专利名称：出入口通道自动灭菌系统的制作方法
技术领域：
本发明属于灭菌控制装置，特别适应于无菌养殖场出入口通道对人、物流灭菌的自动化管理。
背景技术：
随着社会的发展，养殖业的发展已进入工业化生产规模。大型养殖基地的建立对养殖场的环境条件要求越来越高，无菌操作间已成为对养殖基地的起码要求。因为稍有不慎就可能导致疾病的流行，造成无可挽回的巨大损失。对此，只能严格养殖场的环境管理，对场地洁净化，特别是警惕外来病菌的导入。在所有防范措施中，防止从养殖场出入口带菌入场是最关键的管理环节。入场的人、物均可能成为带菌者而对养殖场构成威胁。所以，目前养殖场均在入口处设置严格的检测手段，并设置复杂的消毒措施。如在出入口的通道中设置臭氧、紫外光源、消毒剂，并借助无菌气流淋浴入场人员。采用配好的标准消毒液，当人进场时雾化喷淋使进场人员消毒、清污。进一步采取的手段有超声雾化。目前的消毒设备的启动全凭着值班人员手工操作，虽然有严格的条例约束，但毕竟会产生麻痹、松懈而疏漏了消毒的执行。这种疏漏是及其危险的，自动化的管理系统对消毒灭菌程序规范化管理已成为现代化养殖场的需要。这对于生物工程、制药及其他要求高度洁净而不可避免有物流、人流频繁进出入的场合，尤其显得重要。
发明内容
本发明的目的在于要在洁净场合的进出入通道口上设置自动控制的灭菌系统，使该系统能够在人、物流进入的同时启动消毒灭菌的执行机构，完成规范化的消毒灭菌作业，以确保通道内的高洁净无菌环境。
为实现以上目的，本发明的关键是设计了一套自动控制电路。由该控制电路米操作灭菌装置的执行机构形成通道内的灭菌环境。当由探测系统判定的信号可以确认是人或物流进入时，这个灭菌装置就按规范执行消毒程序，严格保证毒源不进入“防卫场所”。这样就可能防止任何疏漏，确保环境安全。为实现以上的功能，本设计中由二部分结构组成第一部分是人、物流的传感器，它主要能探知是否有人、物流正在进入通道；第二部分是将探测到的信号进行处理，以判定是否是进入通道的目标，而不是离开通道而出场的目标，我们称其为逻辑判定电路；经逻辑判定的信号，再传递到相应的计数器做进出入记录统计，同时也启动触发电路发出信号开关电路使灭菌执行机构进入工作状态。这时通道内变成消毒灭菌环境使进入的人、物得到消毒。如果逻辑判定是离开，则消毒灭菌装置不启动，只记下离场数量。
为进一步说明本发明是如何通过具体的实施方案实现的，下面结合给出的附图进一步说明本设计的结构关键和作用。
图1为本系统的结构框图。
图2为红外探测器电原理图。
图3为逻辑判定电路的电原理图。
图4为执行触发电路的结构原理图。
其中，A框代表传感器，A11、A12，A21、A22，A31、A32，A41、A42分别代表4对对应设置的红外发生器和红外线传感器。其中A11、A12和A21、A22代表“进”探测组；A31、A32和A41、A42代表“出”信号探测组。B框代表逻辑判定电路，B11、B12代表与“进”红外探测器相对应的宽、窄脉冲触发器，B21、B22代表与“出”红外探测器相对应的窄、宽脉冲触发器。B3、B4代表双与非门元件，B5、B6代表延时触发器。LC框代表触发执行电路，其中LC1、LC2为两个触发延时电路，LC3、LC4为两路开关电路。LD1、LD2为计数器。E1为消毒紫外灯，E2为臭氧发生器，E3为消毒液雾化器，E4为超声喷雾装置。R1-R19为电阻，C1-C21为电容元件，J1、J2为继电器，CY1晶体震荡器，BG1-BG4为三极管，D1为红外发光二极管，D3为红外光敏二极管，D4、D6、D8为二极管。
本次设计中采用的是遮挡式红外线探测器来采集人、物流信号，把红外线传感器中(每个传感器中包括发、收两部分)每两个一组分别用来探测“进”信号和“出”信号。图中A11、A12和A21、A22是探测“进”信号，设在通道“进口”端，A31、A32和A41、A42是探测“出”信号，设在通道“出口”端。每对探测器的距离为探测物体1-3个宽度。接近“端口”的探测器接到逻辑判定电路(B)中的宽脉冲发生器(B11、B21)，另一个输出接窄脉冲发生器(B12、B22)。其宽脉冲的宽度相当于人或车辆从一个传感器移动到另一个传感器的时间，这就保证了人或车辆在通道中必须对两个传感器先后触发，才能保证有信号输出，这等于是采取了识别措施，排除了可能异物通过而形成的干扰，保证了准确的信号采集。从进口端或出口端采集的信号，可以通过与非门触发器反馈至另一通道端口的探测器与非门上封锁其输出，这样就保证了信号采集的单一性，不会将“进”、“出”信号重复采集。
具体实施例方式
从给出的附图可以看出，本设计中采取了4个红外线传感器分两组，分别设置在通道的进口端和出口端。每对布置的间隔为被探测物的1-3倍宽度，将每个红外探测器所采集的信号分别对应送至逻辑判定电路B的输出端，接近通道远端口的探测器送至宽脉冲发生器(B11、B21)，在通道中间分布的红外探测器采集信号送至窄脉冲发生器(B12、B22)，为了抗干扰采取的措施。逻辑判定电路B是为了准确的将“进”信号取出来，为此，特别设定了两个宽脉冲触发器(B11、B21)来处理来自通道端口位置上的红外传感器信号(A11、A21)，并用两个窄脉冲触发器(B12、B22)来处理设置在通道中的红外传感器(A12、A22)信，处理后的信号，均引入两个与非门(B1、B4)，再通过两个与非门(B1、B4)输出的信号经两个延时触发器(B5、B6)反馈到与非门(B1、B4)的输入端形成输出信号上锁，即同时只能有一种信号，“进”或“出”信号输出，并借以上的结构有效地排除了异物干扰。采集到的真实信通过与非门输入到计数器，或输入至触发执行电路LC的启动端。
触发执行电路LC是由两部分组成延时触发器(LC1、LC2)和开关电路(LC3、LC4)。当逻辑判定应启动消毒灭菌程序之后，将信号发出形成触发执行电LC1、LC2产生输出并将输出延时到规定的灭菌时间，此时与LC1、LC2连接的开关电路LC3、LC4进入工作状态，实现对灭菌装置电源的切换，并一直延续到灭菌规范的时间。开关电路的自动切换驱动执行机构完成各类灭菌装置进入工作状态。
为进一步说明本设计是如何具体实现的，给出了每一部分的实施例电原理图。
红外线传感器的电路结构包括以下两部分1、由集成块5104、复合放大器BG1、BG2、晶体震荡器CY1、二极管D2、配套电阻R1、R2、电容C3、C2和红外发光二极管D1搭接而成的红外光源发射电路。
2、由集成块5204、晶体管BG3、二极管D4、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、电容C3、光敏二极管D4搭接成的红外光接收电路。
其中发光二极管D1和光敏二极管D3是传感偶件。在人、物流的通道中相对设置，每当有遮挡时其有一个信号输出。本设计中采取两组传感器，每组两对元件，形成“进”和“出”信号的采集，并相互自锁，防止误动作，所采取的信号送到逻辑判定电路LC中进行判定选择。
在逻辑判定电路LC中，首先要对来自传感器(A12-A42)的信号进行处理，对设在通道出入口端的传感器采取信号与宽脉冲触发器(B11、B21)相连，每组另一个传感器与窄脉冲触发器(B12、B22)相连，其目的是为了两组传感器对运动物体的连续采集来确定采集目标，抗干扰。然后，再将处理后的信号送至与非门进行逻辑判定。宽、窄脉冲触发器的电原理图上基本相同，借用集成块74HC123和阻容元件搭接而成。宽窄脉冲的区别主要是配合阻容常数的确定，即宽脉冲触发器的脉冲宽度由R10、C4确定，窄脉冲触发器的脉冲宽度由R11、C5确定。另外，组成逻辑判定电路C中的延时触发器B5、B6结构相同都可用74HC123与阻容元件R12、C6(或R13、C7)组成，其延时的长短亦决定于时间常数元件R12、C6(或R13、C7)。
触发执行电路LC是在逻辑判定后用来控制消毒灭菌设备进入工作状态的。所以，设置有几种设备，就设置几路触发控制电路。本实施例给出的是两路控制，可以根据灭菌设备及工作程序的需要，具体设置控制电路的数目为1-3路。其中的延时触发器(LC1、LC2)可由集成块74HC123和外围阻容常数R16、C20组成，开关电路可由晶体管BG4和外围阻容元件组成，它是以继电器启动线圈(J1、J2)为负载的放大电路，由继电器的白金触点来控制灭菌设备的电源切换。通常控制电路设有1-3路，分别实施对臭氧发生器、紫外灯管、超声灭菌剂雾化器，当有人从进口进入通道后，由探测器A发出信号，锁定出口信号，进入入口计数。同时，整个过程严格、完善、无人管理，是现代化养殖场或无菌操作场所必备的看护卫士。
权利要求
1.出入口通道自动灭菌系统，由灭菌装置及其执行机构和执行机构的控制电路组成，其特征在于该控制电路由人、物流传感器(A)、逻辑判定电路(B)和执行触发电路(LC)三部分组成，由传感器(A)采集到的信号传至逻辑判定电路(B)，经逻辑判定的进出信号分别传到相应的计数器(LD1或LD2)和执行触发电路(LC)，经延时处理后将执行信号送至相应执行机构中的启动开关电路。
2.根据权利要求1所说的自动灭菌系统，其特征在于传感器(A)采用红外遮挡式位置传感器，由4个分红外传感器(A11、A12，A21、A22，A31、A32，A41、A42)分别设置在通道的“入口”端和“出口”端，并将所采集的信号送至逻辑判定电路(B)对应的输入端。
3.根据权利要求1所说的自动灭菌系统，其特征在于逻辑判定电路(B)由两个宽脉冲触发器(B11、B21)、两个窄脉冲触发器(B12、B22)、两个与非门(B3、B4)、两个延时触发器(B5、B6)组成，一个窄脉冲和一个宽脉冲触发器组成一组与对应的红外传感器组相连，形成出、入两种状态的信号，分别连在两个与非门(B3、B4)上，两个与非门(B3、B4)通过延时触发器(B5、B6)反馈互锁，从与非门(B3、B4)引出的状态信号直接引入对应的计数器(LD1、LD2)外再引入状态对应的执行触发电路(LC)的输入端。
4.根据权利要求1所说的自动灭菌系统，其特征在于执行触发电路(LC)由延时触发器(LC1、LC2)和开关电路(LC3、LC4)组成，由来自逻辑判定电路(B)的控制信号送至延时触发器(LC1、LC2)的触发端，触发器(LC1、LC2)发出的启动信号送到开关电路(LC3、LC4)，促使开关电路完成电源切换驱动执行机构工作。
5.根据权利要求2所说的自动灭菌系统，其特征在于4对红外线位置传感器中每路的电路结构包括以下二部分(1)由集成块5104、复合放大器BG1、BG2、晶体震荡器CY1、二极管D2、配套电阻R3、R2、电容C3、C2和红外发光二极管D1搭接而成的红外光源发射电路，(2)由集成块5204、晶体管BG3、二极管D4、电阻R1、R4、R5、R6、R7、R8、R9、电容C1、光敏二极管D3搭接成的红外光接收电路，应用时，红外发光二极管D1和光敏二极管D3设置在人、物流通道的对应面。
6.根据权利要求3所说的自动灭菌系统，其特征在于逻辑判定电路(B)中宽脉冲触发器(B11、B21)由集成块74HC123和阻容元件R10、C4组成，窄脉冲触发器(B12、B22)由集成块74HC123和外围阻容元件C11、C5组成，延时触发器(B5、B6)由集成块124与阻容元件R12、C6组成，各电路结构中的阻容元件组成时间常数电路。
7.根据权利要求4所说的自动灭菌系统，其特征在于触发执行电路(LC)中的延时触发器(LC1、LC2)是由集成块74HC123和外围阻容元件R16、C20组成，开关电路(LC3、LC4)是由晶体管BG4和外围阻容元件组成的，以继电路启动线圈(J1、J2)为负截的放大电路，继电器(J1、J2)的控制触点直接控制灭菌设备的电源切换。
8.根据权利要求书1所说的自动灭菌系统，其特征在于执行电路可以是1-3路，所控制的执行机构包括臭氧发生器、紫外灯管、超声灭菌剂雾化器。
全文摘要
本发明涉及一个自动灭菌系统，该系统是设置在无菌操作间的进出通道上，包括红外探测器、逻辑判定电路和触发执行电路三部分，用来自动控制灭菌装置。本系统借助多组红外线探头，完成对进入人(物)流的状态判定，并准确启动灭菌设备实现无人值守的严格消毒灭菌规范。
文档编号A61L2/20GK1428933SQ0114495
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月25日 优先权日2001年12月25日
发明者徐忠义, 张恒, 武萍, 郜伯宁 申请人:郜伯宁