专利名称：智能真空过滤仪及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种分析过滤装置；具体地说，涉及一种智能真空过滤仪及其控制方法。
背景技术：
在液体的澄清处理和微生物分离过程中，真空负压过滤是一种非常有用的实验技术。常见的真空负压过滤装置多为组装方式，即由真空泵、抽滤瓶和过滤器利用导管等连接而成，结构简单。一般情况，抽滤瓶容积在250ml至2000ml之间，因此总过滤量受到限制，有时需要人工反复倾倒滤液才能完成一次处理过程；而且无法利用控制真空度的办法来调节过滤速度；过滤完毕，需人工对抽滤瓶和导管等进行清洗及消毒灭菌。总之，常见组装式真空过滤装置存在较大的缺陷，使用也不方便。
经检索未发现相同专利。仅有ZL200380103660.2，血浆或血清分离膜以及包括血浆或血清分离膜的过滤仪。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术存在的问题和不足，提供一种智能真空过滤仪及其控制方法。该过滤仪具有智能化、整机式、多功能的特点；过滤方法简单方便，效率高，实用性强。
本发明的目的是这样实现的。
1、过滤仪如图1，过滤仪由真空泵1、滤液接受容器2、进液阀3、抽滤头4、进气阀5、排液泵6、臭氧发生器7、压力传感器8、液位传感器9、快速接头10、排液管11、控制系统12和机箱13组成机电一体化仪器；
其位置和连接关系是在机箱13内部，真空泵1、进液阀3、进气阀5、排液泵6和臭氧发生器7分别通过导管等与滤液接受容器2相连接；压力传感器8和液位传感器9的探头分别置于滤液接受容器2内；控制系统12分别与真空泵1、进液阀3、进气阀5、排液泵6、臭氧发生器7、压力传感器8、液位传感器9相连接；在机箱13外的顶部，设置有和进液阀3连接的抽滤头4；在机箱13外的侧面，设置有快速接头10和排液管11，排液泵6、快速接头10、排液管11依次连接；所述的控制系统12，如图2，由单片机12.1和分别与单片机12.1连接的模/数转换器12.2、工作按键12.3、液晶屏12.4组成。
其工作原理是(1)过滤仪通过工作按键12.3控制运行，液晶屏12.4显示真空度、液位高低以及工作状态；(2)工作按键12.3有“过滤”、“停止/排液”、“消毒”和“真空度调节(增加或降低)”。
①“过滤”时，启动真空泵1；进液阀3开；进气阀5、排液泵6闭；臭氧发生器7关。此时在滤液接受容器2内形成负压环境，液体通过过滤器的微孔滤膜实施过滤；同时压力传感器8、液位传感器9利用模/数转换器12.2将真空度、液位高低显示于液晶屏12.4上。
②“停止/排液”时，关闭真空泵1；进液阀3闭；进气阀5、排液泵6开；臭氧发生器7关。此时在滤液接受容器2内形成常压环境，滤液通过排液泵6、快速接头10和排液管11快速排出；同时压力传感器8、液位传感器9利用模/数转换器12.2将真空度、液位高低显示于液晶屏12.4上。排液完毕，仪器进入初始状态。
③“消毒”时，关闭真空泵1；进液阀3闭；进气阀5、排液泵6闭；启动臭氧发生器7。此时臭氧发生器7产生的臭氧进入滤液接受容器2内，自动对滤液接受容器2和导管等进行消毒灭菌；并将消毒灭菌时间显示于液晶屏12.4上。消毒完毕，仪器进入初始状态。
④“真空度调节(增加或降低)”时，真空泵1的电源电压或相数相应增加或降低，抽气速率相应增加或降低。此时真空度增加或降低，达到调节过滤速度的目的。
2、控制方法如图2、图4，控制系统12是过滤仪核心部件。通过工作按键12.3控制整机工作；液晶屏12.4显示工作状态、真空度以及液位高低。
控制方法是①单片机12.1检测所有设备的状态和人工输入的命令，以便实时发出控制信号处理当前的任务以实现所需要的结果；②系统分前后台实现，前台中断服务程序负责处理仪器的工作状态和反馈处理的结果，后台主程序处理人工输入的命令以便引导程序的入口；③前台程序循环驱动两个模/数转换器12.2(包括压力传感器8和液位传感器9)以便实时测量结果，并将结果变成数据与人工输入的数据相比较得出控制结果，再将数据向液晶屏12.4发送，实现人机对话；④工作按键12.3分“过滤”、“停止/排液”、“消毒”和“真空度调节”。
本发明具有以下优点和积极效果①尽管滤液接受容器2的体积较小，但是可以通过经常性地自动排出滤液，使得总过滤量不再受到限制，避免人工反复倾倒滤液。
②利用控制真空度的办法来调节过滤速度。
③过滤完毕，自动对接受容器和导管等进行清洗及消毒灭菌，极大地降低了劳动强度。
由于本发明是一种智能化、整机式、多功能的真空过滤装置，控制方法简单方便，效率高，实用性强，适用于医药、卫生等过滤技术的领域。
图1-本发明方框图；图2-控制系统方框图；图3-机箱结构图；图4-控制系统电路图。
其中
1-真空泵；2-滤液接受容器，a-进液口，b-排液口，c-进气口，d-排气口；3-进液阀；4-抽滤头，4.1-上圆柱，4.2-下圆柱，4.3-圆孔，4.4-密封盖；5-进气阀；6-排液泵；7-臭氧发生器； 8-压力传感器；9-液位传感器；10-快速接头； 11-排液管；12-控制系统，12.1-单片机， 12.2-模/数转换器，12.3-工作按键，12.4-液晶屏(LCD-CON)；13-机箱。
具体实施例方式
1、整机设置如图1、图3，真空泵1、进液阀3、进气阀5和臭氧发生器7的连接口设置在滤液接受容器2的顶部；排液泵6的连接口设置在滤液接受容器2的底部；压力传感器8和液位传感器9的探头置于滤液接受容器2内；工作按键12.3、液晶屏12.4设置在机箱13前部面板上；抽滤头4固定在机箱13外顶部；快速接头10和排液管11在机箱13侧面；电源及开关在机箱13背面。
2、部件规格1)真空泵1真空泵1为隔膜式真空泵，真空泵1的进气口通过导管连接在滤液接受容器2的顶部排气口d，真空泵1的出气口还连接有消音器以降低噪音；真空泵1启动时，使滤液接受容器2内形成负压环境；并通过控制电源电压或相数来控制真空度，达到调节过滤速度的目的。
2)滤液接受容器2滤液接受容器2为一种耐压防腐材料制造的密闭容器，容积在100ml至2000ml之间。底部倾斜处有排液口b，滤液通过排液泵6从排液管11流出；容器内有压力传感器8和液位传感器9的探头；顶部有进液口a(单个、2个或多个)、进气口c和排气口d；进液口a与进液阀3相连接，进气口b与进气阀5相连接，排气口d与真空泵1相连接；容器底部有4个安装孔，通过螺钉将滤液接受容器2固定在机箱13内。
3)进液阀3进液阀3为常闭型二位二通电磁阀，通电时电磁阀打开实施液体过滤。
4)抽滤头4如图3，抽滤头4是过滤仪与过滤器的连接件，不锈钢材质，形状为上小下大两个扁平圆柱(上圆柱4.1，下圆柱4.2)，中央有圆孔4.3贯穿，其上有一密封盖4.4。
①上圆柱4.1表面为内凹状，外圆中间位置有一周细纹突出线，安装过滤器。
②下圆柱4.2底部中央位置有一细长管道，通过导管与进液阀3相连接。下圆柱直径在10至100cm之间，高度在5至20cm之间；管道直径在2至20cm之间，长度在10至30cm之间。有直径在1至10cm之间的圆孔贯穿整个圆柱以及细长管道。下圆柱4.2底部有4个固定螺纹孔，从机箱13内通过螺钉将抽滤头4固定在机箱13外顶部。抽滤头4可以有单个、2个或多个，同时与单个、2个或多个过滤器连接。
5)进气阀5进气阀5为常闭型二位二通电磁阀，通电时电磁阀打开，空气进入滤液接受容器2，使滤液接受容器2内恢复常压环境。
6)排液泵6排液泵6为微型隔膜泵；通电时快速排出滤液；断电时可隔断外界空气。
7)臭氧发生器7臭氧发生器7，采用气隙放电生成臭氧技术，由发生电路和臭氧发生管及气泡泵组成一体化。通电后，从进气口c进来具有一定压力的臭氧气体，对滤液接受容器2和导管等进行消毒灭菌。
8)压力传感器8压力传感器8是一种能感受压力，并按照一定规律将压力信号转换成可用电信号的器件，并通过模/数转换器12.2将滤液接受容器2内真空度显示于液晶屏12.4上。
9)液位传感器9液位传感器9为浮球式液位传感器，浮球随液位升降，输出一线性变化的电阻值，并通过模/数转换器12.2将滤液接受容器2内液位显示于液晶屏12.4上。
10)快速接头10快速接头10是一种安装方便的塑料或不锈钢连接件，一端与排液泵6相连接；另一端与排液管11相连接。
11)排液管11排液管11为滤液排出软管。
12)机箱13将上述1)～11)各部件以及控制系统12安装在机箱13内、顶部或面板上，构成整机式智能真空过滤仪。
3、控制方法1)接通电源，打开开关，仪器自检通过后进入初始状态；2)将配套过滤器安装于抽滤头4上；3)将待过滤液倒入过滤器中；4)按“过滤”键实施过滤；液晶屏12.4显示工作状态、真空度和液位高低；5)如需要调节过滤速度，按“真空度调节(增加或降低)”键；6)如需要进行冲洗，在待过滤液过滤完毕后，将冲洗液倒入过滤器中，按“过滤”键实施冲洗；液晶屏12.4显示工作状态、真空度和液位高低；7)在过滤(冲洗)完毕或液位到达报警位置时，按“停止/排液”键实施排液；液晶屏12.4显示工作状态、真空度和液位高低；排液完毕，仪器进入初始状态；8)在过滤(冲洗)完毕，如需要加入液体培养基进行微生物培养计数(贴膜法)时，可以将少量灭菌液体培养基加入过滤器中，按“过滤”键将液体培养基直接汲附于过滤器微孔薄膜下的纤维(无纺布)衬垫上；液晶屏12.4显示工作状态、真空度和液位高低；9)如需要进行清洗，将专用清洗器安装于抽滤头4上，将清洗液倒入其中，先按“过滤”键进行清洗；再按“停止/排液”键实施排液；液晶屏12.4显示工作状态、真空度和液位高低；排液完毕，仪器进入初始状态；10)按“消毒”键进行消毒；液晶屏12.4显示工作状态和消毒灭菌时间；消毒完毕，仪器进入初始状态。
权利要求
1.一种智能真空过滤仪，其特征在于在机箱(13)内部，真空泵(1)、进液阀(3)、进气阀(5)、排液泵(6)和臭氧发生器(7)分别通过导管等与滤液接受容器(2)相连接；压力传感器(8)和液位传感器(9)的探头分别置于滤液接受容器(2)内；控制系统(12)分别与真空泵(1)、进液阀(3)、进气阀(5)、排液泵(6)、臭氧发生器(7)、压力传感器(8)、液位传感器(9)相连接；在机箱(13)外的顶部，设置有和进液阀(3)连接的抽滤头(4)；在机箱(13)外的侧面，设置有快速接头(10)和排液管(11)，排液泵(6)、快速接头(10)、排液管(11)依次连接；所述的控制系统(12)，由单片机(12.1)和分别与单片机(12.1)连接的模/数转换器(12.2)、工作按键(12.3)、液晶屏(12.4)组成。
2.按权利要求1所述的一种智能真空过滤仪，其特征在于滤液接受容器(2)为一种耐压防腐材料制造的密闭容器，容积在100ml至2000ml之间；底部倾斜处有排液口(b)；顶部有进液口(a)、进气口(c)和排气口(d)；进液口(a)与进液阀(3)相连接，进气口(b)与进气阀(5)相连接，排气口(d)与真空泵(1)相连接；容器底部有安装孔，通过螺钉将滤液接受容器(2)固定在机箱(13)内。
3.按权利要求1所述的一种智能真空过滤仪，其特征在于抽滤头(4)是过滤仪与过滤器的连接件，不锈钢材质，形状为上小下大两个扁平圆柱，中央有圆孔(4.3)贯穿，其上有一密封盖(4.4)，下有一细长管道；上圆柱表面为内凹状；抽滤头(4)与过滤器连接。
4.一种智能真空过滤仪的控制方法，其特征在于①单片机(12.1)检测所有设备的状态和人工输入的命令，以便实时发出控制信号处理当前的任务以实现所需要的结果；②系统分前后台实现，前台中断服务程序负责处理仪器的工作状态和反馈处理的结果，后台主程序处理人工输入的命令以便引导程序的入口；③前台程序循环驱动两个模/数转换器(12.2)以便实时测量结果，并将结果变成数据与人工输入的数据相比较得出控制结果，再将数据向液晶屏(12.4)发送，实现人机对话；④工作按键(12.3)分“过滤”、“停止/排液”、“消毒”和“真空度调节”。
全文摘要
本发明公开了一种智能真空过滤仪及其控制方法，涉及一种分析过滤装置。过滤仪由真空泵1、滤液接受容器2、进液阀3、抽滤头4、进气阀5、排液泵6、臭氧发生器7、压力传感器8、液位传感器9、快速接头10、排液管11、控制系统12和机箱13组成机电一体化仪器；所述的控制系统12，由单片机12.1和分别与单片机12.1连接的模/数转换器12.2、工作按键12.3、液晶屏12.4组成。由于本发明是一种智能化、整机式、多功能的真空过滤装置，控制方法简单方便，效率高，实用性强，适用于医药、卫生等过滤技术的领域。
文档编号B01D61/00GK1843560SQ20061001858
公开日2006年10月11日 申请日期2006年3月18日 优先权日2006年3月18日
发明者沈佳特 申请人:沈佳特