专利名称：紫外线消毒自动监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医学消毒领域的医疗设备，具体地说是一种用于手术室、产房等无菌场所的紫外线空气消毒的自动监控装置。
目前，医疗单位无菌环境的空气消毒大多是使用紫外线照射消毒。用于消毒的紫外线主要是C波段紫外线。为了确保消毒效果，国家规定消毒环境中紫外线消毒灯装灯功率不少于1.5W/m3；紫外线灯管发射紫外线的强度(以下称为辐照度)不少于70μW/cm2；消毒时间不少于45min。但是紫外线灯管随着使用时间的延长辐照度也逐渐减弱，新紫外线灯管的辐照度一般在160μW/cm2，最高可达220μW/cm2，旧紫外线灯管的辐照度可低于70μW/cm2，最低可至20μW/cm2。同时紫外线灯管在消毒过程中其辐照度也随着电压和灯管温度等因素的变化而变化，因此定时照射消毒势必造成新紫外线灯管消毒过量，旧紫外线灯管消毒不足甚至无效消毒。即便是用紫外线辐照度计测定每只紫外线灯管的辐照度以计算出大体的消毒时间，但是无法控制消毒过程中辐照度的变化对消毒效果影响。又因为紫外线对人体皮肤、粘膜损伤特别大，所以不可能每次消毒时都去测定每只灯管的辐照度。因此，研制一种可自动控制紫外线消毒剂量的设备已非常必要了。
本实用新型的目的是提供一种能控制紫外线消毒剂量的自动监控装置，当紫外线灯管对消毒空间发射的紫外线达到消毒剂量时，自动关闭紫外线消毒灯管，并在紫外线消毒灯管的辐照度低于国家标准时自动报警。
为解决上述任务，本实用新型采用单片计算机系统完成自动监控过程。它由探头、A/D转换器、单片计算机、可控硅控制电路组成。探头垂直于紫外线灯管固定在紫外线灯管中心上方，将紫外线灯管发射的紫外线辐照度转化成电信号，电信号的大小直接反映辐照度的大小；探头通过导线经A/D转换器接单片计算机，即将探头采集到的辐照度的模拟电信号转换成数字信号送入单片计算机；在单片计算机中存放着辐照度与紫外线消毒剂量的关系曲线，单片计算机根据此关系曲线由辐照度信号的大小计算出所需要的紫外线消毒剂量，并且不断检测紫外线灯管的辐照度计算它发射紫外线的剂量；单片计算机又与可控硅控制电路相连，可控硅控制电路连接到紫外线灯镇流器，这样当紫外线灯管发射紫外线的剂量达到所需消毒剂量时，单片计算机通过可控硅控制电路关闭对紫外线灯镇流器的供电，完成消毒过程。单片计算机的CPU还连接着功能键控制系统、数码显示系统、报警系统和计算机接口。
所说的探头由单色光器、紫敏硅光电池、放大电路构成，紫敏硅光电池置于单色光器之后，其输出端与放大电路的输入端相连；放大电路是由运算放大器构成的。探头可以有多个，以同时检测多个紫外线灯。所说的辐照度与紫外线消毒剂量的关系曲线体现了辐照度大时紫外线消毒剂量小、辐照度小时紫外线消毒剂量大的双曲线函数关系。
由于采用单片机系统，按预定的关系曲线自动控制紫外线消毒剂量，克服了定时照射消毒中新紫外线消毒灯管消毒过量，而旧紫外线灯管消毒不足甚至无效消毒，从而得到理想的消毒效果。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的描述。
图1为紫外线消毒自动监控仪的组成示意图；图2为紫外线消毒自动监控仪探头的结构示意图；图3为加强消毒紫外线辐照度与紫外线消毒剂量的关系曲线；图4为常规消毒紫外线辐照度与紫外线消毒剂量的关系曲线；图5为计算机程序流程图。
如
图1所示，本实用新型主要由探头2、A/D转换器、单片机计算机14、可控硅控制电路4、功能键控制系统6、数码显示系统7、报警系统8组成，探头2垂直于紫外线灯管1固定在紫外线灯管1中心上方一定的距离，探头2通过导线经A/D转换器接单片计算机14的中央处理器(即CPU)，CPU还连接着可控硅控制电路4、功能键控制系统6、数码显示系统7、报警系统8；可控硅控制电路4连接到紫外线灯的镇流器5。该仪器还设有计算机接口10。探头2有多个，每路探头各检测一只灯管。整个系统由变压器9供电。所说的单片计算机14可采用INTEL公司的8031或其他功能相近的单片机IC，所述可控硅控制电路、功能键控制系统6、数码显示系统7、报警系统8均采用单片机控制系统中的常规电路，如数码显示系统采用多个数码管，报警系统采用发光二极管。
探头2，即紫外线辐照度探测器，其结构如图2所示。它由单色光器11、紫敏硅光电池12、放大电路13构成。单色光器11只透过具有消毒作用的C波段紫外线，C波段以外透过率小于2‰，确保探头探测数据的特异性。紫敏硅光电池12的响应峰值在330nm，在C波段波长范围内均有很高的灵敏度。紫外线灯管1发射的紫外线通过单色光器11照射到紫敏硅光电池12上，紫敏硅光电池12将辐照度转化为电信号送给放大电路13放大后送给主机上的A/D转换器。所述的放大电路13是由运算放大器构成的放大电路。
本机的工作过程为紫外线灯管1发出的紫外线照射到探头2上，探头2将辐照度转化成电信号经过放大送到A/D转换器，A/D转换器将探头2送来的模拟信号转化成数字信号送到单片计算机14的CPU，CPU利用存储器3内存储的程序进行数据运算，当紫外线灯管发射的紫外线达到消毒剂量时通过可控硅控制电路4关闭对紫外线灯镇流器5的供电，完成消毒过程。在消毒过程中可随时通过按键指令使数码管显示当时各路灯的辐照度或剩余消毒时间；如没有按键干预，数码管显示消毒的时间。在消毒过程中CPU如果发现辐照度有低于70μW/cm2的紫外线灯则通过报警系统8进行报警，即点亮该灯对应的发光二极管报警。
在单片计算机中的存储器3中存储着该设备的运行程序，它包括加强消毒时紫外线辐照度和紫外线消毒剂量的关系曲线如图3、常规消毒时紫外线辐照度和紫外线消毒剂量的关系曲线如图4。图3、图4中X轴都表示紫外线辐照度，Y轴都表示紫外线消毒剂量。加强消毒和常规消毒均体现出辐照度大时紫外线消毒剂量小，辐照度小时紫外线消毒剂量大。程序流程图见图5，其运行过程为仪器打开电源后，先进行自检，然后进入紫外线灯管稳定等待状态，这时可以通过按键选择加强消毒或常规消毒，如果不选择就按照常规消毒的紫外线辐照度和紫外线消毒剂量的关系曲线进行消毒。等待5分钟，紫外线灯管发射的紫外线基本稳定时，仪器开始第一次测定每只紫外线灯管的辐照度，计算平均值，由此平均辐照度根据计算机内存储的紫外线辐照度和消毒剂量的关系曲线计算出所需的紫外线消毒剂量。然后每间隔一定的时间检测一次各路灯的辐照度，计算平均值，并计算这段时间内紫外线灯管发射的紫外线剂量，再将此剂量与在这之前的各段时间内发射的剂量和累加，若累加剂量达到所需的紫外线消毒剂量时CPU就可通过可控硅控制电路关闭紫外线消毒灯，同时关闭仪器电源；否则再间隔一定时间检测辐照度，如此反复直至达到所需的消毒剂量。
权利要求1.一种紫外线消毒自动监控仪，其特征是它由探头(2)、A/D转换器、单片计算机(14)、可控硅控制电路(4)组成；探头(2)垂直于紫外线灯管固定在紫外线灯管中心上方；探头(2)通过导线经A/D转换器接单片计算机(14)，在单片计算机(14)中存放着辐照度与紫外线消毒剂量的关系曲线，单片计算机(14)又与可控硅控制电路(4)相连，可控硅控制电路(4)连接到紫外线灯镇流器(5)。
2.根据权利要求1所述的紫外线消毒自动监控仪，其特征是所述的单片计算机(14)的CPU还连接着功能键控制系统(6)、数码显示系统(7)、报警系统(8)和计算机接口(10)。
3.根据权利要求1、2所述的紫外线消毒自动监控仪，其特征是所说的探头(2)由单色光器(11)、紫敏硅光电池(12)、放大电路(13)构成；紫敏硅光电池(12)置于单色光器(11)之后，其输出端与放大电路(13)的输入端相连；所述的放大电路(13)是由运算放大器构成的放大电路；探头(2)可以有多个。
4.根据权利要求1所述的紫外线消毒自动监控仪，其特征是所述的单片计算机(14)中存放的辐照度与紫外线消毒剂量的关系曲线体现了辐照度大时紫外线消毒剂量小、辐照度小时紫外线消毒剂量大的双曲线函数关系。
专利摘要本实用新型公开了一种紫外线消毒自动监控仪, 用于医疗无菌环境的空气紫外线消毒。它由探头、A/D转换器、 单片计算机、可控硅控制电路组成。探头将紫外线灯管发射的 紫外线辐照度转化成电信号,经A/D转换器接单片计算机,在单 片计算机中存放着辐照度与消毒剂量的关系曲线, 当紫外线灯管发射紫外线的剂量达到所需消毒剂量时,单片计 算机通过可控硅控制电路关闭对紫外线灯。它实现了对紫外线 消毒过程的自动监控,效果理想。
文档编号A61L9/18GK2364891SQ9921994
公开日2000年2月23日 申请日期1999年2月7日 优先权日1999年2月7日
发明者张本文, 王富业, 裴爱珍, 陈燕, 吴家荣, 张志文, 刘炳国, 焦运才 申请人:山东省泰安市第一人民医院, 国营第五八〇八厂