本發(fā)明涉及紫外消毒，更具體地說(shuō)，它涉及自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)、方法及其應(yīng)用的紫外消毒裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，眾多研究已表明，紫外消毒在消毒效果和效率方面均優(yōu)于人工消毒。在紫外消毒技術(shù)領(lǐng)域，依據(jù)理論定義，輻照劑量是輻照度在時(shí)間上的累計(jì)積分值，紫外輻照劑量是影響消毒效果的關(guān)鍵參數(shù)，因此準(zhǔn)確計(jì)算和合理控制輻照劑量，是實(shí)現(xiàn)消毒裝置高效消毒的核心技術(shù)。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，近場(chǎng)輻照度分布的探測(cè)方案存在以下問題：一方面，探測(cè)成本較高；另一方面，探測(cè)效率較低。目前尚未提出高效且低成本的稠密測(cè)量方案，這使得在消毒裝置周圍進(jìn)行快速且稠密的輻照度分布采樣變得困難，從而無(wú)法獲得充分的采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)而難以高效且低成本地將消毒裝置的計(jì)算值與實(shí)際采樣值進(jìn)行對(duì)比。這種局限性制約對(duì)消毒裝置輻照劑量的研究和產(chǎn)品改進(jìn)。

3、現(xiàn)有技術(shù)中的探測(cè)成本高主要體現(xiàn)在對(duì)紫外燈管近場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輻照度測(cè)量時(shí)，需要在每個(gè)探測(cè)點(diǎn)安裝一個(gè)輻照度計(jì)。這意味著所需輻照度計(jì)的數(shù)量非常龐大，而單個(gè)輻照度計(jì)的成本本身也相對(duì)較高，導(dǎo)致總體探測(cè)成本顯著增加。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的探測(cè)效率低指的是，若逐個(gè)使用輻照度計(jì)對(duì)探測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，整個(gè)探測(cè)過(guò)程的效率將會(huì)非常低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在通過(guò)自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)、稠密采樣方法完成以較低成本實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化稠密采樣，解決現(xiàn)有技術(shù)中本來(lái)難以實(shí)現(xiàn)的，如何以較低成本且高效的方法提供更為準(zhǔn)確的輻照度分布的技術(shù)問題。

2、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供了如下技術(shù)方案一：

3、一種自動(dòng)化稠密采樣方法，包括以下步驟：

4、s1、準(zhǔn)備工作：

5、選定待采樣的管狀紫外光輻射源，以及，選定n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器，將其布置在管狀紫外光輻射源中心線所在二維平面內(nèi)；

6、s2、采樣工作：

7、啟動(dòng)對(duì)n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器當(dāng)前所在的第一平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的測(cè)量工作：

8、s2-1、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描第一平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以獲取當(dāng)前每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值；

9、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器所在平面相較于所述第一平面轉(zhuǎn)動(dòng)第一預(yù)設(shè)角度，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程以管狀紫外光輻射源中心線作為軸線，作為第二平面；

10、啟動(dòng)n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器當(dāng)前所在的第二平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的測(cè)量工作：

11、s2-2、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描第二平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以獲取當(dāng)前每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值；

12、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器所在平面相較于所述第二平面繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)第一預(yù)設(shè)角度，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程以管狀紫外光輻射源中心線作為軸線，作為第三平面；

13、最后，依次控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描第三平面至...第m平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以最終獲取管狀紫外光輻射源近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的第二預(yù)設(shè)角度內(nèi)的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值；

14、或者，

15、一種自動(dòng)化稠密采樣方法，包括以下步驟：

16、s1’、準(zhǔn)備工作：

17、選定待采樣的管狀紫外光輻射源，以及，選定n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器，將其布置在以管狀紫外光輻射源中心線作為軸線的圓柱面內(nèi)；

18、s2’、采樣工作：

19、啟動(dòng)對(duì)n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器當(dāng)前所在的第一圓柱面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的測(cè)量工作：

20、s2-1’、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描第一圓柱面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以獲取當(dāng)前每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值；

21、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器所在圓柱面相較于所述第一圓柱面變化第一預(yù)設(shè)半徑，作為第二圓柱面；

22、啟動(dòng)n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器當(dāng)前所在的第二圓柱面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的測(cè)量工作：

23、s2-2’、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描第二圓柱面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以獲取當(dāng)前每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值；

24、控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器所在圓柱面相較于所述第二圓柱面繼續(xù)變化第一預(yù)設(shè)半徑，作為第三圓柱面；

25、最后，依次控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描第三圓柱面至...第m圓柱面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以最終獲取管狀紫外光輻射源近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)角度內(nèi)的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值。

26、通過(guò)上述技術(shù)方案：本發(fā)明自動(dòng)化稠密采樣方法的基本工作原理是，通過(guò)控制n個(gè)紫外光輻照度計(jì)高效自動(dòng)化掃描近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的每一個(gè)采集點(diǎn)，以獲取每一個(gè)采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值，提供近場(chǎng)區(qū)域的更準(zhǔn)確輻照度分布。

27、而掃描過(guò)程主要有兩種思路，第一種思路是：利用線性分布的n個(gè)紫外光輻照度計(jì)沿與其連線垂直的方向掃描第一個(gè)二維平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域中的所有采集點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一個(gè)二維平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域中的所有采集點(diǎn)的探測(cè)；再控制第一個(gè)二維平面旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，形成第二個(gè)二維平面...第m平面，以此循環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)所有采集點(diǎn)的探測(cè)。

28、第二種思路是：利用布置在圓柱面內(nèi)的n個(gè)紫外光輻照度計(jì)，旋轉(zhuǎn)掃描第一個(gè)圓柱面內(nèi)的所有采集點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一個(gè)圓柱面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域中的所有采集點(diǎn)的探測(cè)；再控制n個(gè)紫外光輻照度計(jì)沿半徑方向移動(dòng)，即讓第一個(gè)圓柱面變化第一預(yù)設(shè)半徑，形成第二個(gè)二維圓柱面...第m圓柱面，以此循環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)所有采集點(diǎn)的探測(cè)。

29、本發(fā)明還提供了如下技術(shù)方案二：

30、一種自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)，包括：管狀紫外光輻射源、n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器、掃描控制器、旋轉(zhuǎn)控制器和數(shù)據(jù)服務(wù)器；

31、n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)服務(wù)器通信連接；數(shù)據(jù)服務(wù)器用于接收n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器測(cè)得的輻照度數(shù)值；

32、n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器位于管狀紫外光輻射源中心線所在二維平面內(nèi)；

33、掃描控制器控制連接于n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器或管狀紫外光輻射源，掃描控制器用于控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描二維平面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以獲取二維平面內(nèi)每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值；

34、旋轉(zhuǎn)控制器控制連接于n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器或管狀紫外光輻射源，旋轉(zhuǎn)控制器用于控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器當(dāng)前位置所在二維平面相較于前一位置所在二維平面轉(zhuǎn)動(dòng)第一預(yù)設(shè)角度，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程以管狀紫外光輻射源中心線作為軸線；

35、或者，

36、一種自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)，包括：管狀紫外光輻射源、n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器、掃描控制器、旋轉(zhuǎn)控制器和數(shù)據(jù)服務(wù)器；

37、n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)服務(wù)器通信連接；數(shù)據(jù)服務(wù)器用于接收n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器測(cè)得的輻照度數(shù)值；

38、n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器位于以管狀紫外光輻射源中心線作為軸線的圓柱面內(nèi)；

39、旋轉(zhuǎn)控制器控制連接于n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器或管狀紫外光輻射源，旋轉(zhuǎn)控制器用于控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器掃描圓柱面內(nèi)的預(yù)設(shè)測(cè)量區(qū)域的每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)，以獲取當(dāng)前每一個(gè)輻照度采集點(diǎn)的輻照度數(shù)值；

40、掃描控制器控制連接于n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器或管狀紫外光輻射源，掃描控制器用于控制n個(gè)紫外光輻照度測(cè)量?jī)x器當(dāng)前位置所在圓柱面相較于前一位置所在圓柱面的半徑增大或減小第一預(yù)設(shè)半徑。

41、通過(guò)上述技術(shù)方案：本發(fā)明自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)在采樣效率和系統(tǒng)成本上做一個(gè)合理的平衡，最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)性可實(shí)現(xiàn)的更準(zhǔn)確的輻照度數(shù)值探測(cè)。

42、本發(fā)明另提供了如下技術(shù)方案三：

43、紫外消毒裝置，包括消毒裝置本體和自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)，消毒裝置本體和自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)配套使用，自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)用于對(duì)消毒裝置本體的近場(chǎng)輻照度進(jìn)行探測(cè)檢查。

44、通過(guò)上述技術(shù)方案：通過(guò)本發(fā)明稠密采樣系統(tǒng)作為紫外消毒裝置的配套設(shè)施，當(dāng)紫外消毒裝置使用一定周期后，利用稠密采樣系統(tǒng)對(duì)消毒裝置近場(chǎng)區(qū)域紫外光進(jìn)行探測(cè)，將探測(cè)到的輻照度數(shù)值與模型計(jì)算的輻照度數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，判斷消毒裝置的紫外燈管衰減等級(jí)，當(dāng)確定消毒裝置的紫外燈管衰減后，將計(jì)算出的衰減程度作為消毒裝置參數(shù)調(diào)整或產(chǎn)品改進(jìn)的依據(jù)。

45、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

46、（1）現(xiàn)有技術(shù)中目前關(guān)于近場(chǎng)輻照度探測(cè)技術(shù)未曾提及稠密采樣的探測(cè)思路。通?，F(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用稠密采樣的探測(cè)思路對(duì)紫外燈管近場(chǎng)區(qū)域的輻照度進(jìn)行探測(cè)時(shí)，每一個(gè)探測(cè)點(diǎn)的輻照度需要一個(gè)輻照度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，則所需要的輻照度計(jì)的數(shù)目非常巨大，從而成本更是非常巨大，稠密采樣的探測(cè)思路現(xiàn)實(shí)性實(shí)現(xiàn)趨于不可能。另種情況下，假設(shè)現(xiàn)有技術(shù)采用對(duì)數(shù)目非常巨大的輻照度探測(cè)點(diǎn)逐個(gè)探測(cè)時(shí)，因缺乏自動(dòng)化設(shè)計(jì)，探測(cè)效率非常低下，現(xiàn)實(shí)性實(shí)現(xiàn)同樣趨于不可能。

47、因此，本發(fā)明通過(guò)自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的稠密采樣方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化高效探測(cè)采樣。與傳統(tǒng)需在每一個(gè)探測(cè)點(diǎn)安裝一個(gè)輻照度計(jì)的稠密采樣技術(shù)相比，本發(fā)明稠密采樣方法、系統(tǒng)可以大大減少輻照度計(jì)的使用數(shù)量，并利用自動(dòng)化稠密采樣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的稠密采樣方法提供現(xiàn)實(shí)性能接受的采樣效率，從而本發(fā)明在采樣效率和系統(tǒng)成本上做一個(gè)合理的平衡，最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)性可實(shí)現(xiàn)的更準(zhǔn)確的輻照度數(shù)值探測(cè)。

48、（2）通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)提供更準(zhǔn)確的近場(chǎng)輻照度分布后，進(jìn)一步可以依據(jù)近場(chǎng)輻照度分布建立數(shù)學(xué)模型，即將近場(chǎng)輻照度分布通過(guò)數(shù)學(xué)公式（數(shù)學(xué)模型）形式進(jìn)行模擬表達(dá)。

49、（3）通過(guò)本發(fā)明稠密采樣方法、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)近場(chǎng)輻照度分布建立數(shù)學(xué)模型后，將模型應(yīng)用于消毒裝置中時(shí)，消毒裝置即可通過(guò)模型計(jì)算知道位于自身周圍近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的輻照度分布（輻照度數(shù)值），從而能夠?yàn)樽贤庀狙b置輻照劑量研究和產(chǎn)品改進(jìn)提供重要工具。

50、（4）通過(guò)本發(fā)明稠密采樣系統(tǒng)作為紫外消毒裝置（消毒機(jī)器人）的配套設(shè)施，當(dāng)紫外消毒裝置使用一定周期后，利用稠密采樣系統(tǒng)對(duì)消毒機(jī)器人近場(chǎng)區(qū)域紫外光進(jìn)行探測(cè)，將探測(cè)到的輻照度數(shù)值與模型計(jì)算的輻照度數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，判斷消毒機(jī)器人的紫外燈管衰減等級(jí)，當(dāng)確定消毒機(jī)器人的紫外燈管衰減后，將計(jì)算出的衰減程度作為消毒機(jī)器人參數(shù)調(diào)整或產(chǎn)品改進(jìn)的依據(jù)。

51、參數(shù)調(diào)整，例如：

52、①調(diào)整輻照度分布模型的初始輻照度數(shù)值，從而得到更準(zhǔn)確的衰減后的近場(chǎng)輻照度數(shù)值；

53、②調(diào)整消毒機(jī)器人的行走路徑，靠近消毒機(jī)器人與被消毒物品間的距離，合理控制輻照劑量；

54、③調(diào)整消毒機(jī)器人的行走速度，減緩消毒機(jī)器人的行走速度，延長(zhǎng)消毒時(shí)間，合理控制輻照劑量。

55、產(chǎn)品改進(jìn)，例如：

56、①對(duì)消毒機(jī)器人的紫外燈管更換，確保近場(chǎng)區(qū)域模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)際近場(chǎng)輻照度分布基本相同。