紫外線消毒自動監控儀的製作方法
2023-06-10 00:10:21
專利名稱：紫外線消毒自動監控儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫學消毒領域的醫療設備，具體地說是一種用於手術室、產房等無菌場所的紫外線空氣消毒的自動監控裝置。
目前，醫療單位無菌環境的空氣消毒大多是使用紫外線照射消毒。用於消毒的紫外線主要是C波段紫外線。為了確保消毒效果，國家規定消毒環境中紫外線消毒燈裝燈功率不少於1.5W/m3；紫外線燈管發射紫外線的強度(以下稱為輻照度)不少於70μW/cm2；消毒時間不少於45min。但是紫外線燈管隨著使用時間的延長輻照度也逐漸減弱，新紫外線燈管的輻照度一般在160μW/cm2，最高可達220μW/cm2，舊紫外線燈管的輻照度可低於70μW/cm2，最低可至20μW/cm2。同時紫外線燈管在消毒過程中其輻照度也隨著電壓和燈管溫度等因素的變化而變化，因此定時照射消毒勢必造成新紫外線燈管消毒過量，舊紫外線燈管消毒不足甚至無效消毒。即便是用紫外線輻照度計測定每隻紫外線燈管的輻照度以計算出大體的消毒時間，但是無法控制消毒過程中輻照度的變化對消毒效果影響。又因為紫外線對人體皮膚、黏膜損傷特別大，所以不可能每次消毒時都去測定每隻燈管的輻照度。因此，研製一種可自動控制紫外線消毒劑量的設備已非常必要了。
本實用新型的目的是提供一種能控制紫外線消毒劑量的自動監控裝置，當紫外線燈管對消毒空間發射的紫外線達到消毒劑量時，自動關閉紫外線消毒燈管，並在紫外線消毒燈管的輻照度低於國家標準時自動報警。
為解決上述任務，本實用新型採用單片計算機系統完成自動監控過程。它由探頭、A/D轉換器、單片計算機、可控矽控制電路組成。探頭垂直於紫外線燈管固定在紫外線燈管中心上方，將紫外線燈管發射的紫外線輻照度轉化成電信號，電信號的大小直接反映輻照度的大小；探頭通過導線經A/D轉換器接單片計算機，即將探頭採集到的輻照度的模擬電信號轉換成數位訊號送入單片計算機；在單片計算機中存放著輻照度與紫外線消毒劑量的關係曲線，單片計算機根據此關係曲線由輻照度信號的大小計算出所需要的紫外線消毒劑量，並且不斷檢測紫外線燈管的輻照度計算它發射紫外線的劑量；單片計算機又與可控矽控制電路相連，可控矽控制電路連接到紫外線燈鎮流器，這樣當紫外線燈管發射紫外線的劑量達到所需消毒劑量時，單片計算機通過可控矽控制電路關閉對紫外線燈鎮流器的供電，完成消毒過程。單片計算機的CPU還連接著功能鍵控制系統、數碼顯示系統、報警系統和計算機接口。
所說的探頭由單色光器、紫敏矽光電池、放大電路構成，紫敏矽光電池置於單色光器之後，其輸出端與放大電路的輸入端相連；放大電路是由運算放大器構成的。探頭可以有多個，以同時檢測多個紫外線燈。所說的輻照度與紫外線消毒劑量的關係曲線體現了輻照度大時紫外線消毒劑量小、輻照度小時紫外線消毒劑量大的雙曲線函數關係。
由於採用單片機系統，按預定的關係曲線自動控制紫外線消毒劑量，克服了定時照射消毒中新紫外線消毒燈管消毒過量，而舊紫外線燈管消毒不足甚至無效消毒，從而得到理想的消毒效果。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。
圖1為紫外線消毒自動監控儀的組成示意圖；圖2為紫外線消毒自動監控儀探頭的結構示意圖；圖3為加強消毒紫外線輻照度與紫外線消毒劑量的關係曲線；圖4為常規消毒紫外線輻照度與紫外線消毒劑量的關係曲線；圖5為電腦程式流程圖。
如
圖1所示，本實用新型主要由探頭2、A/D轉換器、單片機計算機14、可控矽控制電路4、功能鍵控制系統6、數碼顯示系統7、報警系統8組成，探頭2垂直於紫外線燈管1固定在紫外線燈管1中心上方一定的距離，探頭2通過導線經A/D轉換器接單片計算機14的中央處理器(即CPU)，CPU還連接著可控矽控制電路4、功能鍵控制系統6、數碼顯示系統7、報警系統8；可控矽控制電路4連接到紫外線燈的鎮流器5。該儀器還設有計算機接口10。探頭2有多個，每路探頭各檢測一隻燈管。整個系統由變壓器9供電。所說的單片計算機14可採用INTEL公司的8031或其他功能相近的單片機IC，所述可控矽控制電路、功能鍵控制系統6、數碼顯示系統7、報警系統8均採用單片機控制系統中的常規電路，如數碼顯示系統採用多個數碼管，報警系統採用發光二極體。
探頭2，即紫外線輻照度探測器，其結構如圖2所示。它由單色光器11、紫敏矽光電池12、放大電路13構成。單色光器11隻透過具有消毒作用的C波段紫外線，C波段以外透過率小於2‰，確保探頭探測數據的特異性。紫敏矽光電池12的響應峰值在330nm，在C波段波長範圍內均有很高的靈敏度。紫外線燈管1發射的紫外線通過單色光器11照射到紫敏矽光電池12上，紫敏矽光電池12將輻照度轉化為電信號送給放大電路13放大後送給主機上的A/D轉換器。所述的放大電路13是由運算放大器構成的放大電路。
本機的工作過程為紫外線燈管1發出的紫外線照射到探頭2上，探頭2將輻照度轉化成電信號經過放大送到A/D轉換器，A/D轉換器將探頭2送來的模擬信號轉化成數位訊號送到單片計算機14的CPU，CPU利用存儲器3內存儲的程序進行數據運算，當紫外線燈管發射的紫外線達到消毒劑量時通過可控矽控制電路4關閉對紫外線燈鎮流器5的供電，完成消毒過程。在消毒過程中可隨時通過按鍵指令使數碼管顯示當時各路燈的輻照度或剩餘消毒時間；如沒有按鍵幹預，數碼管顯示消毒的時間。在消毒過程中CPU如果發現輻照度有低於70μW/cm2的紫外線燈則通過報警系統8進行報警，即點亮該燈對應的發光二極體報警。
在單片計算機中的存儲器3中存儲著該設備的運行程序，它包括加強消毒時紫外線輻照度和紫外線消毒劑量的關係曲線如圖3、常規消毒時紫外線輻照度和紫外線消毒劑量的關係曲線如圖4。圖3、圖4中X軸都表示紫外線輻照度，Y軸都表示紫外線消毒劑量。加強消毒和常規消毒均體現出輻照度大時紫外線消毒劑量小，輻照度小時紫外線消毒劑量大。程序流程圖見圖5，其運行過程為儀器打開電源後，先進行自檢，然後進入紫外線燈管穩定等待狀態，這時可以通過按鍵選擇加強消毒或常規消毒，如果不選擇就按照常規消毒的紫外線輻照度和紫外線消毒劑量的關係曲線進行消毒。等待5分鐘，紫外線燈管發射的紫外線基本穩定時，儀器開始第一次測定每隻紫外線燈管的輻照度，計算平均值，由此平均輻照度根據計算機內存儲的紫外線輻照度和消毒劑量的關係曲線計算出所需的紫外線消毒劑量。然後每間隔一定的時間檢測一次各路燈的輻照度，計算平均值，並計算這段時間內紫外線燈管發射的紫外線劑量，再將此劑量與在這之前的各段時間內發射的劑量和累加，若累加劑量達到所需的紫外線消毒劑量時CPU就可通過可控矽控制電路關閉紫外線消毒燈，同時關閉儀器電源；否則再間隔一定時間檢測輻照度，如此反覆直至達到所需的消毒劑量。
權利要求1.一種紫外線消毒自動監控儀，其特徵是它由探頭(2)、A/D轉換器、單片計算機(14)、可控矽控制電路(4)組成；探頭(2)垂直於紫外線燈管固定在紫外線燈管中心上方；探頭(2)通過導線經A/D轉換器接單片計算機(14)，在單片計算機(14)中存放著輻照度與紫外線消毒劑量的關係曲線，單片計算機(14)又與可控矽控制電路(4)相連，可控矽控制電路(4)連接到紫外線燈鎮流器(5)。
2.根據權利要求1所述的紫外線消毒自動監控儀，其特徵是所述的單片計算機(14)的CPU還連接著功能鍵控制系統(6)、數碼顯示系統(7)、報警系統(8)和計算機接口(10)。
3.根據權利要求1、2所述的紫外線消毒自動監控儀，其特徵是所說的探頭(2)由單色光器(11)、紫敏矽光電池(12)、放大電路(13)構成；紫敏矽光電池(12)置於單色光器(11)之後，其輸出端與放大電路(13)的輸入端相連；所述的放大電路(13)是由運算放大器構成的放大電路；探頭(2)可以有多個。
4.根據權利要求1所述的紫外線消毒自動監控儀，其特徵是所述的單片計算機(14)中存放的輻照度與紫外線消毒劑量的關係曲線體現了輻照度大時紫外線消毒劑量小、輻照度小時紫外線消毒劑量大的雙曲線函數關係。
專利摘要本實用新型公開了一種紫外線消毒自動監控儀, 用於醫療無菌環境的空氣紫外線消毒。它由探頭、A/D轉換器、 單片計算機、可控矽控制電路組成。探頭將紫外線燈管發射的 紫外線輻照度轉化成電信號,經A/D轉換器接單片計算機,在單 片計算機中存放著輻照度與消毒劑量的關係曲線, 當紫外線燈管發射紫外線的劑量達到所需消毒劑量時,單片計 算機通過可控矽控制電路關閉對紫外線燈。它實現了對紫外線 消毒過程的自動監控,效果理想。
文檔編號A61L9/18GK2364891SQ9921994
公開日2000年2月23日 申請日期1999年2月7日 優先權日1999年2月7日
發明者張本文, 王富業, 裴愛珍, 陳燕, 吳家榮, 張志文, 劉炳國, 焦運才 申請人:山東省泰安市第一人民醫院, 國營第五八〇八廠