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一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估設備及方法
技術領域
本發明涉及過濾器技術領域，具體為一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估設備及方法。

背景技術
高效過濾器是生物安全實驗室空調凈化系統的關鍵，有著廣泛的應用，是實現無菌環境的重要設備之一。利用過濾器有效地控制從室外引入室內的全部空氣的潔凈度，由于細菌都依附在懸浮粒子上，微粒被過濾的同時，細菌也能濾掉。對于生物安全實驗室而言，能否達到和保持設計的潔凈級別，在一定程度上與高效過濾器的性能及其安裝密切相關。
高效過濾器完整性測試是指高效過濾器及其系統安裝后的現場檢漏，檢測目的主要是檢查過濾器濾材中的小針孔和其他零部件是否有損壞，如框架密封性、墊圈密封性以及過濾器構架是否存在漏縫等。從而采取相應的措施進行處理和補救，確保系統正常運行。
而在現有技術中，存在以下問題：高效過濾器完整性測試復雜，不能進行在線檢測，高效過濾器是否滿足要求只能在完整性檢測后才可以得出，這就造成了過濾器發生泄漏卻不能發現，導致不可估量的損失，甚至嚴重危害人的生命安全；工程上，高效過濾器的更換基本上按時間1年更換1次。更換的判斷依據很不充分。
此外，框架密封性、墊圈密封性以及過濾器構架是否存在漏縫等故障具有多發性、重復性和復雜性特點。如何通過一些必要硬件設施和科學的計算評估方法實現高效過濾器的健康指數評估，實現維護和更換的主動式提醒，具有很大的現實意義。由此，本發明提出一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估設備及方法。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供了一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估設備及方法，目的是解決上述問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估設備，包括高效過濾器，還包括：
壓差傳感器，其安裝在高效過濾器的側面，檢測高效過濾器前后的壓差；
風速傳感器，其安裝在高效過濾器的出風口位置，監測高效過濾器出口的風速；
激光粒子計數器，其安裝在高效過濾器的出風口位置，監測高效過濾器出口的粒子數目；
靜壓傳感器，其安裝在高效過濾器的入口的風管管壁上，監測高效過濾器入口的風管的靜壓；
信息處理單元，其與壓差傳感器、風速傳感器、激光粒子計數器和靜壓傳感器信號連接；
顯示單元，其與信息處理單元信號連接。
優選的，所述壓差傳感器、風速傳感器、激光粒子計數器和靜壓傳感器均為可拆卸式，且壓差傳感器、風速傳感器、激光粒子計數器和靜壓傳感器通過4G/5G接口或局域網與信息處理單元相連接。
優選的，所述激光粒子計數器可環繞高效過濾器的出風口進行一定速度的擺動，便于滿足測試要求。
優選的，該方法包括以下步驟：
步驟1、設置健康指數狀況等級：考慮高效過濾器更換的迫切性，參考健康度指數S分為3個等級：停機、不健康、健康(0≦S＆lt;0.35)；
步驟2、數值選取：采用多周期內統計不同健康指數狀況等級下的高效過濾器的壓差P、風速U、高效過濾器前的靜壓Pj、采集到的粒子數目M作為訓練樣本，計算其對應的平均值Pp、Up、Pjp、Mp以及峰值P max、Umax、Pjmax、Mmax，存貯于信息處理單元內；
步驟3、設置允許值：在信息處理單元中設置采集到的粒子數目M允許值Φmax，設置取樣時間間隔Tm，當M≧Φmax時，進入步驟6，進入報警狀態，當M＆lt;Φmax時進入步驟4；
步驟4、參數計算：計算高效過濾器單參數健康度Sx，
其中，fx，t代表為基于高效過濾器的單特征參數x在t時刻的測量值，fp和fmax基于高效過濾器的單特征參數x的平均值和峰值；
步驟5、參數設定：設定特征參數x的權重，計算高效過濾器多參數健康度S，
其中，m為特征參數個數；ρx為特征參數x的權重，0≤ρx≤1，且ρx為特征參數x的權重的確定按照高效過濾器完整性測試的故障維修的概率統計后確定；
步驟6、報警：當Φ≧Φmax或者S≧0.65時，評價為停機馬上更換高效過濾器，信息處理單元向控制中心發出斷電停機報警，并聯動關停相關空調涉筆的電路，將高效過濾器的多參數健康度S計算結果以及高效過濾器單參數健康度Sx以圖表形式傳輸并顯示于顯示單元，針對單參數影響隱患的處理建議展示出來，給予管理人員技術指導和幫助，否則進入步驟7；
步驟7、當0.35≦S＆lt;0.65時，評價為不健康，高效過濾器不能長期工作，建議調整生物實驗室工作進度，安排合適時間檢修，將高效過濾器的多參數健康度S計算結果以及高效過濾器單參數健康度Sx以圖表形式傳輸并顯示于顯示單元，針對單參數影響隱患的處理建議展示出來，給予管理人員技術指導和幫助進入步驟3；
步驟8、當0≦S＆lt;0.35時，評價為健康，高效過濾器可以長期工作，將高效過濾器的多參數健康度S計算結果以及高效過濾器單參數健康度Sx以圖表形式傳輸并顯示在顯示單元上，針對單參數影響隱患的處理建議展示出來，給予管理人員技術指導和幫助進入步驟3。
與現有技術相比，本發明具備以下有益效果：
本發明提供的一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估設備及方法，通過安裝必要的傳感器，采集必要的運行參數，無線傳輸到信息處理單元，進行科學分析評估，給出健康報告，能夠對框架密封性、墊圈密封性以及過濾器構架是否存在漏縫等故障進行預警和建議。

附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明中激光粒子計數器的擺動原理示意圖；
圖3為本發明的方法流程圖。
圖中：1、壓差傳感器；2、風速傳感器；3、激光粒子計數器；4、靜壓傳感器；5、信息處理單元；6、顯示單元；7、高效過濾器。

具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
請參閱圖1，本申請提出的實施例中在于：一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估設備，包括高效過濾器7、壓差傳感器1、風速傳感器2、激光粒子計數器3、靜壓傳感器4、信息處理單元5和顯示單元6，高效過濾器7的信號為HEPA-H13型，其中，壓差傳感器1安裝于高效過濾器7的側面，檢測高效過濾器7前后的壓差，風速傳感器2安裝于高效過濾器7的出風口位置，監測出口的風速，激光粒子計數器3安裝于高效過濾器7的出風口位置，監測出口的粒子數目，靜壓傳感器4安裝于高效過濾器7的入口的風管管壁上，監測高效過濾器7的入口的風管的靜壓，而壓差傳感器1、風速傳感器2、激光粒子計數器3和靜壓傳感器4與信息處理單元5信號連接，信息處理單元5則與顯示單元6信號連接，并且，壓差傳感器1、風速傳感器2、激光粒子計數器3和靜壓傳感器4均為可拆卸式，且壓差傳感器1、風速傳感器2、激光粒子計數器3和靜壓傳感器4通過4G/5G接口或局域網與信息處理單元5相連接。
通過壓差傳感器1、風速傳感器2、激光粒子計數器3和靜壓傳感器4對高效過濾器7的壓損、風速以及高效過濾器7前的靜壓和經過高效過濾器7后的微粒數量等關鍵參數進行測量采集后，傳輸到信息處理單元5，信息處理單元5對接受的數據存儲分析后，在顯示單元6中以圖表的形式對健康指數進行評判并將隱患的處理建議展示出來。
請參閱圖2，滿足測試要求為滿足測試需要，激光粒子計數器3可環繞高效過濾器7的出風口進行一定速度的擺動。
進一步的實施例中，請參閱圖3，一種生物安全實驗室高效過濾器的健康指數評估方法，目的在于依據一種適用于生物安全實驗室的高效過濾器健康度指數評估裝置采集到的必要的運行參數，分析評估，給出健康指數評價，能夠對框架密封性、墊圈密封性以及過濾器構架是否存在漏縫等故障所形成的安全隱患進行預警和建議，其步驟為：
步驟1、設置健康指數狀況等級：考慮高效過濾器7更換的迫切性，參考健康度指數S分為3個等級：停機S≧0.65、不健康0.35≦S＆lt;0.65、健康(0≦S＆lt;0.35)；
步驟2、數值選取：采用多周期內統計不同健康指數狀況等級下的高效過濾器7的壓差P、風速U、高效過濾器前的靜壓Pj、采集到的粒子數目M作為訓練樣本，計算其對應的平均值Pp、Up、Pjp、Mp以及峰值P max、Umax、Pjmax、Mmax，存貯于信息處理單元5內；
步驟3、設置允許值：在信息處理單元5中設置采集到的粒子數目M允許值Φmax，設置取樣時間間隔Tm，當M≧Φmax時，進入步驟6，進入報警狀態，當M＆lt;Φmax時進入步驟4；
步驟4、參數計算：計算高效過濾器7單參數健康度Sx，
其中，fx，t代表為基于高效過濾器7的單特征參數x在t時刻的測量值，fp和fmax基于高效過濾器7的單特征參數x的平均值和峰值；
步驟5、參數設定：設定特征參數x的權重，計算高效過濾器7多參數健康度S，
其中，m為特征參數個數；ρx為特征參數x的權重，0≤ρx≤1，且ρx為特征參數x的權重的確定按照高效過濾器7完整性測試的故障維修的概率統計后確定；
步驟6、報警：當Φ≧Φmax或者S≧0.65時，評價為停機馬上更換高效過濾器7，信息處理單元5向控制中心發出斷電停機報警，并聯動關停相關空調涉筆的電路，將高效過濾器7的多參數健康度S計算結果以及高效過濾器7單參數健康度Sx以圖表形式傳輸并顯示于顯示單元6，針對單參數影響隱患的處理建議展示出來，給予管理人員技術指導和幫助，否則進入步驟7；
步驟7、當0.35≦S＆lt;0.65時，評價為不健康，高效過濾器7不能長期工作，建議調整生物實驗室工作進度，安排合適時間檢修，將高效過濾器7的多參數健康度S計算結果以及高效過濾器7單參數健康度Sx以圖表形式傳輸并顯示于顯示單元6，針對單參數影響隱患的處理建議展示出來，給予管理人員技術指導和幫助進入步驟3；
步驟8、當0≦S＆lt;0.35時，評價為健康，高效過濾器7可以長期工作，將高效過濾器7的多參數健康度S計算結果以及高效過濾器7單參數健康度Sx以圖表形式傳輸并顯示在顯示單元6上，針對單參數影響隱患的處理建議展示出來，給予管理人員技術指導和幫助進入步驟3。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。