一種微生物檢驗清潔培養裝置的制作方法

本發明屬于醫療器械設備技術領域，尤其涉及一種微生物檢驗清潔培養裝置。

背景技術：

微生物檢驗科的操作人員對微生物進行檢驗分析之前，需要進行各類微生物標本的分離培養，以方便檢驗時形成純的菌株，增加檢驗的準確性，但是由于各類微生物生長環境要求不同，需要不同的培養環境。

但是現有的微生物檢驗清潔培養裝置存在以下缺點：一是結構復雜，使用不便，操作麻煩；二是智能化程度低，自動化程度低。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種微生物檢驗清潔培養裝置，旨在解決現有的微生物檢驗清潔培養裝置結構復雜，使用不便，操作麻煩；智能化程度低，自動化程度低的問題。

本發明是這樣實現的，一種微生物檢驗清潔培養裝置，包括培養箱；所述培養箱的內腔中設置有分隔板，且分隔板將培養箱的內腔分隔成左空間和右空間；所述左空間的內腔頂部設置有第一制冷裝置和第一加熱裝置，且第一制冷裝置設置在第一加熱裝置的左側；所述左空間的左側壁上設置有第一溫度傳感器和第一濕度傳感器，且第一溫度傳感器設置在第一濕度傳感器的上方；

所述右空間的內腔頂部設置有第二制冷裝置和第二加熱裝置，且第二制冷裝置設置在第二加熱裝置的左側；所述右空間的左側壁上設置有第二溫度傳感器和第二濕度傳感器，且第二溫度傳感器設置在第二濕度傳感器的上方；

所述左空間的前側面安裝有左安裝門，且左安裝門的中心處固定安裝有第一操作顯示屏；所述右空間的前側面安裝有右安裝門，且右安裝門的中心處固定安裝有第二操作顯示屏；

所述培養箱的頂部左側固定安裝有四個第一驅動裝置；所述第一驅動裝置通過第一電動伸縮桿與培養基箱連接；所述培養基箱內壁上固定安裝有第一固定板和第二固定板，且第一固定板設置在第二固定板的上方；所述第一固定板和第二固定板均通過彈簧與試管架的兩端連接；

所述培養箱的頂部左側固定安裝有第一霧化泵，且培養箱的頂部右側固定安裝有第二霧化泵；

所述培養箱的頂部右側固定安裝有四個第二驅動裝置；所述第二驅動裝置通過第二電動伸縮桿與攪拌箱連接；所述培養箱的頂部中心處設置有支撐桿；所述支撐桿的頂部固定安裝有支撐板；所述支撐板的頂部左側固定安裝有培養基箱對應的第一馬達；所述第一馬達的底部通過第一旋轉軸與清洗刷連接，且清洗刷設置在支撐板的下方；

所述支撐板的頂部右側固定安裝有與攪拌箱對應的第二馬達，且第二馬達的底部通過第二旋轉軸與攪拌棒連接；

所述微生物檢驗清潔培養裝置還包括單片機控制器；所述單片機控制器的輸入端分別與第一溫度傳感器、第一濕度傳感器、第二溫度傳感器和第二濕度傳感器的輸出端電性連接；所述單片機控制器的輸出端分別與第一制冷裝置、第一加熱裝置、第二制冷裝置、第二加熱裝置、第一驅動裝置、第一霧化泵、第二霧化泵、第二驅動裝置、第一馬達、第二馬達和計時模塊的輸入端電性連接；所述單片機控制器分別與第一操作顯示屏和第二操作顯示屏電性連接。

進一步，所述培養箱的底部設置有底座，且底座底部的四個角部均固定安裝有支腿；

所述左安裝門的右側邊緣處設置有左旋轉門把；

所述右安裝門的左側邊緣處設置有右旋轉門把；

所述第一霧化泵通過第一連接管與第一霧化棒連接，且第一連接管設置在左空間中；

所述第二霧化泵通過第二連接管與第二霧化棒連接，且第二連接管設置在右空間中；

所述支撐板的頂部中心處固定安裝有主機箱；

所述攪拌棒上設置有多個攪拌葉，且攪拌棒設置在支撐板的下方。

進一步，所述單片機控制器內置有中央處理單元；所述第一溫度傳感器、第一濕度傳感器、第二溫度傳感器、第二濕度傳感器均設置有信號采集模塊；所述第一溫度傳感器、第一濕度傳感器、第二溫度傳感器、第二濕度傳感器的信號采集模塊通過信號線與中央處理單元信號連接。

進一步，所述中央處理單元的溫濕度信號處理方法包括：

設定中央處理單元的一溫濕度臨界值；

根據溫濕度臨界值判斷一最大可處理負載量；

根據匯集平臺電源管理技術將多個第一工作任務結合為一第一連續工作任務；

判斷第一連續工作任務的一負載量是否大于最大可處理負載量；

當第一連續工作任務的負載量大于最大可處理負載量時，將第一連續工作任務中之一超載部分的第一工作任務移出第一連續工作任務；

當接收到第一連續工作任務時，將中央處理單元由一休眠模式切換至一操作模式，以及處理第一連續工作任務；以及當第一連續工作任務處理完成后，將中央處理單元設為休眠模式。

進一步，中央處理單元的操作頻率在一般操作下具有一正常操作頻率，中央處理單元的溫濕度信號處理方法還包括：

根據第一連續工作任務的負載量以及溫濕度臨界值決定一第一操作頻率；

以及當中央處理單元切換至操作模式時，將中央處理單元的操作頻率由正常操作頻率提升至第一操作頻率，并通過第一操作頻率處理第一連續工作任務；

其中第一操作頻率的工作頻率高于正常操作頻率的工作頻率。

進一步，中央處理單元的溫濕度信號處理方法還包括：

當第一連續工作任務處理完成并且中央處理單元進入休眠模式后，根據匯集平臺電源管理技術將多個第二工作任務以及超載部分的第一工作任務結合為一第二連續工作任務；

當接收到第二連續工作任務時，將中央處理單元由休眠模式切換至操作模式；

將中央處理單元的操作頻率由正常操作頻率提升至一第二操作頻率，通過第二操作頻率處理第二連續工作任務；以及當第二連續工作任務處理完成后，將中央處理單元設為休眠模式；

其中第一操作頻率的工作頻率高于正常操作頻率的工作頻率；

中央處理單元使用第一操作頻率將第一連續工作任務處理完成的時間點與開始接收到第二連續工作任務的時間點之間具有一第一間隔時間，而使用正常頻率將第一連續工作任務處理完成與接收到第二連續工作任務之間具有一第二間隔時間，其中第一間隔時間小于第二間隔時間。

進一步，所述中央處理單元包括：

時序控制模塊，由程序控制器獲取指令，根據所述指令產生指令執行周期，將所述指令執行周期向狀態信號模塊發送；

狀態信號模塊，接收所述時序控制模塊發送的指令執行周期，根據所述指令執行周期指示所述指令執行時所處的時鐘周期，所述指令執行周期包括至少兩個時鐘周期；

時序控制模塊，根據所述狀態信號模塊指示的所述指令執行時所處的時鐘周期，在所述指令執行時所處的倒數第二個時鐘周期向所述程序存儲器發送讀取下一條指令的控制信號，以及在所述指令執行時所處的最后一個時鐘周期從所述程序控制器讀取下一條指令；時序控制模塊根據所述指令產生時序控制信號，將所述時序控制信號向讀寫控制模塊和運算模塊發送；

讀寫控制模塊，根據所述時序控制信號，從數據存儲器讀取數據或者向數據存儲器寫入數據；

運算模塊，根據所述時序控制信號，對從數據存儲器讀取的數據進行處理。

進一步，所述時序控制模塊在所述下一條指令執行時所處的第一個時鐘周期產生時序控制信號，將所述時序控制信號向所述讀寫控制模塊和運算模塊發送；

所述時序控制模塊在復位期間將所述指令執行周期設置為包括兩個時鐘周期；

所述中央處理單元還包括：

中斷定時模塊，根據所述狀態信號模塊指示的所述指令執行時所處的時鐘周期，在所述指令執行時所處的最后一個時鐘周期進行中斷仲裁，當具有所響應的中斷時，在所述下一條指令執行時所處的倒數第二個時鐘周期，控制所述時序控制模塊暫停從所述程序控制器讀取指令。

進一步，所述信號采集模塊的信號采集方法包括：

首先，用感知設備在獨立的采樣周期內對目標信號x(t)進行采集，并用A/D方式對信號進行數字量化；然后，對量化后的信號x(i)進行降維；最后，對降維后的信號進行重構；其中t為采樣時刻，i為量化后的信號排序；

對量化后的信號進行降維，具體是對量化后的信號通過有限脈沖響應濾波器的差分方程i＝1,…,M，其中h(0),…,h(L-1)為濾波器系數，設計基于濾波的壓縮感知信號采集框架，構造如下托普利茲測量矩陣：

則觀測i＝1,…,M，其中b₁,…,b_L看作濾波器系數；子矩陣Φ_FT的奇異值是格拉姆矩陣G(Φ_F,T)＝Φ′_FTΦ_FT特征值的算術根，驗證G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δ_K,1+δ_K),i＝1,…,T，則Φ_F滿足RIP，并通過求解如下公式最優化問題來重構原信號：

即通過線性規劃方法來重構原信號，亦即BP算法；

針對實際壓縮信號，如溫濕度信號的采集，則修改Φ_F為如下形式：

如果信號在變換基矩陣Ψ上具有稀疏性，則通過求解如下公式最優化問題，精確重構出原信號：

其中Φ與Ψ不相關，Ξ稱為CS矩陣。

本發明提供的微生物檢驗清潔培養裝置結構簡單，通過第一操作顯示屏和第二操作顯示屏進行操作，操作方便，以單片機控制器為核心，智能化程度高，自動化程度高，培養箱中設置有左空間和右空間，可以對對同種標本不同微生物進行分離培養，滿足不同菌株對溫度的不同要求。

本發明單片機控制器內置的中央處理單元的溫濕度信號處理方法，充分保證了對溫濕度信號的精確處理和控制，使溫度濕度的恒定調節提供了有力的保障。

本發明單片機控制器內置的中央處理單元設置的多模塊具有多功能性，并且優良的性能充分保證中央處理單元的高效性和智能性，這是本發明的關鍵點之一。

本發明的信號采集模塊的信號采集方法，充分保證了采集的信號準確性，提高了溫度控制的精確性。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的微生物檢驗清潔培養裝置示意圖；

圖2是本發明實施例提供的微生物檢驗清潔培養裝置外部結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的單片機控制器控制原理框圖。

圖中：1、培養箱；2、底座；3、支腿；4、分隔板；5、左空間；6、右空間；7、第一制冷裝置；8、第一加熱裝置；9、第一溫度傳感器；10、第一濕度傳感器；11、第二制冷裝置；12、第二加熱裝置；13、第二溫度傳感器；14、第二濕度傳感器；15、左安裝門；16、第一操作顯示屏；17、左旋轉門把；18、右安裝門；19、第二操作顯示屏；20、右旋轉門把；21、第一驅動裝置；22、第一電動伸縮桿；23、培養基箱；24、第一固定板；25、第二固定板；26、彈簧；27、試管架；28、第一霧化泵；29、第一連接管；30、第一霧化棒；31、第二霧化泵；32、第二連接管；33、第二霧化棒；34、第二驅動裝置；35、第二電動伸縮桿；36、攪拌箱；37、支撐桿；38、支撐板；39、主機箱；40、第一馬達；41、第一旋轉軸；42、清洗刷；43、第二馬達；44、第二旋轉軸；45、攪拌棒；46、攪拌葉；47、單片機控制器；48、計時模塊。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細描述。

如圖1至圖3所示，本發明實施例提供的微生物檢驗清潔培養裝置，包括培養箱1和單片機控制器47，所述培養箱1的內腔中設置有分隔板4，且分隔板4將培養箱1的內腔分隔成左空間5和右空間6；所述左空間5的內腔頂部設置有第一制冷裝置7和第一加熱裝置8，且第一制冷裝置7設置在第一加熱裝置8的左側。

所述左空間5的左側壁上設置有第一溫度傳感器9和第一濕度傳感器10，且第一溫度傳感器9設置在第一濕度傳感器10的上方；所述右空間6的內腔頂部設置有第二制冷裝置11和第二加熱裝置12，且第二制冷裝置11設置在第二加熱裝置12的左側。

所述右空間6的左側壁上設置有第二溫度傳感器13和第二濕度傳感器14，且第二溫度傳感器13設置在第二濕度傳感器14的上方；所述左空間5的前側面安裝有左安裝門15，且左安裝門15的中心處固定安裝有第一操作顯示屏16。

所述右空間6的前側面安裝有右安裝門18，且右安裝門18的中心處固定安裝有第二操作顯示屏19；所述培養箱1的頂部左側固定安裝有四個第一驅動裝置21；所述第一驅動裝置21通過第一電動伸縮桿22與培養基箱23連接；所述培養基箱23內壁上固定安裝有第一固定板24和第二固定板25，且第一固定板24設置在第二固定板25的上方。

所述第一固定板24和第二固定板25均通過彈簧26與試管架27的兩端連接；所述培養箱1的頂部左側固定安裝有第一霧化泵28，且培養箱1的頂部右側固定安裝有第二霧化泵31；所述培養箱1的頂部右側固定安裝有四個第二驅動裝置34；所述第二驅動裝置34通過第二電動伸縮桿35與攪拌箱36連接；所述培養箱1的頂部中心處設置有支撐桿37；所述支撐桿37的頂部固定安裝有支撐板38。

所述支撐板38的頂部左側固定安裝有培養基箱23對應的第一馬達40；所述第一馬達40的底部通過第一旋轉軸41與清洗刷42連接，且清洗刷24設置在支撐板38的下方；所述支撐板38的頂部右側固定安裝有與攪拌箱36對應的第二馬達43，且第二馬達43的底部通過第二旋轉軸44與攪拌棒45連接。

所述單片機控制器47的輸入端分別與第一溫度傳感器9、第一濕度傳感器10、第二溫度傳感器13和第二濕度傳感器14的輸出端電性連接；所述單片機控制器47的輸出端分別與第一制冷裝置7、第一加熱裝置8、第二制冷裝置11、第二加熱裝置12、第一驅動裝置21、第一霧化泵28、第二霧化泵31、第二驅動裝置34、第一馬達40、第二馬達43和計時模塊48的輸入端電性連接。

所述單片機控制器47分別與第一操作顯示屏16和第二操作顯示屏19電性連接。

進一步，所述培養箱1的底部設置有底座2，且底座2底部的四個角部均固定安裝有支腿3。

左安裝門15的右側邊緣處設置有左旋轉門把17。

所述右安裝門18的左側邊緣處設置有右旋轉門把20。

所述第一霧化泵28通過第一連接管29與第一霧化棒30連接，且第一連接管29設置在左空間5中。

所述第二霧化泵31通過第二連接管32與第二霧化棒33連接，且第二連接管32設置在右空間6中。

所述支撐板38的頂部中心處固定安裝有主機箱39。

所述攪拌棒45上設置有多個攪拌葉46，且攪拌棒45設置在支撐板38的下方。

進一步，所述單片機控制器內置有中央處理單元；所述第一溫度傳感器、第一濕度傳感器、第二溫度傳感器、第二濕度傳感器均設置有信號采集模塊；所述第一溫度傳感器、第一濕度傳感器、第二溫度傳感器、第二濕度傳感器的信號采集模塊通過信號線與中央處理單元信號連接。

進一步，所述中央處理單元的溫濕度信號處理方法包括：

設定中央處理單元的一溫濕度臨界值；

根據溫濕度臨界值判斷一最大可處理負載量；

根據匯集平臺電源管理技術將多個第一工作任務結合為一第一連續工作任務；

判斷第一連續工作任務的一負載量是否大于最大可處理負載量；

當第一連續工作任務的負載量大于最大可處理負載量時，將第一連續工作任務中之一超載部分的第一工作任務移出第一連續工作任務；

當接收到第一連續工作任務時，將中央處理單元由一休眠模式切換至一操作模式，以及處理第一連續工作任務；以及當第一連續工作任務處理完成后，將中央處理單元設為休眠模式。

進一步，中央處理單元的操作頻率在一般操作下具有一正常操作頻率，中央處理單元的溫濕度信號處理方法還包括：

根據第一連續工作任務的負載量以及溫濕度臨界值決定一第一操作頻率；

以及當中央處理單元切換至操作模式時，將中央處理單元的操作頻率由正常操作頻率提升至第一操作頻率，并通過第一操作頻率處理第一連續工作任務；

其中第一操作頻率的工作頻率高于正常操作頻率的工作頻率。

進一步，中央處理單元的溫濕度信號處理方法還包括：

當第一連續工作任務處理完成并且中央處理單元進入休眠模式后，根據匯集平臺電源管理技術將多個第二工作任務以及超載部分的第一工作任務結合為一第二連續工作任務；

當接收到第二連續工作任務時，將中央處理單元由休眠模式切換至操作模式；

將中央處理單元的操作頻率由正常操作頻率提升至一第二操作頻率，通過第二操作頻率處理第二連續工作任務；以及當第二連續工作任務處理完成后，將中央處理單元設為休眠模式；

其中第一操作頻率的工作頻率高于正常操作頻率的工作頻率；

中央處理單元使用第一操作頻率將第一連續工作任務處理完成的時間點與開始接收到第二連續工作任務的時間點之間具有一第一間隔時間，而使用正常頻率將第一連續工作任務處理完成與接收到第二連續工作任務之間具有一第二間隔時間，其中第一間隔時間小于第二間隔時間。

進一步，所述中央處理單元包括：

時序控制模塊，由程序控制器獲取指令，根據所述指令產生指令執行周期，將所述指令執行周期向狀態信號模塊發送；

狀態信號模塊，接收所述時序控制模塊發送的指令執行周期，根據所述指令執行周期指示所述指令執行時所處的時鐘周期，所述指令執行周期包括至少兩個時鐘周期；

時序控制模塊，根據所述狀態信號模塊指示的所述指令執行時所處的時鐘周期，在所述指令執行時所處的倒數第二個時鐘周期向所述程序存儲器發送讀取下一條指令的控制信號，以及在所述指令執行時所處的最后一個時鐘周期從所述程序控制器讀取下一條指令；時序控制模塊根據所述指令產生時序控制信號，將所述時序控制信號向讀寫控制模塊和運算模塊發送；

讀寫控制模塊，根據所述時序控制信號，從數據存儲器讀取數據或者向數據存儲器寫入數據；

運算模塊，根據所述時序控制信號，對從數據存儲器讀取的數據進行處理。

進一步，所述時序控制模塊在所述下一條指令執行時所處的第一個時鐘周期產生時序控制信號，將所述時序控制信號向所述讀寫控制模塊和運算模塊發送；

所述時序控制模塊在復位期間將所述指令執行周期設置為包括兩個時鐘周期；

所述中央處理單元還包括：

中斷定時模塊，根據所述狀態信號模塊指示的所述指令執行時所處的時鐘周期，在所述指令執行時所處的最后一個時鐘周期進行中斷仲裁，當具有所響應的中斷時，在所述下一條指令執行時所處的倒數第二個時鐘周期，控制所述時序控制模塊暫停從所述程序控制器讀取指令。

進一步，所述信號采集模塊的信號采集方法包括：

首先，用感知設備在獨立的采樣周期內對目標信號x(t)進行采集，并用A/D方式對信號進行數字量化；然后，對量化后的信號x(i)進行降維；最后，對降維后的信號進行重構；其中t為采樣時刻，i為量化后的信號排序；

對量化后的信號進行降維，具體是對量化后的信號通過有限脈沖響應濾波器的差分方程i＝1,…,M，其中h(0),…,h(L-1)為濾波器系數，設計基于濾波的壓縮感知信號采集框架，構造如下托普利茲測量矩陣：

則觀測i＝1,…,M，其中b₁,…,b_L看作濾波器系數；子矩陣Φ_FT的奇異值是格拉姆矩陣G(Φ_F,T)＝Φ′_FTΦ_FT特征值的算術根，驗證G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δ_K,1+δ_K),i＝1,…,T，則Φ_F滿足RIP，并通過求解如下公式最優化問題來重構原信號：

即通過線性規劃方法來重構原信號，亦即BP算法；

針對實際壓縮信號，如溫濕度信號的采集，則修改Φ_F為如下形式：

如果信號在變換基矩陣Ψ上具有稀疏性，則通過求解如下公式最優化問題，精確重構出原信號：

其中Φ與Ψ不相關，Ξ稱為CS矩陣。

下面結合工作原理對本發明的應用作進一步描述。

本發明微生物檢驗清潔培養裝置，將微生物放入到左空間5和右空間6中分別培養，通過第一操作顯示屏16和第二操作顯示屏19對左空間5和右空間6內腔的溫度和濕度進行設定，設定不同溫度和不同濕度，利于不同微生物的生長。另外還設置有培養基箱23(培養基：接種微生物標本用的平板，如血平板)和清洗刷42，可以將試管進行自動化清洗，試管架27通過彈簧26與第一固定板24和第二固定板25連接，具有一定的減震功能，同時還設置有攪拌箱36和攪拌棒45，可對樣品液進行攪拌，結構較以前比較簡單，操作方便，通過第一操作顯示屏16和第二操作顯示屏19進行控制，配合單片機控制器47，自動化程度高，設置有第一溫度傳感器9、第一濕度傳感器10、第二溫度傳感器13和第二濕度傳感器14，智能化程度高，完美的創造一個適合微生物培養的環境，計時模塊48用于設定培養時間。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。