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上海博迅医疗生物仪器股份有限公司生物安全柜控制报警系统设计与实现

[导读]生物安全柜是一种用于生物安全实验室生物安全防护的排风柜,上海博迅医疗生物仪器股份有限公司生物安全柜将生物实验室中的操作者和生物实验环境隔离,防止生物实验过程中的实验品和实验操作者间发生交叉感染。生物安全柜作为重要保护措施,使生物实验操作者免受实验过程中生物危险。

生物安全柜是一种用于生物安全实验室生物安全防护的排风柜,生物安全柜将生物实验室中的操作者和生物实验环境隔离,防止生物实验过程中的实验品和实验操作者间发生交叉感染。生物安全柜作为重要保护措施,使生物实验操作者免受实验过程中生物危险。目前国内对于生物安全柜的研究多基于理论方面,其中大部分只针对生物安全柜的气流模型进行研究,对生物安全柜的实际应用和系统报警较少有涉及。依据上述现状,本文旨在设计和实现一种符合中华人民共和国医药行业标准YYO569-2011,YY-T0664-2008,YY/T0709-2009的生物安全柜控制报警系统,并根据中华人民共和国医药行业标准对系统进行测试。本文依据中华人民共和国医药行业标准,对生物安全柜控制系统的需求进行分析。在生物安全柜的气流模型基础上,分析生物安全柜的控制过程。生物安全柜的控制过程是通过气流流速传感器采集的气流数据,调整风机参数,实现气流流速控制功能。依据生物安全柜国家相关标准,对生物安全柜报警系统进行需求分析,报警系统功能包括气流流速报警、过滤器寿命报警、生物安全柜窗口状态报警和外排压力报警。根据需求分析,在硬件设计上采用了由微控制器加看门狗为处理单元,外围连接气流流速传感器、温度传感器、窗口状态传感器和压力传感器,风机和驱动电路作为控制系统的执行部件,报警系统执行由声音和灯光组成。根据需求分析,软件系统采用管道与过滤器架构,包括传感器模块、数据处理模块和动作执行模块三个部分。传感器模块对水平气流流速传感器、垂直气流流速传感器、温度传感器和压力传感器采样的数据进行数字滤波处理,再将数值滤波处理过后的数据输出。数据处理要对气流流速、温度、压力、窗口状态和过滤器使用寿命的数据进行处理,输出相对应的控制数据给动作执行模块,包括了风机控制和报警。风机控制根据数据处理模块输出的风机控制数据调整风机的功率大小,通过这样的过程调节气流流速的大小。报警根据气流流速、压力、过滤器寿命和窗口状态报警数据,执行相应的报警功能。本文最后依据国家相关标准进行控制系统测试和报警系统测试,测量生物安全柜内的气流流速,验证气流流速是否在中华人民共和国医药行业标准YYO569-2011规定范围内。报警系统依据设计需求,对气流流速报警、过滤器寿命报警、生物安全柜窗口状态报警和外排压力报警进行功能验证。

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