入/輸出控制。相應地，圖8中所示的可攜式空氣取樣/監測系統800是完全便攜的，不需要穿透任何牆壁、頂棚或地板來安裝壁裝式部件或布置電纜或空氣管。例如，過濾取樣裝置802和控制器804可置於清潔室102內，通過使用鄰近空間104中的觸摸板214來進行監測和控制。觸摸板基站302可置於控制器804和觸摸板214之間的任何一點，以便於二者之間的信號布置。因此，安裝成本比前面公開的其他實施例有很大的減少。
參見圖9，示出了根據本發明的另一個非限制實施例的取樣/監測系統900。系統900包括控制器202 (後面被顯示)、四個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d、嵌入式流量控制基站905、四個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d、以及真空泵208。雖然圖中未示出計算機210，但該部件如前文圖2中所示的取樣/監測系統200所公開的內容，也出現在取樣/監測系統900中。而且，雖然圖中只示出四個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d和空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d，可使用任何數量η個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、......、和904η和四個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216η。控制器202的特徵和功能基本上和前面與圖2-5相關描述的內容一樣，且利用一個外部真空泵208。控制器202通過嵌入式流量控制基站950與嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d連接，以控制嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d的操作。每個單獨的空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d上的流量在相應的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c或904d上測量和顯示，因此這些流量可在每個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c或904d上獨立監測。如果任意一個獨立的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c或904d測量的流量超出期望的流量的範圍，流量提示/警報將生成。相應地，圖9中所示 的取樣/監測系統900允許發生在每個獨立的空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d上的取樣循環被相互獨立地監測和控制，因此給本發明增加了額外的操作自由度。如圖所示，獨立的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c或904d與每個空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d相關聯。每個空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d通過心房式空氣流量管915連接到各自的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c或904d，每個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d由真空氣管920連接到控制器202。真空泵208經由空氣管508連接到控制器202。控制器202將真空泵208產生的空氣流分離到不同的真空氣管920，該真空氣管920從控制器202開始到嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d。真空泵208與將真空泵208連接到合適的螺線管的多支管進行流傳遞，以將空氣流引導到一個或多個期望的真空氣管920中。控制器202被配置以便於每個心房式空氣流量管915和真空氣管920攜帶ICFM的空氣，ICFM的空氣是空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d上實施一個合適的取樣循環所需的期望空氣流量。通過對比，圖2中所示的實施例中的各樣的空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d經由空氣管220直接與控制器202進行流傳遞，而在圖9所示的實施例中，嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d置於空氣取樣裝置916和控制器202之間。另外，嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d經由第一組信號線912與嵌入式流量控制基站950進行電氣連接。嵌入式流量控制基站950經由第二組信號線914與控制器202進行電氣連接。為每個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d和其各自的空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d提供單獨的信號線912。如圖所示，真空氣管920和信號線914連接到各自的控制器202的埠 308a、308b、308c和308d，其在圖3中更清楚的示出。埠 308a、308b、308c和308d專用於各自的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d，不與任何其他埠共享。雖然控制器202、嵌入式流量控制基站950和嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d示為彼此有線通信，應當理解，取樣/監測系統900的這些部件也能無線連接，如上述不同實施例所描述的那樣。相應地，控制器202起動各個埠308a、308b、308c和308d，各個埠 308a、308b、308c和308d起動各自的嵌入式流量控制模塊 904a、904b、904c 或 904d。不同的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d被示為平行連接到控制器202和嵌入式流量控制基站950。然而，應當明白的是，控制器202、嵌入式流量控制基站950和嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d可以任何合適的方式連接。例如，嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d可以具有標識碼(ID)碼，控制器202可經由公共連接(如，單個信號線)通過使用這些ID碼來與不同的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d連接。而且，因為連續地連接每個部件，特定的中間部件可被移除或併入其他部件。例如，嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d可被直接連接到控制器202，從而不需要使用嵌入式流量控制基站950。真空泵208經由信號線512從控制器202接收其電力，信號線512提供與控制器202的電氣連接。控制器202具有一個交流電源406 (圖4)，交流電源406為取樣/監測系統900的不同部件，包括嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d，提供電力。嵌入式流量控制基站950也具有一個提供其電力的交流電源1406(圖14)。然而，應當理解，取樣/監測系統900的每個部件可以有其自己的電源或者可經由與控制器202的電氣連接來供 電，當條件允許或要求時。嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d監測在每個各自的空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d處得到的實際的流量。如果真空管920中的流量偏離±5% (如，不是在O. 95-1. 05CFM之間)，那麼相應的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c或904d生成警報信號。然而，取樣循環一直持續到用戶決定中斷取樣循環時。優選地，在警報信號生成之前，每個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d包括8秒延遲。該延遲解釋了初次啟動系統900期間可能發生的波動。一個典型的取樣循環可持續10分鐘到3小時之間。另外，應當理解，每個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d可選地傳送警報信號至嵌入式流量控制基站950，其再將警報信號發回其他嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和/或904d，以起動它們各自的可視警報指示器1004和可聽警報器1006。嵌入式流量控制基站950也通過信號線914發送流量開關斷開信號至控制器202，以響應用戶在一個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c或904d上手動起動停止開關1000 (圖10)。為了響應斷開信號，控制器202切斷至各自的嵌入式流量控制模塊904a、904b,904c或904d的空氣流。轉到圖10，更詳細的顯示了帶有其相應的真空氣管920和信號線912的嵌入式流量控制模塊904。嵌入式流量控制模塊904具有一個停止開關1000、一個啟動開關1002、雙提醒/警報指示器1004(可視)和1006(可聽)、一個空氣流量插頭適配器1008和一個數字流量開關接口 1010。啟動開關1002用於手動起動一個取樣周期。為了響應啟動開關1002被起動，嵌入式流量控制模塊904經由流基站950發送信號至控制器202。控制器202起動真空泵208以使得真空氣管920中的空氣流經由心房式空氣流管915流到各自的空氣取樣裝置 216a、216b、216c 或 216d。停止開關1000中斷取樣循環，關閉用於相應的空氣取樣裝置216的真空氣流。當停止開關1000被起動，停止信號經由嵌入式流量控制基站950發送到控制器202。作為響應，控制器202關閉至嵌入式流量控制模塊904的真空泵208。用戶可因各種原因中斷取樣循環，包括嵌入式流量控制模塊904發出一個提醒/警報信號。如果嵌入式流量控制模塊904中的空氣流超出規格(如，不在O. 95-1. 05CFM的範圍內)，提醒/警報指示器1004和1006發出指示。當流量超出規格時，可視警報指示器1004，如LED，和可聽警報指示器1006，如蜂鳴器，都為用戶提供警報。提醒和警報一直持續到停止開關1000被起動，或者誤差條件被移除，且流量返回期望水平(如，ICFM)。因此，根據圖9所示的實施例，當用戶手動操作停止和啟動開關1000和1002時，空氣流只能分別被起動或被停止。而且，停止和啟動開關1000和1002隻為特定的嵌入式流量控制模塊904起動或停止空氣流，用戶在特定的嵌入式流量控制模塊904手動操作開關1000和1002。那樣的話，用戶可驗證與該嵌入式流量控制模塊904相關聯的空氣取樣裝置216被合適地設置且準備執行一個取樣循環。然而，應當理解，要麼同時，要麼在其他時
間，系統可在任一嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、......、和904η處或要麼在控制器 202處要麼在嵌入式流量控制基站950處被配置，以便於用戶能啟動和停止空氣流流至取樣/監測系統900中其他或所有的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、……、和904η。在嵌入式流量控制模塊904的前側提供有空氣流量插頭適配器1008。如圖11所示，插頭適配器1008適於連接到心房式空氣流管915。插頭適配器1008優選為快速斷開，以便於如果需要的話，心房式空氣流管915可迅速地連接、斷開或移除。如圖11進一步所示，嵌入式流量控制模塊904可包含在外罩1100內，且要麼如圖示那樣置於壁5的內部，要麼置於壁5的外表面。嵌入式流量控制模塊904的電子器件可被密封在外罩內部，以便於裝置像清潔室102的其他部分一樣進行消毒。參見圖12，示出了移除外罩1100後的嵌入式流量控制模塊904，以示出內部運轉，其包括空氣流量開關404。真空氣管920連接到插頭適配器1008以便於連接到心房式空氣流管915。與真空氣管920連接的空氣流開關404可以為數字空氣流量開關，其與前面所描述的關於控制器202的內容基本一樣，且提供基本一樣的功能和優點。如圖13Α中更加詳細的顯示，空氣流量開關404的一端連接到真空氣管920，另一端連接到通向空氣取樣裝置216的心房式空氣流管915。空氣流量開關404監測來自心房式空氣流管915並向真空氣管920傳送的流量。如果檢測到的空氣流量不在用戶設置的係數範圍內，空氣流量開關404將生成警報信號。如果警報信號生成，提醒/警報指示器1004和1006起動。相應地，信號線912連接到空氣流量開關404 (圖12和13Α)的數據埠和提醒/警報指示器1004和1006。另外，空氣流量開關404在每個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、……、和904η處執行的檢測與控制器202上由空氣流量開關404執行的流量檢測是獨立的，以便於在一個取樣循環期間，在兩個位置同時監測流量。嵌入式流量控制模塊904優選地位於清潔室中靠近其各自的空氣取樣裝置216的位置，而控制器202位於清潔室102外部偏遠處。根據圖9所示的實施例，心房式空氣流管915來自大約1-20英尺的長度，以便於嵌入式流量控制模塊904和空氣取樣裝置916 —起置於清潔室102中。將嵌入式流量控制模塊904和空氣流量開關404置於取樣裝置216附近，以確保空氣取樣裝置916處的流量是準確的，且允許發生在任意一個單獨的空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、或216η處的取樣循環錯誤被快速地、容易地確定、隔離和更正。進一步地，由於每個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η可以具有其自身相應的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、……、和904η，這些問題無需幹擾任何其他空氣取樣裝置216a、216b、216c、......、或216η的操作，即可被確定、隔離和更正。例如，空氣流量開關404根據控制器202和嵌入式流量控制模塊904之間的真空氣管920的一個中斷就可確定一個來自單獨的取樣裝置216的流量誤差，當真空氣管920位於壁5內部或靠近嘈雜的設備以致中斷很難被檢測到時，這將是特別的優勢。在要麼真空氣流管915要麼真空氣管920被扭絞或被不合適地連接的地方，空氣流量開關404也確定來自單獨的取樣裝置216的流量誤差。而且，空氣流量開關404確定是否真空泵208沒有接通或正確地工作。當確定後，這些問題可在不影響任何其他取樣裝置216a、216b、216c、......、和216η的情況下更正。轉到圖13Β，進一步示出了嵌入式流量控制模塊904的數字流量開關接口 1010。數字流量開關接口 1010包括數字LED顯示器1300，不像常規的轉子流量計，其可從多個角度和距離讀取。數字流量開關接口 1010具有不同的按鈕1302-1308，從而使用戶設置期望的流量範圍。在前述的觸摸板214中沒有該功能。如果檢測的流量在用這些按鈕設置的範圍 之外，則生成警報信號。在圖13Β中，期望的I. OOCFM的流量顯示在數字流量開關接口 1010上。該速率可通過按壓上/下箭頭1302來增加或減少顯示的值，該值再被傳送到控制器202，以便於經由真空氣管920提供顯示的期望流量。嵌入式流量控制模塊904可被校準，且準確到1CFM±5%的流量。數字流量開關接口 1010也具有可編程按鈕1304以進一步幫助用戶(如，場點技術人員或製造商)設置期望流量和其他顯示選項，如是否用CFM或LPM顯示值。光指示器1306和1308為用戶提供了簡單的參考，以確定嵌入式流量控制模塊904被正確操作，以及確定流量被檢測。例如，光指示器1306可表明流量高於最小期望值(如，0.95CFM)，另一個光指示器1308表明流量低於最大期望值(如，I. 05CFM)。在取樣循環期間，由空氣流量開關404測量的空氣流量被顯示，以便於用戶能夠觀察到正確的空氣流在規定範圍內，以及確定該空氣在各自的取樣裝置216中正確的流動。另外，用戶可觀察到控制器202的各個的埠 308a、308b、308c、……、或308η被起動，各個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、……、或904η被插入嵌入式流量控制基站950，這將導致數字流量開關接口 1010被起動。在正常的操作條件下，控制器202檢測的流量應該與嵌入式流量控制模塊904監測的流量一樣，並顯示在數字流量開關接口 1010。如果二者中任意一個流量低於或者高於期望流量，提醒/警報指示器1004和1006在嵌入式流量控制模塊904處被起動，從而提供測量的兩點以確保在取樣/監測系統900中的每個取樣裝置216a、216b、216c、……、或216η保持期望流量。該冗餘進一步幫助用戶快速地和準確地確定、隔離和更正在任一單獨的取樣裝置216a、216b、216c、……、或216η處的取樣循環問題，無論在其他取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η處的情況如何。如圖14所不,嵌入式流量控制基站950具有一行放大器1400、一行輸入端1402、一行輸出端1404和一個交流電源1406。這些行排列整齊，以便於每列包含與每個單獨的嵌入式流量控制模塊904相關聯的一個單一的放大器1400、輸入端1402和輸出端1404。輸入端1402從嵌入式流量控制模塊904接收信號線912，輸出端1404連接到引導到控制器202的信號線914。輸入端1402也提供電力到它們各自的嵌入式流量控制模塊904，以為該嵌入式流量控制模塊904供能。交流電源1406為嵌入式流量控制基站950供能。嵌入式流量控制基站950優選地置於清潔室102外部的鄰近空間104內和/或與控制器202 —起。取樣/監測系統900是模塊化的，因此，任何數量η個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、……、和904η可 根據特定應用的需要，插入嵌入式流量控制基站950。嵌入式流量控制基站950將嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d與控制器202隔離開來。因此，連接到嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d的直流電壓和邏輯信號與控制器202隔離開來。這樣做是為了控制器202的短路不會造成任何嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d的短路，因此嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d可再由另一個裝置控制。嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d是模塊化的，且與控制器202的直流電壓和接地分布系統電氣地隔離開來。相應地，嵌入式流量控制基站950實際上是嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d和控制器202之間傳遞信號的中繼器，其生成嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d所需的直流電壓，且電氣地隔離控制器202。另外，圖9所示的取樣/監測系統900可與觸摸板214—起使用，其方式與圖2所示的取樣/監測系統200中所公開的類似。觸摸板214通過有線或無線方式連接。在那種配置中，嵌入式流量控制模塊904沿著空氣管220保持位於每個空氣取樣裝置216和控制器202之間。替代地，觸摸板214及其操作可以是單獨的裝置，或者是集成到一個或多個嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、……、和904η中去。參見圖15，示出了控制器202的數字流量開關接口 414。控制器202的數字流量開關接口 414用於操作控制器202上的流量檢測。其具有與圖13Β所示的嵌入式流量控制模塊904中的數字流量開關接口 1010類似的控制按鈕。然而，控制器202的數字流量開關接口 414也具有流量控制旋鈕或夾管閥1500。流量控制旋鈕1500允許用戶手動調整通過真空氣管920的空氣流量。空氣流量可能需要調整取決於若干因素，如真空氣管920的長度、在任何一段時間被起動的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、……、和904η的數量
Πο參見圖16，示出了根據本發明的另一個非限制實施例的取樣/監測系統1600。系統1600包括一個控制器202 (仰視圖)，一個數字流量機箱1602 (後視圖)，一個控制器基站1604，一個流量機箱基站1606，四個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d，一個真空泵208 (未示出)和一個觸摸板214。雖然計算機210未顯示，但該部件如前面圖2所示的取樣/監測系統200所公開的內容，也可以出現在取樣/監測系統1600。而且，雖然只顯示有四個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d，但可使用任何數量η個空氣取樣裝置216a、216b,216c,......、和216η和相應的部件。控制器202和觸摸板214的特徵和功能基本上和前面與圖2_8相關描述的內容一樣。控制器202與控制器基站1604連接，其經由通信網絡1608與流量機箱基站1606無線地通信，以控制數字流量機箱1602的操作。控制器基站1604和流量機箱基站1606每個可包括一個內部的接收機/發送機(未示出)以便於無線通信。通信網絡1608可使用帶有數字輸入/輸出的FHSS集成無線收發裝置和信號，控制器基站1604中的接收機/發送機和流量機箱基站1606採用同樣的高頻，該頻率對整個空氣取樣/監測系統1600來說是唯一的。如圖所示，四個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d與數字流量機箱1602相關聯。數字流量機箱1602經由真空氣管1610連接到控制器202，空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d通過心房式空氣流管1612連接到數字流量機箱1602上。控制器202被配置以便於每個真空氣管1610和心房式空氣流管1612攜帶ICFM的空氣，ICFM的空氣為在空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d上執行一個合適的取樣循環所需的期望空氣流量。通過比較，如圖9所示的實施例中的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d，圖16中所示的數字流量機箱1602位於空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d和控制器202之間。數字流量機箱1602可對於每個單獨的空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216h被校準，且準確到ICFM的±5%的流量。控制器202經由第一組信號線1614與控制器基站1604電氣地連接，且數字流量機箱1602經由第二組信號線1616與流量機箱基站1606電氣地連接。觸摸板經由信號線218與控制器202電氣連接。第一組信號線1614和第二組信號線1616分別布置為連接至數字流量機箱1602和由數字流量機箱1602發出，以提供一個單一的中心位置來測量、監測和控制各個空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d處的流量。如圖所示，真空氣管1610和第一組信號線1614連接到控制器202上各自的埠 308a、308b、308c和308d。圖3中更清楚地顯示的埠 308a、308b、308c和308d中的每個專用於各自的空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d，且不與任何其他埠共享。 雖然控制器202和控制器基站1604、控制器202和觸摸板214、以及數字流量機箱1602和流量機箱基站1606示為彼此進行有線通信，但應當理解，取樣/監測系統160的這些部件也可經由這些部件中每一個的接收機/發送機進行無線通信。而且，雖然控制器基站1604和流量機箱基站1606示為通過網絡1608相互進行無線通信，也應當理解，取樣/監測系統1600的這些部件也可以進行有線通信。另外，因為這些部件連續的相互連接，如果要求的話，任何中間部件可從取樣/監測系統1600中移除。例如，控制器202可與數字流量機箱1602直接地有線通信或直接無線通信，因此，消除了對控制器基站1604和流量機箱基站1606的需求。或者，控制器202和數字流量機箱1602可與控制器基站1604直接地有線通信或直接無線通信，從而消除了對流量機箱基站1606的需求。觸摸板214以平行的方式連接到控制器202的埠 308a、308b、308c和308d，埠308a、308b、308c和308d以平行的方式連接到控制器基站1604。而且，流量機箱基站1606以平行的方式連接到數字流量機箱1602。然而，應當理解，觸摸板214、控制器202、控制器基站1604、流量機箱基站1606和數字流量機箱1602可以任何適當的方式連接。例如，控制器202的埠 308a、308b、308c和308d有標識碼，觸摸板214可使用這些標識碼經由公共連接(如，單獨的信號線)與不同的埠 308a、308b、308c和308d連接。而且，由於每個部件是連續連接的，特定中間部件可被移除或合併入其他部件。如，控制器202的埠 308a、308b,308c和308d可直接連接到數字流量機箱1602，以致於控制器基站1604和流量機箱基站1606都不需要使用。控制器202具有交流電源(圖4)，其為取樣/監測系統900的各個部件提供電力，如觸摸板214。嵌入式流量基站1604和外置式流量基站1606也可具有它們自身的交流電源(未示出)。數字流量機箱1602經由第二組信號線1616從其與外置式流量基站1606的電連接中接收電力。然而，應當理解，取樣/監測系統1600的每個部件可具有自身的電源，或條件允許或要求的話，可經由與控制器202的電連接被供電。轉到圖17，詳細示出了數字流量機箱1602的正面。圖17中所示的數字流量機箱被配置為連接到八個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216h。數字流量機箱1602包括數字流量開關接口 1010，以在八個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、216h中的每一個進行取樣循環期間，測量、監測和控制流量，以及檢測空氣流量誤差(如，ICFM誤差)。數字流量開關接口 1010的特徵和功能與前文中所公開的圖13B相關的內容類似。例如，數字流量開關接口 1010具有一個數字LED顯示器1300，不像常用的轉子流量計，其可從多個角度和距離讀取，具有允許用戶設置期望的流量範圍的各個按鈕1302-1308，且具有空氣流量開關404，其檢測來自心房式空氣流管1612，經真空氣管1610流入的流量。為每個空氣取樣裝置216a、216b、216c、和216d使用一個單獨的空氣流量開關404，數字流量機箱1602測量和顯示在每個單獨的空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d處獲得的實際的流量。相應地，通過提供數字流量機箱1602作為單一的、中心位置，為相應的η個空氣取樣裝置216a、216b,216c,……、和216η提供數字流量開關接口 1010可為圖9所示的實施例的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c、和904d提供便利，在該單一的、中心位置，遍及整個清潔室102的各個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216η的流量可被測量、監測和控制。當 對空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d所測量的流超出期望流量的範圍，數字流量機箱1602生成流提醒/警報。數字流量機箱1602包括用於每個數字流量開關接口 1010，以及每個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216h的可視警報指示器1700，如LED。可視報警指示器1700指示數字流量機箱1602處測量的特定空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、或216h的空氣流量是否超出期望流量的範圍。數字流量機箱1602上的空氣流量開關404進行的檢測與控制器202上的空氣流量開關404進行的流量檢測是獨立的，以便於在取樣循環期間，同時監測每個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216h在兩個位置處的流量，因此通過該冗餘增加了額外的安全測量。如果控制器202或數字流量機箱1602處測量的空氣流量不在用戶設定的係數範圍內(如，不在O. 95-1. 05CFM的範圍內)，空氣流量開關404生成提醒信號。然而，取樣循環一直持續到用戶決定中斷取樣循環時。優選地，數字流量機箱1608在提醒信號生成前，提供八秒的延遲。該延遲解釋了可能在系統1600初次啟動期間發生的波動。典型的取樣循環可持續10分鐘到3小時。當提醒信號生成，鄰近數字流量開關接口 1010的可視警報指示器1700被起動，數字流量開關接口 1010相應於空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、或216h的，空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、或216h的流量不在用戶設定的係數範圍內。在數字流量機箱1602處的可聽警報器1702也被起動，以響應警報信號。可聽警報器1702將持續到誤差條件被移除以及流量返回期望水平(如，1CFM)。然而，不像前文中圖9所示的實施例中的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d所公開的內容，可視警報指示器1700將繼續保持，即使誤差條件被移除，且流量返回期望水平。在警報信號生成後和/或取樣循環後的一些時間，該特徵允許用戶確定多個空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和216h中的哪個連接到數字流量機箱1602，在取樣循環期間出現誤差條件。相應地，用戶可繼續專注於他或她在清潔室102中的工作，而不必在每次可聽誤差警報響起時，立即檢查哪個空氣取樣裝置 216a、216b、216c、......、或 216h 出現誤差。數字顯示機箱1602也包括一個警報重置開關1704。在確認在取樣循環期間發生誤差的空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、和/或216h後，該警報重置開關1704允許用戶手動重置(如，關閉)所有的可視警報指示器1700。如果所有的誤差條件被移除，且所有的流量返回期望水平，所有的可視警報指示器1700將關閉。對於任意一個誤差條件仍然存在的空氣取樣裝置216a、216b、216c、……、或216h，可視警報指示器1700將保持打開。在圖16所示的實施例中，當控制器202或數字流量機箱1602處測量的流量不在用戶設定的係數範圍內，觸摸板214也接收警報信號。相應地，如果控制器202或數字流量機箱1602處測量的流量不在用戶設定的係數範圍內，觸摸板214上的可視警報指示器1700和可聽警報器702也將被起動。啟動在數字流量機箱1602處的警報器重置開關1704也將重置相應的觸摸板214上的可視警報指示器700。觸摸板214也包括一個警報重置開關710，其執行類似的功能，即分別重置觸摸板214和數字流量機箱1602上的可視警報指示器700和1700。然而，觸摸板214上的警報重置開關710隻重置相應於單獨的顯示器704a、704b、704c或704d的單獨的可視警報指示器700和1700，以及相應於顯示器704a、704b、704c或704d的單獨的空氣取樣裝置216a、 216b,216c或216d。相應地，警報重置開關1704允許用於所有的空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d的所有的單獨的可視警報指示器700和1700重置，該重置在單一的、中心位置處，而不像觸摸板214中所要求的那樣要求用戶手動重置每個單獨的可視警報指示器700和1700。雖然圖7和16的所示的實施例中沒有示出，觸摸板214也帶有警報重置開關，其像數字流量機箱上的警報重置開關1704—樣，提供整個系統重置。同時重置所有的可視警報指示器700和1700將不影響控制器202的埠 308a、308b、308c和308d的自身的功能。同樣在圖16所示的實施例中，觸摸板214提供啟動和停止取樣循環的功能。如上所述，觸摸板214包括啟動開關706，其用於向控制器202的獨立的埠 308a、308b、308c和308d供電，以啟動一個取樣循環，以及停止開關708，其用於給控制器202發送停止已經在進行的取樣循環的中斷信號。當用戶手動操作啟動開關706和停止開關708時，空氣流分別地只被起動和停止。而且，每個啟動開關706和停止開關708隻起動或停止用於特定空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d的空氣流，空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d相應於觸摸板214上啟動開關706或停止開關708置於其上的顯示器704a、704b、704c或704d。觸摸板214可用於起動控制器202的各個埠 308a、308b、308c和308d，埠 308a、308b、308c和308d起動各自的數字流量機箱1602中的數字流量開關接口 1010和機箱空氣流量開關404。觸摸板214和數字流量機箱1602優選地在清潔室102中相互靠近和/或鄰近。這樣的話，觸摸板214可與數字流量機箱1602相結合來驗證與觸摸板214相關聯的空氣取樣裝置216a、216b、216c或216d和數字流量機箱1602被正確的設置，且準備執行一個取樣循環。在該配置中，用戶可以在單一的、中心的位置啟動和停止到取樣/監測系統1600中的任何排列空氣取樣裝置216a、216b、216c和/或216d的空氣流。用戶也可從該相同位置測量、監測和控制空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d中每一個的流量。通過比較，圖9所示的實施例的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d只允許用戶測量、監測和控制相應於用戶所在的嵌入式流量控制模塊904a、904b、904c和904d的空氣取樣裝置216a、216b,216c或216d中的流量。數字流量機箱1602可配置成壁裝或臺式單元。參見圖18，示出壁裝結構的數字流量機箱1602，其包括自身的空氣流量開關404。數字流量機箱1602可包含在外機箱1800內，且或者如圖所示的置於壁5內部，或者置於壁5的外表面。數字流量機箱1602的電子器件可被密封在外機箱1800內部，以便於該裝置像清潔室102的其他部分一樣進行消毒。如圖18進一步所示，空氣流管適配器1802設置在數字流量機箱1602的底端，且擴展到外殼，因此，真空氣管1610和心房式空氣流管1612保持通過外殼1800的流傳遞。空氣流量開關404的一端連接到真空氣管1610，另一端連接到心房式空氣流管1612。為了允許空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d置於清潔室102內不靠近數字流量機箱1602的位置處，快速斷開插座1804置於清潔室102中壁5上遠離數字流量機箱1602且更靠近各自的空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d的位置處。每個連接到數字流量機箱1602的心房式空氣流管1612可再布線到相應的快速斷開插座1804，連接到每個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d的心房式空氣流管1612可置於快速斷開插座1804，並通過插座適配器1806與數字流量機箱1602進行流傳遞。插座適配器1806優選地快速斷開，以便於如果需要的話，心房式空氣流管1612可被快速地連接、斷開和移除。該特徵減少了壁 5和清潔室102中每個空氣取樣裝置216a、216b、216c和216d之間的心房式空氣流管1612 的長度，從而防止了心房式空氣流管1612的纏繞、紐結、破損等。心房式空氣流管1612的剩餘部分放置在壁5的後面。流量機箱基站1606優選地置於清潔室102外部鄰近空間104中。第二組信號線1616也連接到數字流量機箱1602的後表面，也能繞道壁後和/或穿過壁將數字流量機箱1602和流量機箱基站1606連接起來。流量機箱基站1606將數字流量機箱1602與控制器202隔離開來。因此，連接到數字流量機箱1602的直流電壓和邏輯信號與控制器202隔離開來。這樣做是為了控制器202的短路不會造成數字流量機箱1602的短路，且數字流量機箱1602可再由另一個裝置控制，如觸摸板214。控制器基站1604的功能類似。相應地，控制器基站1604和流量機箱基站1606是數字流量機箱1602和控制器202之間傳遞信號的有效的中繼器，且電氣地隔離控制器202。應當清楚，控制器202和804、觸摸板214、觸摸板基站302、嵌入式流量控制模塊904、嵌入式流量控制基站950、數字流量機箱1602、控制器基站1604和流量機箱基站1606均可通過處理器或如計算機210的其他計算平臺來執行，以控制這些裝置的操作。另外，雖然這些部件中的每一個顯示和描述為單獨的裝置，可將它們以任何組合集成為一個單獨的單元。另外，這些部件中的每一個都具有單獨的處理器，或者它們可共享一個單獨的處理器。取樣/監測系統200、800、900和1600中的每一個可在使用軟體、硬體或硬體和軟體組合的網絡配置或各種數據通信網絡中，以提供處理功能。系統200、800、900和1600的全部或部分以及它們相關的處理可存儲在或計算機可讀介質或從該計算機可讀介質中讀取，該計算機可讀介質諸如CD-ROM或在線接收及傳輸線傳送的指令或包含在定製的硬連接的特定用途集成電路(ASIC)中的指令。雖然，這裡已經明確描述了所公開的發明的目前看來是優選的特定實施例，但是本發明所屬領域的技術人員應當明白，在不背離本發明的精神和範圍的前提下，可以對這裡示出和描述的各實施例作改變和修改。因此，本發明旨在僅受所附權利要求書所要求的範圍和適用的法律法規的限制。
權利要求
1.一種用於在受控環境中的多個位置處取樣空氣的系統，包括 在所述受控環境內部的不同位置處的兩個或多個空氣取樣裝置； 在所述受控環境外部的位置處且經由単獨的第一真空管與所述兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個進行單獨的空氣流傳遞的控制器，所述控制器具有多支管，所述多支管被配置為控制從所述兩個或多個空氣取樣裝置經由每個所述単獨的第一真空管到所述控制器的空氣流量，以及選擇性地引導所述空氣流從每個所述單獨的第一真空管到所述ー個或多個第二真空管； 在所述受控環境外部的位置處且經由所述ー個或多個第二真空管與所述控制器進行空氣流傳遞的真空源，所述真空源包括抽氣器，且由所述控制器控制生成通過每ー個所述第一真空管的所述空氣流；以及 用於所述兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個的位於相應的ー個空氣取樣裝置和所述真空源之間的流量開關，每個所述流量開關被配置為單獨地測量和控制通過相應的ー個 第一真空管的所述空氣流量， 其中當一個或多個所述流量開關測量的所述空氣流量偏離期望值達到預定量時，ー個或多個所述流量開關自動起動在所述受控環境內部的位置處的警報器。
2.根據權利要求I所述的系統，其中 在所述受控環境內部的位置處且在其相應的空氣取樣裝置和所述控制器之間提供每個流量開關。
3.根據權利要求2所述的系統，其中 當一個或多個所述流量開關測量的所述空氣流量偏離所述期望值達到所述預定量吋，自動起動在所述控制器和/或一個或多個所述流量開關處的警報器。
4.根據權利要求2所述的系統，還包括 在所述控制器處對所述兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個提供第二流量開關，每個所述第二流量開關被配置為單獨地測量和控制通過相應的ー個第一真空管的所述空氣流量。
5.根據權利要求4所述的系統，其中 當所述ー個或多個流量開關和/或所述ー個或多個第二流量開關處測量的所述空氣流量偏離所述期望值達到所述預定量吋，自動起動在ー個或多個所述控制器、所述ー個或多個流量開關以及所述ー個或多個第二流量開關處的警報器。
6.根據權利要求I所述的系統，還包括 在所述受控環境外部的位置處且經由単獨的第三真空管與ー個或多個第二空氣取樣裝置中的每ー個進行單獨的空氣流傳遞的第二控制器。
7.根據權利要求6所述的系統，其中 當一個或多個所述流量開關處測量的所述空氣流量偏離所述期望值達到所述預定量吋，自動起動在ー個或多個所述控制器、所述第二控制器以及所述受控環境內部的所述位置處的警報器。
8.根據權利要求I所述的系統,其中 通過從至少ー個流量開關到所述控制器以及從所述控制器到所述真空源傳遞ー個控制信號，起動所述真空源。
9.根據權利要求I所述的系統，還包括 與所述兩個或多個空氣取樣裝置進行空氣流傳遞的淨化真空源，其中， 所述兩個或多個空氣取樣裝置與所述受控環境隔離開來， 從所述控制器傳遞ー個信號到所述淨化真空源，以抽取通過所述兩個或多個空氣取樣裝置的預定體積的流體，所述流體至少是空氣和蒸汽中的ー種，以及 當收集到所述預定體積的所述流體時，所述控制器輸出ー個信號。
10.根據權利要求I所述的系統，還包括 在所述受控環境內部的位置處的數字流量機箱， 其中，所述數字流量機箱容納相應於所述兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個的每個所述流量開關。
11.一種用於在受控環境中的多個位置處取樣空氣的方法，包括步驟 在所述受控環境內部的不同位置處提供兩個或多個空氣取樣裝置； 提供ー個在所述受控環境外部的位置處且經由単獨的第一真空管與所述兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個進行單獨的空氣流傳遞的控制器，所述控制器具有多支管，所述多支管被配置為控制從所述兩個或多個空氣取樣裝置經由每個所述単獨的第一真空管到所述控制器的空氣流量，以及選擇性地引導所述空氣流從每個所述單獨的第一真空管到一個或多個第二真空管； 提供ー個在所述受控環境外部的位置處且經由所述ー個或多個第二真空管與所述控制器進行空氣流傳遞的真空源，所述真空源包括抽氣器，且由所述控制器控制生成通過每一個所述第一真空管的所述空氣流； 提供用於所述兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個的流量開關，其位於相應的ー個空氣取樣裝置和所述真空源之間，每個所述流量開關被配置為單獨地測量和控制通過相應的第一真空管的所述空氣流量，以及 當一個或多個所述流量開關處測量的所述空氣流量偏離期望值達到預定量吋，自動起動在所述受控環境內部的位置處的警報器。
12.根據權利要求11所述的方法，還包括步驟 在所述受控環境內部的位置處且在其相應的空氣取樣裝置和所述控制器之間提供每個流量開關。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括步驟 當所述ー個或多個流量開關處測量的所述空氣流量偏離所述期望值達到所述預定量吋，自動起動在所述控制器和/或一個或多個所述流量開關處的警報器。
14.根據權利要求12所述的方法，還包括步驟 在所述控制器處對於兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個提供ー個第二流量開關，每個所述第二流量開關被配置為單獨地測量和控制通過相應的第一真空管的所述空氣流量。
15.根據權利要求14所述的方法，還包括步驟 當所述ー個或多個流量開關和/或所述ー個或多個第二流量開關處測量的所述空氣流量偏離所述期望值達到所述預定量吋，自動起動在ー個或多個所述控制器、所述ー個或多個流量開關以及所述ー個或多個第二流量開關處的警報器。
16.根據權利要求11所述的方法，還包括步驟提供ー個在所述受控環境外部的位置處且經由単獨的第三真空管與ー個或多個第二空氣取樣裝置中的每ー個進行單獨的空氣流傳遞的第二控制器。
17.根據權利要求16所述的方法，還包括步驟 當一個或多個所述流量開關處測量的所述空氣流量偏離所述期望值達到所述預定量吋，自動起動在ー個或多個所述控制器、所述第二控制器以及所述受控環境內部的所述位置處的警報器。
18.根據權利要求11所述的方法，還包括步驟 通過從至少ー個流量開關到所述控制器以及從所述控制器到所述真空源傳遞ー個控制信號，起動所述真空源。
19.根據權利要求11所述的方法，還包括步驟 提供一個與所述兩個或多個空氣取樣裝置進行空氣流傳遞的淨化真空源， 將所述兩個或多個空氣取樣裝置與所述受控環境隔離開來， 從所述控制器傳遞ー個信號到所述淨化真空源，以抽取通過所述兩個或多個空氣取樣裝置的預定體積的流體，所述流體至少是空氣和蒸汽中的ー種，以及 當收集到所述預定體積的所述流體時，輸出ー個信號。
20.根據權利要求11所述的方法，還包括步驟 在所述受控環境內部的位置處提供數字流量機箱，所述數字流量機箱容納相應於所述兩個或多個空氣取樣裝置中的每ー個的所述流量開關。
全文摘要
用於在受控環境中取樣空氣的系統和方法包括在受控環境內部的不同位置處兩個或多個空氣取樣裝置。在受控環境外部的位置處提供一個控制器，其經由單獨的第一真空管與兩個或多個空氣取樣裝置中的每一個進行單獨的空氣流傳遞，該控制器具有多支管，該多支管被配置為單獨地控制從兩個或多個空氣取樣裝置經由每個單獨的第一真空管到控制器的空氣流量，以及選擇性地引導空氣流從每個單獨的第一真空管到一個或多個第二真空管。在受控環境外部的位置處提供一個真空源，經由一個或多個第二真空管與控制器進行空氣流傳遞，真空源包括抽氣器，且由控制器控制生成通過每一個第一真空管的空氣流。以及在相應的一個空氣取樣裝置和真空源之間的位置提供用於兩個或多個空氣取樣裝置中的每一個的流量開關，每個流量開關被配置為單獨地測量和控制通過相應的第一真空管的空氣流量。當一個或多個流量開關處測量的空氣流量偏離期望值達到預定量時，在受控環境內部的位置處的警報器被一個或多個流量開關自動起動。
文檔編號G08B21/00GK102859562SQ201180020452
公開日2013年1月2日 申請日期2011年2月16日 優先權日2010年2月18日
發明者羅薩裡奧·山姆·卡利奧, 傑弗裡·丘吉瓦拉 申請人:威爾泰克聯合股份有限公司