化学淋浴控制方法及实施该方法的化学淋浴控制装置

摘要

本发明涉及化学淋浴控制方法及实施该方法的控制装置，该方法包括以下步骤：终端接收化淋溶液的目标体积和稀释倍数，并得到体积阈值和目标密度；终端接收来自第一检测器的剩余体积，并且当剩余体积小于体积阈值时，终端基于目标体积与剩余体积生成第一指令信息以指示第一控制机构开启并释放原液和稀释液；终端接收来自第二检测器检测的密度，终端基于化淋溶液的密度与目标密度生成第二指令信息以控制第一控制机构提供原液的体积和稀释液的体积，且终端重新接收来自第二检测器检测的密度并使化淋溶液的密度趋于直至等于目标密度；当终端重新接收的来自第一检测器的化淋液体积已达到目标体积，生成第三指令信息以指示第一控制机构关闭。

说明书

技术领域

本发明涉及化学淋浴技术领域，尤其涉及一种化学淋浴控制方法。

背景技术

近几年，随着各种生物危害对社会产生的不良影响，生物安全实验室在各地设立起来，特别是建设了几个高等级生物安全实验室以用于高危烈性病毒研究。生物安全是国家安全的重要组成部分。化学淋浴消毒装置作为实验室中的关键设备同时也是实验室围护结构的重要组成部分，其在保证工作人员进出实验室的同时，还需要确保清洁区和污染区域的隔离，从而保证实验室的气密性，进而防止污染物外泄。

目前在全世界范围内，实验室专用的化学淋浴消毒装置主要用于BSL4实验室和大动物BSL3实验室。化学淋浴消毒装置主要由加药装置和化学淋浴装置两部分组成，从而对出入实验室的工作人员进行淋浴消毒。实践中所需的化学喷淋药液通常是采用高浓度的原液按比例加水稀释到低浓度而获得的混合药液。

传统喷淋药液都是通过人工配制来获得，这样不仅费时费力，而且由于高浓度的原液具有很强的腐蚀性，一旦操作不当就会造成人身伤害，所以传统的、通过人工配制来获得喷淋药液的方法存在很高的危险性。

基于上述理由，亟需提供一种新的喷淋药液的配制方法以克服现有技术存在的上述缺陷。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种方法，借此克服上述现有技术的缺点。

为了完成上述任务，根据本发明的一个方面，提供一种化学淋浴控制方法，其特征在于，包括以下步骤：终端接收来自用户输入的化淋溶液的目标体积和稀释倍数，并基于所述目标体积和预设比例得到体积阈值，同时基于配制所述化淋溶液的原液和稀释液各自的密度以及所述稀释倍数得到所述化淋溶液的目标密度；所述终端接收来自第一检测器检测的位于容器内的化淋溶液的剩余体积，并且当所述剩余体积小于所述体积阈值时，所述终端基于所述目标体积与所述剩余体积生成第一指令信息以指示第一控制机构开启并释放所述原液和所述稀释液；所述终端接收来自第二检测器检测的位于该容器内的化淋溶液的密度，所述终端基于所述化淋溶液的密度与所述目标密度生成第二指令信息以控制所述第一控制机构提供所述原液的体积和所述稀释液的体积，且所述终端重新接收来自第二检测器检测的位于该容器内的化淋溶液的密度并使该容器内的化淋溶液的密度趋于直至等于目标密度；判断所述终端接收的来自所述第一检测器检测的位于该容器内的化淋溶液的体积是否已达到目标体积，并且当所述终端重新接收的来自所述第一检测器的位于该容器内的化淋液体积已达到目标体积，生成第三指令信息以指示所述第一控制机构关闭。

优选地，所述方法还包括：判断所述剩余体积是否为零；当所述化淋溶液的所述剩余体积为零时，根据所述稀释倍数和所述剩余体积的第一映射关系得到所述目标密度，所述第一映射关系对应的公式如下：

式中，ρ

优选地，所述方法还包括：所述终端接收用户输入的喷淋时间和默认喷淋时间，所述终端判断污染门关闭之前是否曾开启非污染门，在判断所述污染门关闭之前没有开启过非污染门的情况下，所述终端生成用于控制第二控制机构开启的第四指令信息以按照所述喷淋时间执行喷淋并在完成喷淋后才允许开启非污染门。

优选地，所述方法还包括：所述终端接收用户输入的喷淋时间和默认喷淋时间，所述终端判断污染门关闭之前是否曾开启非污染门，在判断所述污染门关闭之前开启过非污染门的情况下，所述终端生成用于控制第二控制机构开启的默认指令信息以按照默认喷淋时间执行喷淋。

优选地，所述体积阈值为所述目标体积的10％。

优选地，所述方法还包括：所述终端接收所述化淋溶液的密度，当所述密度超过所述目标密度的±10％时，所述终端生成用于提醒用户配液的第五指令信息。

优选地，所述方法还包括：所述终端获取所述化淋溶液的预设保质期并判断所述化淋溶液的储存时间是否超过预设保质期，在判断所述化淋溶液的储存时间超过所述预设保质期的情况下，所述终端生成用于提醒用户配液的第六指令信息。

优选地，所述方法还包括：所述终端接收来自用户的熏蒸信号并根据所述熏蒸信号生成用于控制所述第二控制机构关闭的第六指令信息。

根据本发明的另一方面，还提供一种化学淋浴控制装置，所述化学淋浴控制装置被构造成实施前述化学淋浴控制方法，其包括：接收装置，其接收来自用户输入的化淋溶液的目标体积和稀释倍数并基于所述目标体积和预设比例得到体积阈值和基于配制所述化淋溶液的原液和稀释液各自的密度以及所述稀释倍数得到所述化淋溶液的目标密度；所述接收装置还接收来自第一检测器检测的位于容器内的所述化淋溶液的剩余体积以及来自第二检测器检测的位于该容器内的所述化淋溶液的密度；生成装置，所述生成装置判断所述剩余体积小于所述体积阈值时基于所述目标体积和剩余体积生成第一指令信息以用于开启并释放所述原液和所述稀释液，所述生成装置基于第二检测器检测的位于该容器内的所述化淋溶液的密度和所述目标密度生成第二指令信息以用于调整第一控制机构提供的所述原液和所述稀释液的体积；所述生成装置判断由所述接收装置接收的来自第一检测器检测所述化淋溶液的体积已达到目标体积，以及接收的来自第二检测器检测的位于容器内的化淋溶液的密度等于目标密度，所述生成装置生成第三指令信息以用于关闭所述第一控制机构。

优选地，所述第二控制机构与所述化学淋浴控制装置通信联接，并且所述第二控制机构被构造成可执行自动喷淋模式、强制喷淋模式和手动喷淋模式。

本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本发明后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1为本发明的化学淋浴控制方法的流程图；

图2为本发明的化学淋浴控制方法的替代实施例的流程图。

具体实施方式

现参考附图来详细说明根据本发明的化学淋浴方法和化学淋浴装置的示例性方案。提供附图是为了呈现本发明的多个实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本发明的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有的附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上”、“下”和其它方向性术语将被理解为具有其正常含义且指正常观看附图时所涉及的那些方向。除非另有指明，否则本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本发明中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个零部件与其它零部件区分开。

如图1所示，本发明提供一种化学淋浴控制方法，在本文中，化学淋浴也可简称为化淋。具体地，该方法包括配制化淋溶液、实施喷淋并且还可以包括熏蒸。化淋溶液包括原液和稀释液，稀释液包括第一稀释液和第二稀释液，第一稀释液可选地是水，而第二稀释液则为储液罐(容器)中的剩余化淋溶液。储液罐中配备有体积传感器和密度传感器。储液罐中的化淋溶液的体积信息和密度信息均显示在终端上，尤其是终端的控制面板或显示器上。终端可以是运行PID算法程序的可编程逻辑控制器(PLC)，在实际应用中，通常以PLC控制柜的形式呈现。

在配制化淋溶液时，如在图1(或图2)的步骤101中，用户在终端的控制面板上输入需要配制的化淋溶液的目标体积和期望实现的稀释倍数，终端会基于目标体积和预设比例得到体积阈值，体积阈值通常是目标体积的10％(该百分比数值即为预设比例)，当然体积阈值并不限于目标体积的10％，用户也可以根据实际需要适当调整体积阈值；另外，还在图1中的步骤101中，终端还会基于稀释倍数、配制化淋溶液的原液和稀释液各自的密度得到目标密度。

具体地，目标密度可基于下文提到的关系式获得并且一般是在储液罐中没有剩余化淋溶液的情况下计算得到。布置在储液罐内的体积传感器(即第一检测器)将实时检测到的剩余体积数据反馈给终端。在终端接收到体积传感器检测的位于储液罐内的化淋溶液的剩余体积时，终端会对剩余体积和体积阈值进行比较。在剩余体积小于体积阈值时，终端生成第一指令信息，该第一指令信息被发送至第一控制机构，从而指示第一控制机构开启并释放原液和稀释液(第一稀释液)以配制化淋溶液。

如在，在第一控制机构开启并释放原液和稀释液同时(参见图2中步骤102)或稍后(参见图1中的步骤102和步骤103)，终端接收来自密度检测器的检测数据，并且终端通过比较此时检测的密度值和终端密度而生成了第二指令信息，该第二指令信息被发送至第一控制机构以用于调整第一控制机构释放原液和稀释液的体积并使储液罐内的化淋溶液的密度趋于直至等于目标密度。目标密度检测器与终端通信联接，通常密度检测器对储液罐内化淋溶液进行的密度检测是实时的，但是也可能在滞后第一控制机构执行动作几秒钟或稍长时间之后进行。用户可以根据需要设置密度检测器实施检测的时间间隔，当然这样的时间间隔的设置需要满足储液罐内的化淋溶液在配制完时既满足目标体积又满足目标密度的要求，如果时间间隔设置不合理，设置将失败。

最终，在终端接收的来自体积检测器检测到的储液罐内的体积已经达到目标体积时，实际上密度检测器反馈给终端的储液罐中的密度也已经与目标密度相等，此时生成第三指令信息，该指令信息指示第一控制机构关闭，从而停止原液和稀释液(水)的供应。

在实际应用中，通常存在以下两种配液情况，一种是储液罐内没有化淋溶液，稀释液仅为水的情况；另一种则是储液罐内仍有化淋溶液剩余的情况，在配液时，第一稀释液可以是水，而剩余化淋溶液可以看作是第二稀释液。

这两种情况通常是顺序发生的，即最开始配液的情况属于第一种情况，也就是储液罐中化淋溶液的体积为零的情况，此时，原液和稀释液可以按比例供应，同时在配制过程出现偏差时进行实时调整、校准；或者，原液和稀释液最初供应时并不是按照既定比例进行的，而是在配制过程中实时调整校准，直至获得最终的目标体积和目标密度。在化淋溶液初次配制完成后，用户在需要时即可进行喷淋，随着化淋溶液的不断使用，储液罐内的化淋溶液体积随之减少，在化淋溶液减少到小于例如目标体积的10％的情况下，即储液罐内检测到的剩余的化淋溶液小于体积阈值时，终端会提醒用户配液，此时发生的配液操作即属于第二种情况。

在第一种情况下，终端根据目标稀释倍数、原液和稀释液各自的密度计算得到目标密度，目标密度是按照以下(第一)映射关系获得的：

式中，ρ

第一种配液情况下，储液罐内无化淋溶液，稀释液为水，原液密度ρ

在第一种配液情况下，储液罐中没有残余化淋溶液，如图1的步骤102所示，终端在接收来自体积检测器的体积检测数据后，通过比较剩余体积和体积阈值，判断需要基于目标体积和剩余体积(此时剩余体积为零)生成第一指令信息，即开启指令，该指令信息指示控制机构开启并释放原液和稀释液。在原液和稀释液释放后，如图1的步骤103所示，终端基于从步骤101中获得的由稀释倍数、原液的密度和稀释液的密度计算得到的目标密度和终端接收的来自密度检测器检测到的位于储液罐内的化淋溶液的密度数据生成第二指令信息(即调整指令)，该指令信息被发送至第一控制机构，主要用于调整控制机构比如阀的开启程度(角度)，从而不断调整原液和稀释液(水)的供应量。而且，在该步骤中，终端不断实时的接收储液罐内化淋溶液的密度变化并通过调整原液和稀释液的体积使得储液罐内的化淋溶液的密度趋近于目标密度直到达到目标密度。体积检测器和密度检测器分别实时检测储液罐的体积和密度，如图1所示的步骤104中，在终端获得体积检测器检测的储液罐的体积已经达到目标体积时(实际上储液罐内的化淋溶液的密度也达到目标密度)，此时终端生成了第三指令信息，即关闭指令，该指令信息被发送至第一控制机构，从而关闭第一控制机构。

在第二种配液情况下，储液罐中还残留一定量的化淋溶液。如步骤101所示，在化淋溶液的体积小于体积阈值，体积阈值即为上文提到的目标体积的10％，终端获得体积检测器检测的位于储液罐内的化淋溶液的体积数据，从而终端会实施配液操作。或者可选地，在储液罐内的化淋溶液体积小于体积阈值时，终端也可以提醒用户应该进行配液操作，用户也可以根据实际需要选择是否配液。

通常用户配制的化淋溶液的目标体积和稀释倍数不会改变，所以终端可以基于此前用户输入的目标体积和稀释倍数进行化淋溶液的配制，即与图1(或图2)中步骤101所获得目标密度相同。如图2中步骤102所示，在终端获得化淋溶液残余量小于体积阈值后实施自动配液(没有提醒或问询用户)的情况下，终端基于目标体积和储液罐内的剩余体积确定需要配制多少体积的化淋溶液，从而生成了第一指令信息，该第一指令信息用于指示第一控制机构开启并释放原液和稀释液，在开启并释放原液和稀释液时，例如同时实施密度检测，密度检测器将实时检测的密度反馈给终端，终端基于实时检测的化淋溶液的密度与目标密度并通过运行的PID算法程序向释放原液和稀释液的第一控制机构发送第二指令信息，该指令信息用于指示第一控制机构比如阀的开启程度，即调整释放的原液和稀释液(水)的体积。

如在图2的步骤103中，在终端获取储液罐中的化淋溶液的体积已经达到目标体积(实际上终端获取的储液罐内的化淋溶液的实时密度与目标密度相等)时，终端发送停止第一控制机构继续释放原液和稀释液的第三指令信息，参见图2的步骤104。

上述提到的第一控制机构、第二控制机构通常可能涉及球阀、电磁阀等。本发明提到的控制方法可用于现有的化淋系统或化淋装置，而无需对执行配液操作的系统或装置进行较大的改进。

在完成化淋溶液的配制之后，用户可以在需要进行化淋时启动喷淋操作。喷淋通常在喷淋室中实施，喷淋室通常包括两扇门，用户可以经由第一门(非污染门)从无污染环境进入喷淋室，然后经由第二门从喷淋室进入污染环境，由于第二门直接接触污染环境，所以也将第二门称为污染门。喷淋操作是否执行取决于终端判断污染门关闭之前是否曾开启非污染门。

在一种情况下，比如用户来自非污染环境，在用户于终端比如控制面板上输入喷淋时间(即终端获取喷淋时间)和默认喷淋时间之后，用户可以开启非污染门进入喷淋室，然后可以经由污染门离开喷淋室。在用户离开喷淋室之后，终端判断污染门关闭之前是否曾开启非污染门，在判断完成后，比如在前述情况下，污染门关闭之前开启过非污染门，说明用户来自非污染环境，则终端生成相应的指令信息以控制第二控制机构按照默认喷淋时间执行喷淋。在一次喷淋结束后，终端则重新开始执行是否实施喷淋的判断步骤。

在另一种情况下，比如用户来自污染环境，在用户于终端比如控制面板上输入喷淋时间(即终端获取喷淋时间)和完成默认喷淋时间之后，用户在污染空间作业。作业完成后，用户可以开启污染门进入喷淋室，终端重新判断污染门关闭之前是否开启过非污染门，在判断完成后，比如在前述情况下，污染门关闭之前没有开启过非污染门，说明用户来自污染环境，则终端生成相应的指令信息以控制第二控制机构按照用户设置的喷淋时间执行喷淋并控制污染门处于关闭状态，直到第二控制机构完成喷淋才允许开启非污染门。

储液罐中的化淋溶液在配制一段时间之后可能发生过期或性质改变的情况，因此，需要基于这些可能产生的变量提醒用户是否需要配制化淋溶液。

终端实时接收来自密度检测器检测的储液罐内化淋溶液的密度数据以获取化淋溶液的密度变化情况，当终端判断化淋溶液的密度超过目标密度的±10％时，终端生成相应的指令信息以提醒用户需要重新配制化淋溶液。相应的提醒会在控制面板或显示器上显示，通常可以用指示灯的方式来提醒用户。

除了上述指标外，还可以基于化淋溶液存放在储液罐中的时间来判断是否需要配制化淋溶液。终端获取化淋溶液的预设保质期，比如用户输入一个预设保质期为7天，则终端判断会判断化淋溶液的储存时间是否超过7天，当判断化淋溶液的储存时间超过7天的情况下，终端则生成相应的指令信息以提醒用户需要配制化淋溶液。可以与前述的提醒方式类似，比如在控制面板或显示器上以指示灯的方式显示，更加直观且方便地提醒用户需要配制化淋溶液。当然，用户可以根据应用实际选择是否配制化淋溶液。

在实施熏蒸的步骤中，终端接收来自用户的熏蒸信号，比如用户在控制面板上进行相应的输入，终端会根据该熏蒸信号生成相应的指令信息，该指令信息指示第二控制机构关闭。然后用户可以自行将熏蒸管路与喷淋室连接并根据需求进行熏蒸操作。

本发明还提供一种化学淋浴控制装置，其被构造成执行上述化学淋浴控制方法，该控制装置包括接收装置，接收装置被构造用于接收来自用户输入的化淋溶液的目标体积和稀释倍数并且即，基于目标体积和预设比例得到体积阈值和基于配制所述化淋溶液的原液和稀释液各自的密度以及所述稀释倍数得到所述化淋溶液的目标密度；该接收装置还用于接收来自第一检测器比如体积检测器检测的位于储液罐内的化淋溶液的剩余体积，以及接收来自第二检测器比如密度检测器检测的储液罐内化淋溶液的密度；和生成装置，当生成装置确认储液罐内化淋溶液的剩余体积小于体积阈值时，生成装置基于目标体积和剩余体积生成第一指令信息以用于开启并释放原液和稀释液，而且生成装置还基于储液罐内化淋溶液的密度和目标密度生成第二指令信息以用于调整第一控制机构提供的原液和稀释液的体积，从而使得储液罐内化淋溶液的体积逐渐趋于直到等于目标体积。然后生成装置判断由所述接收装置接收的来自第一检测器的剩余体积已达到目标体积(此时终端接收的来自第二检测器的剩余溶液的密度等于目标密度)时，则生成装置生成第三指令信息以用于关闭所述第一控制机构。

虽然仅用有限量的实施例详细描述本发明，但是应当容易地理解，本发明不限于所公开的这样的实施例。相反，可通过合并任何数量的此前未描述的变化、改变、替代或等同装置来修改本发明，但是这与本发明的精神和范围相当。此外，虽然已经描述了本发明的各个不同实施例，可以理解，本发明的方面可仅包括实施例中的一些。因此，本发明不被视为受前述说明的限制，但仅受所附权利要求限制。