阅读说明：本技术 一种智能药剂喷雾细化与活化装置及方法 (Intelligent medicament spray refining and activating device and method ) 是由 赵统刚 陈龙 张兰 陈阳波 奚卫华 蒋义龙 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能药剂喷雾细化与活化装置及方法,涉及喷雾药剂制备装置技术领域,包括多个功能段及智能控制系统；多个功能段包括依次设置的：混合药剂供给段,用于按照设定比例混合输出稀释后的药剂溶液；溶气段,用于向药剂溶液中溶入设定量的气体；磁化段,用于对溶入气体后的药剂溶液进行磁化；超声波雾化段,用于将上述磁化后的药剂溶液进行雾化后输出；分配释放段,用于将雾化后的药剂溶液分配释放至设定位置处；智能控制系统与上述各个功能段控制连接,根据设定程序控制各功能段动作。整个方案中,能够自动生成设定比例以及雾化程度的药剂喷雾,无需事先混合药剂与清水,并且能够根据需要现场调配药剂比例,操作简单,雾化效果好。(The invention discloses an intelligent medicament spray refining and activating device and method, relating to the technical field of spray medicament preparation devices and comprising a plurality of functional sections and an intelligent control system; the plurality of functional segments include in proper order: the mixed medicament supply section is used for mixing and outputting the diluted medicament solution according to a set proportion; the gas dissolving section is used for dissolving a set amount of gas into the medicament solution; the magnetizing section is used for magnetizing the medicament solution dissolved in the gas; the ultrasonic atomization section is used for atomizing the magnetized medicament solution and then outputting the atomized medicament solution; the distribution release section is used for distributing and releasing the atomized medicament solution to a set position; the intelligent control system is connected with the function sections in a control mode and controls the function sections to act according to a set program. In the whole scheme, the medicament spray with the set proportion and the atomization degree can be automatically generated, the medicament and clear water do not need to be mixed in advance, the medicament proportion can be prepared on the spot as required, the operation is simple, and the atomization effect is good.)

一种智能药剂喷雾细化与活化装置及方法

技术领域

本发明涉及喷雾药剂制备装置技术领域，更具体地说，它涉及一种智能药剂喷雾细化与活化装置及方法。

背景技术

药剂喷雾是通过将药剂溶解在水中，而后将上述溶液雾化。目前除臭和消毒喷雾常采用超声波或机械方法制备得到。如专利公告号为CN209798930U的中国专利，提出了一种超声波雾化除臭设备，其通过在雾化腔内安装超声波雾化器以及风机，将混合有药剂的溶液雾化。

上述方案中存在喷雾细化程度不够，同时需要药剂预混合或喷雾前按比例稀释混合，药剂预混合需要专门的投料和混合系统，增加设备复杂程度。而喷雾前直接混合又会因混合时间不足，混合程度不够,导致除臭和消毒捕捉效率有限。此外，现有技术中，由于药剂中植物液等高分子有机成分，分子链展开程度不够，有些功能性的官能团活性也不能有效地被激发和发挥，降低了除臭和消毒的效果。

发明内容

针对实际运用中药剂喷雾混合不充分、高分子有机成分的功能性官能团活性不能被有效激发这一问题，本发明目的一在于提出一种智能药剂喷雾细化与活化装置，可以使喷雾前药剂和水直接混合更为均匀和充分，雾化颗粒更细化，有机类药剂的分子链展开程度更为充分，产生更多的活性基团，增加捕捉效率和降解效率；基于上述细化与活化装置，本发明目的二在于提供一种智能药剂喷雾细化与活化方法，具体方案如下：

一种智能药剂喷雾细化与活化装置，包括多个功能段以及智能控制系统；

其中，多个所述功能段包括依次设置的：

混合药剂供给段，包括储料组件以及定量混合输出组件，用于按照设定比例混合输出稀释后的药剂溶液；

溶气段，配置为用于向所述药剂溶液中溶入设定量的气体；

磁化段，配置为用于对溶入气体后的药剂溶液进行磁化；

超声波雾化段，包括超声波雾化装置以及布雾风扇，用于将上述磁化后的药剂溶液进行雾化后输出；

分配释放段，包括至少一根与所述超声波雾化装置相连通的喷雾管道，用于将雾化后的药剂溶液分配释放至设定位置处；

所述智能控制系统与上述各个功能段控制连接，根据设定程序控制上述各功能段动作。

通过上述技术方案，首先将清水与药剂原液混合，而后溶入空气，能够让药剂和用以稀释的清水更快更均匀地混合，在后期超声波雾化过程中，通过超声波正负压的不断传递，在溶解了气体的药剂溶液中形成更多、更细化的空穴和微气泡，从而形成更多数量和更小尺寸的雾化药剂颗粒，无需喷雾前对药剂以及清水加以预混合。对溶入空气的药剂进行磁化，可以降低药剂溶液的黏度和表面张力，增加空气的溶解度，使更多空气溶解在药剂溶液中。药剂溶液黏度和表面张力的降低，使上述药剂溶液的超声波雾化更容易发生，降低超声波雾化的功率需求，增加了超声波的传播能力和造雾能力。另外更多的空气溶解在磁化后的药剂溶液中，加剧了超声波的空穴效应，有利于更多、更小尺寸的雾化药剂产生。最后，对药剂溶液产生了磁化效果，使有机药剂的分子结构更为舒展，并产生新的活化官能团，具有对除臭或消毒对象更大的捕捉和降解效率。

进一步的，所述储料组件包括药剂原液桶、清水存储桶，所述定量混合输出组件包括清水计量泵、药液计量泵以及输出管道；

所述药剂原液桶用于存储药剂原液，所述药液计量泵用于抽取并计量自所述药剂原液桶输出的药剂原液；

所述清水存储桶用于存储稀释用清水，所述清水计量泵用于抽取并计量自所述清水存储桶输出的清水；

所述输出管道的一端分别与所述清水计量泵、药液计量泵相连通，抽取并输出设定剂量的清水以及药剂原液；

所述清水计量泵、药液计量泵与所述智能控制系统控制连接。

通过上述技术方案，能够在喷雾前根据需要，临时对药剂溶液加以混合调配，计量泵直接抽取设定计量的清水和药剂原液加以混合，效率高，准确度高，操作简单。

进一步的，所述混合药剂供给段还设置有加液提示组件，所述加液提示组件包括设置于所述药剂原液桶、清水存储桶中的液位传感器，以及信息提示件；

所述液位传感器与所述智能控制系统信号连接，检测并输出液位检测信号；

所述信息提示件与所述智能控制系统信号连接，所述智能控制系统接收并响应于所述液位检测信号，控制所述信息提示件动作。

通过上述技术方案，当清水或药剂原液不足时，可以及时输出提示信息，保证装置的持续运行，同时，上述液位传感器也可以监控每次清水计量泵、药液计量泵工作后清水存储桶、药剂原液桶中的液位变化，进而判定清水计量泵、药液计量泵的工作状态是否准确。

进一步的，所述溶气段配置为射流器结构，于输出管道中混合稀释后的药剂溶液自射流器的流入端进入，喷射端流出；

所述射流器与智能控制系统控制连接，流入端设置有进气接口，所述射流器中的气体及药剂溶液流向相同。

通过上述技术方案，能够加速管道中药剂溶液的流动，同时让空气充分溶入到药剂溶液中，结构简单，容易实现。

进一步的，所述磁化段包括与所述射流器喷射端相连通的磁化管道，所述磁化管道由永磁体或电磁体装配而成。

通过上述技术方案，能够对溶入气体的药剂溶液进行磁化，使有机药剂的分子结构更为舒展，并产生新的活化官能团，具有对除臭或消毒对象更大的捕捉和降解效率。

进一步的，所述超声波雾化装置包括：雾化壳体、超声波数控电源、超声波换能器；

所述布雾风扇与所述雾化壳体以及喷雾管道相连通，用于将雾化壳体中雾化后的药剂溶液输出至所述喷雾管道；

所述超声波雾化装置与所述智能控制系统控制连接。

通过上述技术方案，能够对溶入有空气的磁化后的药剂溶液加以雾化，对溶入气体和磁化过后的药剂溶液进行雾化操作后，雾化尺寸更为细密、药剂活性得到增强，从而增加了药剂与处理对象的接触机会，提高了捕捉效率和降解效率。

进一步的，所述喷雾管道上设置有开槽或开孔，所述喷雾管道的长度S≤V*T，其中，所述V为雾化后药剂溶液在喷雾管道中的流速，所述T为雾化后药剂溶液在喷雾管道中的运行时间，所述T≤30S。

通过上述技术方案，能够使得雾化后的药剂溶液迅速排出上述喷雾管道，防止雾气重新凝结为液态。

进一步的，所述智能控制系统包括控制模块、存储器以及交互单元，所述控制模块配置为单片机或FPGA控制组件，所述存储器用于存储至少一组用于控制各个功能段动作的控制参数，所述交互单元与所述控制模块数据连接，用于输入、输出或修改所述存储器中的控制参数。

通过上述技术方案，能够使得整个智能药剂喷雾细化与活化装置在设定控制参数后全自动运行。

进一步的，所述各个功能段对应设置有用于检测其运行情况或药剂溶液雾化程度的检测装置，所述检测装置与所述智能控制系统信号连接，检测并输出反馈信号。

通过上述技术方案，能够对各个功能段的运作加以监控，便于智能控制系统的调整控制参数。

一种智能药剂喷雾细化与活化方法，基于如前所述的智能药剂喷雾细化与活化装置，包括如下步骤：

基于所需药剂溶液的稀释比例以及雾化程度，根据设定算法，生成并存储各功能段的控制参数；

基于所述控制参数，所述智能控制系统输出控制信号控制各功能段动作；

检测各个功能段的运行参数和/或喷雾管道中药剂溶液的雾化程度及流速，输出反馈信号至所述智能控制系统，所述智能控制系统基于上述反馈信号，修正所述控制参数。

通过上述技术方案，能够自动生成设定比例以及雾化程度的药剂喷雾，无需事先混合药剂与清水，并且能够根据需要现场调配药剂比例，操作简单，雾化效果好。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）通过混合药剂供给段将药剂与清水初步混合，通入空气，使得药剂与清水混合更为均匀，结合超声波雾化作用，在溶解了气体的药剂溶液中形成更多、更细化的空穴和微气泡，从而形成更多数量和更小尺寸的雾化药剂颗粒，提升除臭和消毒捕捉效率，无需事先混合药剂与清水，能够灵活适应于喷施现场雾化需求的变化；

（2）通过设置磁化段，将溶入有气体的药剂溶液磁化，降低药剂溶液的黏度和表面张力，增加空气的溶解度，使更多空气溶解在药剂溶液中，药剂溶液黏度和表面张力的降低，使上述超声波雾化更容易发生，降低超声波雾化的功率需求，增加了超声波的传播能力和造雾能力，另外更多的空气溶解在药剂中后，加剧了超声波的空穴效应，有利于更多、更小尺寸的雾化药剂产生，具有对除臭或消毒对象更大的捕捉和降解效率。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

附图标记：1、混合药剂供给段；2、溶气段；3、磁化段；4、超声波雾化段；5、分配释放段；6、药剂原液桶；7、清水存储桶；8、清水计量泵；9、药液计量泵；10、输出管道；11、液位传感器；12、信息提示件；13、射流器；14、进气接口；15、磁化管道；16、超声波雾化装置；18、喷雾管道。

具体实施方式

现有的药剂喷雾，都需要将药剂与清水事先混合均匀，并且混合一段时间以使得药剂中高分子有机成分的分子链充分展开，提升除臭和消毒捕捉效率。上述操作延长了药剂喷雾作用的时间，由于需要等到药剂混合充分，实际上用户在喷施现场难以根据需要快速地调配药剂溶液中药剂成分的比例。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

一种智能药剂喷雾细化与活化装置，如图1所示，包括多个依次连接的功能段以及智能控制系统。其中，多个所述功能段包括：混合药剂供给段1、溶气段2、磁化段3、超声波雾化段4以及分配释放段5。智能控制系统与上述各个功能段控制连接，根据设定程序控制上述各功能段动作。

所述混合药剂供给段1包括储料组件以及定量混合输出组件，用于按照设定比例混合输出稀释后的药剂溶液。

上述储料组件包括药剂原液桶6、清水存储桶7，上述定量混合输出组件包括清水计量泵8、药液计量泵9以及输出管道10。

上述输出管道10的进液端分为两个子端口，分别插入到药剂原液桶6以及清水存储桶7中。药剂原液桶6用于存储药剂原液，药液计量泵9与所述输出管道10相连通，用于抽取并计量自药剂原液桶6输出的药剂原液。清水存储桶7用于存储稀释用清水，清水计量泵8与所述清水计量泵8相连通，用于抽取并计量自清水存储桶7输出的清水。设定剂量的清水和药剂原液在输出管道10中混合并输出。

为了精确控制上述清水与药剂原液的输出量，上述清水计量泵8、药液计量泵9与智能控制系统控制连接。基于上述技术方案，能够在喷雾前根据需要，临时对药剂溶液加以混合调配，计量泵直接抽取设定计量的清水和药剂原液加以混合，效率高，准确度高，操作简单。

为了能够使得本发明所述的药剂喷雾细化与活化装置持续运行，必须要保证上述清水存储桶7以及药剂原液桶6中时刻存储有对应的清水或药剂原液。为此，混合药剂供给段1上还设置有加液提示组件，加液提示组件包括信息提示件12以及设置于药剂原液桶6、清水存储桶7中的两个液位传感器11。

两个所述液位传感器11均与智能控制系统信号连接，分别检测并输出清水存储桶7以及药剂原液桶6中的液位检测信号。信息提示件12与智能控制系统信号连接，智能控制系统接收并响应于所述液位检测信号，控制信息提示件12动作。

进一步详述的，上述液位传感器11可以采用浮球液位传感器11，也可以采用光电测位传感器。上述信息提示件12包括设于清水存储桶7和/或药剂原液桶6上的声光报警装置，如LED灯及蜂鸣器等，上述声光报警装置与智能控制系统信号连接，当检测到液位过低时，输出声光报警。基于上述技术方案，当清水或药剂原液不足时，可以及时输出提示信息，提示用户加液，保证装置的持续运行，同时，上述液位传感器11也可以监控每次清水计量泵8、药液计量泵9工作后清水存储桶7、药剂原液桶6中的液位变化，进而判定清水计量泵8、药液计量泵9的工作状态是否准确，对整个混合药剂供给段1具有自检作用。

优化的，上述清水存储桶7通过一常闭电磁阀与自来水管相连通，上述常闭电磁阀与所述智能控制系统控制连接，当清水存储桶7中的液位过低时，自动补充清水。

如图1所示，溶气段2配置为用于向药剂溶液中溶入设定量的气体，在本发明中可以直接溶入空气。向药剂溶液中溶入空气可以让药剂和用以稀释的清水更快更均匀地混合，并且在超声波雾化过程中，通过超声波正负压的不断传递，在溶解了气体的药剂中形成更多、更细化的空穴和微气泡，从而形成更多数量和更小尺寸的雾化药剂颗粒。

在药剂溶液中溶入空气可以通过气提药剂溶入、鼓风曝气溶入或通过水射器溶入，优选水射器溶入，结构较为简单，更容易实现。详述的，在本发明中，上述溶气段2配置为射流器13结构，于输出管道10中混合稀释后的药剂溶液自射流器13的流入端进入，喷射端流出。射流器13与智能控制系统控制连接，流入端设置有进气接口14。射流器13中的气体及药剂溶液流向呈相同设置，当药剂溶液流过时，形成负压抽吸，将空气吸入药剂中。上述技术方案，能够加速管道中药剂溶液的流动，同时让空气充分溶入到药剂溶液中，结构简单，容易实现。

上述磁化段3配置为用于对溶入气体后的药剂溶液进行磁化。对溶入有空气的药剂溶液进行磁化，可以有效降低药剂溶液的黏度和表面张力，提升空气的溶解度，使更多空气溶解在药剂溶液中。药剂溶液黏度和表面张力的降低，使上述超声波雾化段4的雾化作用更容易发生，降低超声波雾化段4所需的功率，增加超声波的传播能力和造雾能力，另外更多的空气溶解在药剂溶液中后，加剧了超声波的空穴效应，有利于更多、更小尺寸的雾化药剂产生。

详述的，上述磁化段3包括与所述射流器13的喷射端相连通的磁化管道15，磁化管道15由永磁体或电磁体装配而成。在本发明中，上述磁化管道15优选采用钕铁硼永磁体制成。上述磁化方案，也能够对溶入气体的药剂溶液进行磁化，使有机药剂的分子结构更为舒展，并产生新的活化官能团，使得药剂溶液在流过磁化通道后被激活，具有对除臭或消毒对象更大的捕捉和降解效率。

如图1所示，所述超声波雾化段4包括超声波雾化装置16以及布雾风扇，用于将上述磁化后的药剂溶液进行雾化后输出。详述的，超声波雾化装置16包括：雾化壳体、超声波数控电源以及超声波换能器。布雾风扇与雾化壳体以及喷雾管道18相连通，用于将雾化壳体中雾化后的药剂溶液输出至喷雾管道18。上述超声波换能器优选采用性能稳定的压电陶瓷夹心式换能器。

在本发明中，超声波雾化段4采用市面上常见的自带布雾风扇的超声波雾化装置16实现。上述超声波雾化装置16与智能控制系统控制连接。基于上述方案，能够对溶入有空气的磁化后的药剂溶液加以雾化，对溶入气体和磁化过后的药剂溶液进行雾化操作后，雾化尺寸更为细密、药剂活性得到增强，从而增加了药剂与处理对象的接触机会，提高捕捉效率和降解效率。

所述分配释放段5包括至少一根与超声波雾化装置16的输出口相连通的喷雾管道18，用于将雾化后的药剂溶液分配释放至设定位置处。

所述喷雾管道18上设置有开槽或开孔，喷雾管道18的长度设置为S≤V*T，其中，V为雾化后药剂溶液在喷雾管道18中的流速，T为雾化后药剂溶液在喷雾管道18中的运行时间，T≤30S，以使得雾化后的药剂溶液迅速排出上述喷雾管道18，防止雾气在喷雾管道18中重新凝结为液态。

在本发明中，所述智能控制系统包括控制模块、存储器以及交互单元，控制模块配置为单片机或FPGA控制组件，存储器用于存储至少一组用于控制各个功能段动作的控制参数，交互单元与控制模块数据连接，用于输入、输出或修改存储器中的控制参数。上述存储器可以采用专用的RAM芯片或SD卡实现，交互单元可采用安卓触摸屏实现。基于上述技术方案，能够使得整个智能药剂喷雾细化与活化装置在设定控制参数后全自动运行。

为了能够对各个功能段的运作加以监控，便于智能控制系统的调整控制参数，各个功能段对应设置有用于检测其运行情况或药剂溶液雾化程度的检测装置，检测装置与智能控制系统信号连接，检测并输出反馈信号。上述检测装置对应于不同的检测要求，包括但不限于：设置于射流器13处用于检测射流器13进气接口14处的流速传感器、与所述超声波数控电源电连接用于检测其是否正常工作的电信号采集仪、设置于喷雾管道18中的流速检测仪等。

基于上述智能药剂喷雾细化与活化装置，本发明还提出了一种智能药剂喷雾细化与活化方法，包括如下步骤：

S1，基于所需药剂溶液的稀释比例以及雾化程度，根据设定算法，生成并存储各功能段的控制参数；

S2，基于控制参数，智能控制系统输出控制信号控制各功能段动作；

S3，检测各个功能段的运行参数和/或喷雾管道18中药剂溶液的雾化程度及流速，输出反馈信号至智能控制系统，智能控制系统基于上述反馈信号，修正控制参数。

S4，返回步骤S1。

上述步骤S1中，不同的药剂溶液其达到设定雾化程度所需的控制参数并不一致，存储多组控制参数，当需要不同配比以及雾化程度的喷雾时，能够快速的找到对应的控制参数，效率更高。

步骤S3中的反馈控制，使得整个装置能够自适应调节控制参数，使得控制更为精确。

整个方案中，能够自动生成设定比例以及雾化程度的药剂喷雾，无需事先混合药剂与清水，并且能够根据需要现场调配药剂比例，操作简单，雾化效果好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。