一种洁净智能手术室空调控制系统的制作方法

本发明属于空调
技术领域：
，具体涉及一种洁净智能手术室空调控制系统及洁净智能手术室空调控制方法。
背景技术：
：手术室(operatingroom英文简称o.r)是为病人提供手术及抢救的场所，是医院的重要技术部门。手上室需采用高效安全的手术室空气净化系统，保证手术室的无菌环境，可以满足器官移植、心脏、血管、人工关节置换等手术所需的高度无菌环境。手术室的空气压力根据其不同区域(如手术间、无菌准备间、刷手间、麻醉间和周围干净区域等)洁净度不同要求而不同。不同级别的层流手术室其空气洁净度标准不同，例如美国联邦标准1000级为每立方尺空气中≥0.5μm的尘粒数，≤1000颗或每升空气中≤35颗。10000级层流手术室的标准为每立方尺空气中≥0.5μm的尘粒数，≤10000颗或每升空气中≤350颗。依次类推。因此，手术室内的空气洁净程度对于避免患者细菌感染来说是非常重要的，同时在手术过程中室内温度对于患者来说也非常重要，会影响患者的生命体征，但是，手术室内会由于医生、护士进出手术室使室内人员数量增减以及仪器设备的启停多种情况导致手术室内热源变化，而手术室内空调参数不做相应改变将导致患者在手术室内环境舒适度降低，影响患者的生命体征。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种洁净智能手术室空调控制系统及其控制方法，通过获取手术室内环境、热换数据变化，决策调整空调运行参数，提高患者在手术室内的环境舒适并通过调控空调运行参数降低空调能耗。本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种洁净智能手术室空调控制系统，包括：检测单元，用于获取检测区域环境、热源数据以及用于获取检测区域内人员数量；控制单元，用于依据检测单元获取数据判断检测区域用户环境舒适度，并根据检测区域内人员数量变化调控空调运行参数；执行单元，用于执行控制单元输出的空调参数运行空调。本发明利用检测单元对检测区域内的环境数据以及热源数据进行监控，利用获得的数据结合存储在控制单元内的热平衡公式判断检测区域内用户环境舒适度，来获知检测区域内的人员舒适度以便于调控空调参数保证检测区域内的人员舒适度，特别是对于手术室内环境的患者来说，通过此控制方式可有效避免室内环境参数的变化导致患者生命体征变化，提高患者在手术中的存活率，通过实时检测检测区域内人员和热源数量的变化来通过控制单元运用决策公式来计算检测区域内空调应调控的参数，实现控制室空调输出功率与室内人员数量未变化前功率和人数变化以及和外部室温之间的数量比例关系，达到决策室内人数变化后的空调功率的目的，保证检测区域内用于环境舒适度，并且通过此调控方式有效降低空调所用能耗，达到节能的效果，在保证检测区域内用户舒适度的前提下，使空调有针对性的对室内环境制冷、控制室内相对湿度以及风量。具体的，检测单元包括安装在检测区内的第一检测器和安装在检测区进出口的第二检测器。本发明所指的检查区域为手术室，第一检测器安装在手术室内部，第二检测器安装在手术室入口处用于检测进出人员数量，以便于将检测数据反馈控制单元来决策是否调控空调运行参数。具体的，第一检测器包括：热源探测器、温度检测器、湿度检测器、风速仪，用于获取手术室内的环境参数及热源参数，具体所指热源参数为人体体温温度，环境参数所指的是室内温度、室内相对湿度和气流速度。具体的，第二检测器通过红外传感检测进出检测区的人员数量，第二检测器安装的进出口处还设有图像获取设备，控制单元将第二检测器将检测数据反馈信号作为图像获取设备启动的触发信号，图像获取设备将图像数据反馈控制单元，由控制单元依据反馈图像数据和第二检测器反馈信号判断进入口进出人员数量。现有的红外计数设备可能会存在人员推动设备进入手术室后，误判人员所推动的设备也为进入或外出人员导致数据出现误差，以第二检测器先获取检测数据，其将数据反馈控制单元时，控制单元以该接收信号作为图像获取设备的触发信号控制图像获取设备对正在经过手术室门口的人员及设备进行拍摄图像，并将图像反馈控制单元，由控制单元识别图像中人员数量与第二检测器所反馈数据进行比对，以消除误判情况发生，保证精准统计进出手术室内的人员及设备数量，以保证对手术室内部空调参数调控。具体的，第二检测器包括安装在检测区进出口一侧的红外光源和安装在红光源对应侧红外传感器，红外光源通过固定架固定于进出口一侧，红外光源发射端前方设有透镜，透镜与固定架固定。利用红外热探测器对进出手术室物体进行探测分辨进入人员为人还是设备，同时通过图像获取设备来进一步判断以避免第二检测器将某些设备误判为人时的情况出现，手术室的门体上由高至低依次布设多个第二检测器，以避免某些人员高度位置过低或者推动患者进出手术室时无法进行正常检测，通过固定架将红外光源与手术室门体的安装可对红外光源起到防护作用，并且利用透镜进一步对红外光源进行防护并保证红外光源所发射的红外线射入红外线传感器，以避免误测情况出现。具体的，透镜中部相对红外光源发射端呈弧形外凸形成聚集区k，透镜与固定架连接两端相对红外光源发射端呈弧形内凹形成发散区l，通过设置正对于红外光源的透镜中部为外凸聚集区k部分来时红外光源所发射出的红外线可由外凸弧形的聚集区向中心聚集红外线，防止发射的红外线光线扩散，通过使红外线聚集的方式来提高红外传感器检测敏感度，同时通过设置发射区l的结构形状使聚集区k以外的红外线的发射范围扩大，来扩大红外线检测范围。具体的，控制单元包括安装在检测区内的控制器，执行单元包括安装在检测区内的空调。所使用的控制器为计算机。一种洁净智能手术室空调控制方法，包括：s10：获取检测区内环境、热源数据；s20：依据检测区内环境、热源数据，判断检测区内用户环境舒适度，控制空调以对应参数运行；s30：通过检测器获取检测区域内人员，获取进入/离开人员数量；s40：当检测到检测区内热源数量/人员数量发生变化时，利用决策公式决策是否调控空调运行参数，若是，则输出需要调整的空调参数至下一步骤，若否，则重复步骤s30；s50：空调执行s40步骤输出调整后的空调参数。本发明通过对检测区内的环境、热源参数获取，利用获得的数据结合存储在控制单元内的热平衡公式判断检测区域内用户环境舒适度，来获知检测区域内的人员舒适度以便于调控空调参数保证检测区域内的人员舒适度，通过实时检测检测区域内人员和热源数量的变化来通过控制单元根据人员和热源数量的变化值结合决策公式来计算检测区域内空调应调控的参数，保证检测区域内用于环境舒适度，并且通过此调控方式有效降低空调所用能耗，达到节能的效果，在保证检测区域内用户舒适度的前提下，使空调有针对性的对室内环境制冷、控制室内相对湿度以及风量。具体的，判断检测区内用户环境舒适度通过获取的环境、热源数据结合热平衡公式进行评判，热平衡公式为：;;式中，为室内人员单位时间内产生热量总和，w/㎡，为n1个用户的散发热量；为n1个用户处于室内的时间；r为平衡人体散热热量，w/㎡；m为室内面积，㎡；e为室内空调功率，w。通过第一检测器获取检测区内的环境温度、相对湿度、室内空气流动速度、每个人员散发热量并统计室内人员停留时间，根据人员在室内停留时间计算得出空调针对n个人在检测区域内所输出功率大小，并根据获取的人员散热热量与空调输出功率来比对人员在检测区内的舒适度，在比对得出室内人员不舒适的结果后通过调整空调参数来提高室内人员舒适度，实现检测区内的人员所感受到的舒适度指标始终处于正值，对于检测区内人员来说可避免其体表出汗，特别是针对于手术室环境下，有效降低进行手术中的医护人员体表散热及出汗量，有益于保证手术的正常进行及手术成功几率的提高。具体的，决策公式为：式中：p为空调输出功率，w；n为室内热源数量；c为室内人体外表箱周围环境通过辐射行驶散发的热量，w/㎡；为室内人员未变化前空调功率，w；为室内与室外温度差值，℃；s为室内人数变化差值。通过实时检测检测区域内人员和热源数量的变化来通过控制单元运用决策公式来计算检测区域内空调应调控的参数，实现控制室空调输出功率与室内人员数量未变化前功率和人数变化以及和外部室温之间的数量比例关系，达到决策室内人数变化后的空调功率的目的，保证检测区域内用于环境舒适度，并且通过决策公式来调控空调运行功率有效降低空调所用能耗，达到节能的效果。具体的，检测区环境数据包括：温度数据、相对湿度数据、气流速度数据，所述热源数据包括人体体热温度数据，检测区为室内区域，如手术室、办公室等室内区域。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明利用检测单元对检测区域内的环境数据以及热源数据进行监控，利用获得的数据结合存储在控制单元内的热平衡公式判断检测区域内用户环境舒适度，来获知检测区域内的人员舒适度以便于调控空调参数保证检测区域内的人员舒适度，特别是对于手术室内环境的患者来说，通过此控制方式可有效避免室内环境参数的变化导致患者生命体征变化，提高患者在手术中的存活率，通过实时检测检测区域内人员和热源数量的变化来通过控制单元运用决策公式来计算检测区域内空调应调控的参数，实现控制室空调输出功率与室内人员数量未变化前功率和人数变化以及和外部室温之间的数量比例关系，达到决策室内人数变化后的空调功率的目的，保证检测区域内用于环境舒适度，并且通过此调控方式有效降低空调所用能耗，达到节能的效果，在保证检测区域内用户舒适度的前提下，使空调有针对性的对室内环境制冷、控制室内相对湿度以及风量。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明一种洁净智能手术室空调调控方法的控制流程图；图2是对手术室内获取检测数据进行决策后控制空调运行参数示意图；图3是本发明一种洁净智能手术室空调调控系统示意图；图4是第二检测器红外光源与固定架、透镜连接示意图；图5是红外线穿透透镜的光路示意图；图6是透镜剖视图；图7是实施例3的洁净智能手术室空调调控方法的控制流程图。附图标记说明：10-手术室；20-空调；30-第一检测器；40-图像获取设备；50-控制器；60-第二检测器；61-红外光源；62-固定架；63-透镜。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：参见图3-6所示，一种洁净智能手术室空调控制系统，包括：检测单元，用于获取检测区域环境、热源数据以及用于获取检测区域内人员数量；控制单元，用于依据检测单元获取数据判断检测区域用户环境舒适度，并根据检测区域内人员数量变化调控空调运行参数；执行单元，用于执行控制单元输出的空调参数运行空调。本发明利用检测单元对检测区域内的环境数据以及热源数据进行监控，利用获得的数据结合存储在控制单元内的热平衡公式判断检测区域内用户环境舒适度，来获知检测区域内的人员舒适度以便于调控空调参数保证检测区域内的人员舒适度，特别是对于手术室内环境的患者来说，通过此控制方式可有效避免室内环境参数的变化导致患者生命体征变化，提高患者在手术中的存活率，通过实时检测检测区域内人员和热源数量的变化来通过控制单元运用决策公式来计算检测区域内空调应调控的参数，实现控制室空调输出功率与室内人员数量未变化前功率和人数变化以及和外部室温之间的数量比例关系，达到决策室内人数变化后的空调功率的目的，保证检测区域内用于环境舒适度，并且通过此调控方式有效降低空调所用能耗，达到节能的效果，在保证检测区域内用户舒适度的前提下，使空调有针对性的对室内环境制冷、控制室内相对湿度以及风量。检测单元包括安装在检测区内的第一检测器30和安装在检测区进出口的第二检测器60。本发明所指的检查区域为手术室10，第一检测器30安装在手术室10内部，第二检测器60安装在手术室10入口处用于检测进出人员数量，以便于将检测数据反馈控制单元来决策是否调控空调运行参数。第一检测器30包括：热源探测器、温度检测器、湿度检测器、风速仪，用于获取手术室10内的环境参数及热源参数，具体所指热源参数为人体体温温度，环境参数所指的是室内温度、室内相对湿度和气流速度。第二检测器60通过红外传感检测进出检测区的人员数量，第二检测器60安装的进出口处还设有图像获取设备40，控制单元将第二检测器60将检测数据反馈信号作为图像获取设备40启动的触发信号，图像获取设备40将图像数据反馈控制单元，由控制单元依据反馈图像数据和第二检测器60反馈信号判断进入口进出人员数量。现有的红外计数设备可能会存在人员推动设备进入手术室10后，误判人员所推动的设备也为进入或外出人员导致数据出现误差，以第二检测器60先获取检测数据，其将数据反馈控制单元时，控制单元以该接收信号作为图像获取设备40的触发信号控制图像获取设备对正在经过手术室10门口的人员及设备进行拍摄图像，并将图像反馈控制单元，由控制单元识别图像中人员数量与第二检测器60所反馈数据进行比对，以消除误判情况发生，保证精准统计进出手术室10内的人员及设备数量，以保证对手术室10内部空调参数调控。第二检测器60包括安装在检测区进出口一侧的红外光源61和安装在红光源对应侧红外传感器，红外光源61通过固定架62固定于进出口一侧，红外光源62发射端前方设有透镜63，透镜63与固定架62固定。利用红外热探测器对进出手术室物体进行探测分辨进入人员为人还是设备，同时通过图像获取设备40来进一步判断以避免第二检测器60将某些设备误判为人时的情况出现，手术室10的门体上由高至低依次布设多个第二检测器60，以避免某些人员高度位置过低或者推动患者进出手术室时无法进行正常检测，通过固定架62将红外光源61与手术室10门体的安装可对红外光源61起到防护作用，并且利用透镜63进一步对红外光源61进行防护并保证红外光源所发射的红外线射入红外线传感器，以避免误测情况出现。透镜63中部相对红外光源62发射端呈弧形外凸形成聚集区k，透镜63与固定架62连接两端相对红外光源62发射端呈弧形内凹形成发散区l，通过设置正对于红外光源61的透镜63中部为外凸聚集区k部分来时红外光源61所发射出的红外线可由外凸弧形的聚集区向中心聚集红外线，防止发射的红外线光线扩散，通过使红外线聚集的方式来提高红外传感器检测敏感度，同时通过设置发射区l的结构形状使聚集区k以外的红外线的发射范围扩大来扩大红外线检测范围。控制单元包括安装在检测区内的控制器50，执行单元包括安装在检测区内的空调20。所使用的控制器50为计算机。实施例2：参见附图1、2所示，一种洁净智能手术室空调控制方法，包括：s10：获取检测区内环境、热源数据，所指热源参数为人体体温温度，环境参数所指的是室内温度、室内相对湿度和气流速度；s20：依据检测区内环境、热源数据，判断检测区内用户环境舒适度，控制空调以对应参数运行；s30：通过检测器获取检测区域内人员，获取进入/离开人员数量；s40：当检测到检测区内热源数量/人员数量发生变化时，决策是否调控空调运行参数，若是，则输出需要调整的空调参数至下一步骤，若否，则重复步骤s30；s50：空调执行s40步骤输出调整后的空调参数。本发明所使用的热平衡公式为：;;式中，为室内人员单位时间内产生热量总和，w/㎡，为n1个用户的散发热量；为n1个用户处于室内的时间；r为平衡人体散热热量，w/㎡；m为室内面积，㎡；e为室内空调功率，w。通过第一检测器30获取检测区内的环境温度、相对湿度、室内空气流动速度、每个人员散发热量并统计室内人员停留时间，根据人员在室内停留时间计算得出空调针对n个人在检测区域内所输出功率大小，并根据获取的人员散热热量与空调输出功率来比对人员在检测区内的舒适度，在比对得出室内人员不舒适的结果后通过调整空调参数来提高室内人员舒适度，实现检测区内的人员所感受到的舒适度指标始终处于正值，对于检测区内人员来说可避免其体表出汗，特别是针对于手术室环境下，有效降低进行手术中的医护人员体表散热及出汗量，有益于保证手术的正常进行及手术成功几率的提高。示例性提供如下表示出的舒适度主观评价指数表：环境舒适度很舒适舒适刚好舒适刚好不舒适不舒适很不舒适指数210.1-0.1-1-2本发明所使用的决策公式为：式中：p为空调输出功率，w；n为室内热源数量；c为室内人体外表箱周围环境通过辐射行驶散发的热量，w/㎡；为室内人员未变化前空调功率，w；为室内与室外温度差值，℃；s为室内人数变化差值。通过实时检测检测区域内人员和热源数量的变化来通过控制单元运用决策公式来计算检测区域内空调应调控的参数，实现控制室空调输出功率与室内人员数量未变化前功率和人数变化以及和外部室温之间的数量比例关系，达到决策室内人数变化后的空调功率的目的，保证检测区域内用于环境舒适度，并且通过决策公式来调控空调运行功率有效降低空调所用能耗，达到节能的效果。实施例3：参见图7所示，一种洁净智能手术室空调控制方法，包括：s10：获取检测区内环境、热源数据；s20：依据检测区内环境、热源数据，判断检测区内用户环境舒适度，控制空调以对应参数运行，所指热源参数为人体体温温度，环境参数所指的是室内温度、室内相对湿度、尘埃粒子数量和气流速度；s30：通过检测器获取检测区域内人员，获取进入/离开人员数量；s40：当检测到检测区内热源数量/人员数量发生变化时，利用决策公式决策是否调控空调运行参数，若是，则输出需要调整的空调参数至下一步骤，若否，则重复步骤s30；s50：空调执行s40步骤输出调整后的空调参数。本实施例的第一检测器30包括：热源探测器、温度检测器、湿度检测器、风速仪、尘埃粒子计数器。所获取的尘埃粒子数与美国宇航局分类标准进行比对。实施例4：本发明通过在一间20平方的办公室内进行测试安装本发明的空调控制系统并进行运行，进行空调所用功率测试，作为实验组测试数据，并对该办公室未进行安装本发明的空调控制系统前的在同一时间段及同一天气情况下对空调所用功率进行测试，作为对照组数据，实验组、对照组测试次数均为三次，每次均进行记录，测试过程：在房间内安置6名成年人，每隔1小时2名人员离开办公室，室内空调初始设定温度为26℃，空调制冷功率为75-1620w，结果如下表所示：实验组1实验组2实验组3对照组1对照组2对照组3空调制冷功率/w673w702691786815796经测试，可知本发明的控制系统可有效调控室内温度，并降低空调所用能耗。需要说明的是，上述方案呢中的控制单元不仅限于计算机，可以是单独设立的处理器，也可以是集成在装置中的某一个处理器中实现，这里所述的处理器可以是一个中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，或者是特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。当前第1页12