医学实验室空气净化系统

摘要

一种医学实验室空气净化系统，包括：第一空气净化单元，用于产生氧族高能离子，所述氧族高能离子经由所述第一管道和出风口进入医学实验室；第二空气净化单元，包括三氧化二铁和二氧化锰；控制器，用于控制第一空气净化单元和第二空气净化单元，当红外探测仪检测到医学实验室无人且在第一预定时间段时，控制第一空气净化单元工作，保持医学实验室处于第一氧族高能离子浓度；当医学实验室无人且在第一预定时间段随后的第二预定时间段时，控制第一和第二空气净化单元停止工作；当红外探测仪检测到医学实验室有人以及在第一和第二预定时间段之外的第三预定时间段时，控制第二空气净化单元工作，保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以下以及第一甲醛浓度以下。

权利要求

1.一种医学实验室空气净化系统，其特征在于包括：第一管道，其一端连接新风机，另一端连接设置在医学实验室顶部的出风口，所述出风口为多个且朝上设置；

第一空气净化单元，用于产生氧族高能离子，所述氧族高能离子经由所述第一管道和出风口进入医学实验室；

第二管道，其一端连接设置在医学实验室底部的入风口，另一端连接排风机；

第二空气净化单元，包括三氧化二铁和二氧化锰；

第三管道，其一端连接所述排风机，另一端连接所述第二空气净化单元；

第四管道，其一端连接第二空气净化单元，另一端通过电磁阀连接于第一管道；

红外探测仪，用于探测医学实验室是否有人；

甲醛浓度检测单元，设置在医学实验室中；

氧族高能离子浓度检测单元，设置在医学实验室中；

控制器，用于控制第一空气净化单元和第二空气净化单元，当红外探测仪检测到医学实验室无人且在第一预定时间段时，控制第一空气净化单元工作，保持医学实验室处于第一氧族高能离子浓度；当医学实验室无人且在第一预定时间段随后的第二预定时间段时，控制第一和第二空气净化单元停止工作；当红外探测仪检测到医学实验室有人时以及在第一和第二预定时间段之外的第三预定时间段时，控制第二空气净化单元工作以清除医学实验室内的甲醛和氧族高能离子且当甲醛浓度突发性增加时，通过第一空气净化单元工作，送入一定量的氧族高能离子来定点清除突发性增加的甲醛，保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以下以及第一甲醛浓度以下，所述第二氧族高能离子浓度小于第一氧族高能离子浓度；

所述第一预定时间段为凌晨无人的时段，第二预定时间段根据氧族高能离子自然分解时长确定，第三预定时间段基于红外探测仪的历史数据确定。

2.根据权利要求1中所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于控制器通过控制所述电磁阀和所述排风机打开，以使第二空气净化单元工作。

3.根据权利要求1或2中所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于控制器基于红外探测仪的历史数据、红外探测仪的当前数据以及氧族高能离子自然分解时长动态调整所述第一预定时间段。

4.根据权利要求1或2中所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于三氧化二铁负载于二氧化锰，由以下方法获得：

由摩尔比为1∶2～1∶1高锰酸钾水溶液和Mn(CH3COO)2水溶液反应获得二氧化锰，然后依次加入Fe(NO3)3水溶液和胶体二氧化硅，搅拌和干燥后获得，其中二氧化锰与三氧化二铁的摩尔比为16:5‑16:6。

5.根据权利要求1或2所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度在单位时间内的增长率大于第一阈值时，控制器控制第一空气净化单元产生与医学实验室中的甲醛总量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以下。

6.根据权利要求1或2中所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度在单位时间内的增长率持续大于第一阈值时，控制器控制第一空气净化单元产生与医学实验室中的甲醛总量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以下。

7.根据权利要求1或2中所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于第三预定时间段基于红外探测仪的历史数据和红外探测仪的当前数据动态调整。

8.根据权利要求1或2所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于所述二氧化锰的比2

表面积为200m/g以上。

9.根据权利要求1或2中所述的医学实验室空气净化系统，其特征在于第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度大于第二甲醛浓度且持续增加时，控制器控制第一空气净化单元产生与医学实验室中的甲醛总量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以下，第二甲醛浓度小于第一甲醛浓度。

说明书

医学实验室空气净化系统

技术领域

[0001] 本发明属于空气净化技术领域，更具体地，涉及一种医学实验室空气净化系统。

背景技术

[0002] 在医疗机构或医疗研究机构中，医学实验室储存标本需要大量的甲醛溶液。在标本处理过程中，又需频繁使用二甲苯作为透明剂。由于这些试剂使用量较大且使用又较频
繁，常会使病理科的标本取材室、染色包埋室等室内的甲醛和二甲苯浓度超标。

[0003] 为降低标本取材室、染色包埋室等室内的甲醛和二甲苯浓度，传统方法是在标本取材室、染色包埋室等室内设置通风柜，在标本取材室内设置带有排风功能的取材台，以便
降低标本取材室、染色包埋室空气中甲醛和二甲苯的浓度。但由于在甲醛或二甲苯这些污
染源存在时，常温条件下污染源的挥发现象总是存在。时间一长，污染物会残留或吸附于墙
面、天花板、桌椅板凳之类的用具和工作服上，难以彻底清除。

[0004] 此外，例如中国专利201220625963.7公开了一种空气处理装置，其通过第一离子发生器形成正负离子簇与空气中的VOC类有害气体发生氧化降解反应。但是，其出风口朝下
设置，影响了正负离子簇在医学实验室中的有效均匀扩散，并且随着人们对环境和健康的
更高要求，正负离子簇中的氧族高能离子对人体的潜在不利影响也受到更大关注。

[0005] 因此，如何高效地彻底清除残留或吸附于墙面、天花板、桌椅板凳之类的用具和工作服上的污染物，同时降低氧族高能离子和甲醛对实验室人员的潜在影响，以及如何实现
智能化和低成本，成了急需解决的问题。为了解决上述现有技术的诸多不足和缺陷，有必要
研究一种医学实验室空气净化系统。

发明内容

[0006] 经过研究发现，现有技术中利用氧族高能离子来清除甲醛具有高效彻底的功效，但是氧族高能离子的存在对人体健康仍会产生不利的影响，并且医学实验室这种甲醛和二
甲苯的超标通常伴随着标本处理的进行而具有突发性，难以有效和稳定控制。

[0007] 考虑到至少一个上述问题而完成了本发明。具体地，根据本发明一方面，提供了一种医学实验室空气净化系统，其特征在于包括：

[0008] 第一管道，其一端连接新风机，另一端连接设置在医学实验室顶部的出风口，所述出风口为多个且朝上设置；

[0009] 第一空气净化单元，用于产生氧族高能离子，所述氧族高能离子经由所述第一管道和出风口进入医学实验室；

[0010] 第二管道，其一端连接设置在医学实验室底部的入风口，另一端连接排风机；

[0011] 第二空气净化单元，包括三氧化二铁和二氧化锰；

[0012] 第三管道，其一端连接所述排风机，另一端连接所述第二空气净化单元；

[0013] 第四管道，其一端连接第二空气净化单元，另一端通过电磁阀连接于第一管道；

[0014] 红外探测仪，用于探测医学实验室是否有人；

[0015] 甲醛浓度检测单元，设置在医学实验室中；

[0016] 氧族高能离子浓度检测单元，设置在医学实验室中；

[0017] 控制器，用于控制第一空气净化单元和第二空气净化单元，当红外探测仪检测到医学实验室无人且在第一预定时间段时，控制第一空气净化单元工作，保持医学实验室处
于第一氧族高能离子浓度；当医学实验室无人且在第一预定时间段随后的第二预定时间段
时，控制第一和第二空气净化单元停止工作；当红外探测仪检测到医学实验室有人以及在
第一和第二预定时间段之外的第三预定时间段时，控制第二空气净化单元工作，保持医学
实验室处于第二氧族高能离子浓度以下以及第一甲醛浓度以下，所述第二氧族高能离子浓
度小于第一氧族高能离子浓度。

[0018] 根据本发明又一方面，控制器通过控制所述电磁阀和所述排风机打开，以使第二空气净化单元工作。

[0019] 根据本发明又一方面，所述第一预定时间段为凌晨无人的时段，例如0‑4点，第二预定时间段根据氧族高能离子自然分解时长确定，第三时间段基于红外探测仪的历史数据
确定。

[0020] 根据本发明又一方面，控制器基于红外探测仪的历史数据、红外探测仪的当前数据以及氧族高能离子自然分解时长动态调整所述第一预定时间段。

[0021] 根据本发明又一方面，三氧化二铁负载于二氧化锰，由以下方法获得：

[0022] 由摩尔比为1∶2～1∶1高锰酸钾水溶液和Mn(CH3COO)2水溶液反应获得二氧化锰，然后依次加入Fe(NO3)3水溶液和胶体二氧化硅，搅拌和干燥后获得，其中二氧化锰与三氧化二
铁的摩尔比为16:5‑16:6。

[0023] 根据本发明又一方面，第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度在单位时间内的增长率大于第一阈值时，控制器控制第一空气净化单元产生与医学实验室中的甲醛总
量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以
3
下或5000个/cm以下。

[0024] 根据本发明又一方面，第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度在单位时间内的增长率持续大于第一阈值时，控制器控制第一空气净化单元产生与医学实验室中的甲
醛总量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓
3
度以下或5000个/cm以下。

[0025] 根据本发明又一方面，第三时间段基于红外探测仪的历史数据和红外探测仪的当前数据动态调整。

[0026] 根据本发明又一方面，所述二氧化锰的比表面积为200m2/g以上。

[0027] 根据本发明又一方面，第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度大于第二甲醛浓度且持续增加时，控制器控制第一空气净化单元产生与医学实验室中的甲醛总量对应
的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以下或
3
5000个/cm以下，第二甲醛浓度小于且接近第一甲醛浓度。

[0028] 与现有技术相比，本发明可以获得以下一个或多个有益效果：

[0029] 1.本发明的医学实验室空气净化系统采用第一和第二空气净化单元以分时分场景以及结合的方式自动去除实验室中的甲醛或氧族高能离子，既可以高效快速去除物品上
残留或吸附的甲醛，又能实现更低甲醛浓度和氧族高能离子浓度甚至接近零甲醛零氧族高
能离子的工作环境(即有人在实验室工作时的工作环境)；

[0030] 2.针对甲醛和二甲苯突的浓度突发性增加的情形，结合第一和第二空气净化单元进行快速处理，朝上设置的多个出风口可以使氧族高能离子朝上运动，有利于均匀分散氧
族高能离子而不会使其直接快速下沉；

[0031] 3.第一空气净化单元的使用可延长第二空气净化单元的使用寿命，减少维护和更换；

[0032] 4.自动动态调整第一和第三预定时间段使得系统更加智能，同时实现了无人场合下甲醛的彻底清除以及有人场合以及工作场合下更低甲醛浓度和氧族高能离子浓度；

[0033] 5.负载有三氧化二铁的二氧化锰兼具甲醛清除和氧族高能离子清除的双重作用，通常情况下用于清除甲醛，突发性情形下同时清除两者。

附图说明

[0034] 图1是根据本发明一种优选实施例的医学实验室空气净化系统的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实
质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

[0036] 实施例1

[0037] 经过研究发现，现有技术中利用氧族高能离子来清除甲醛具有高效彻底的功效，但是氧族高能离子的存在对人体健康仍会产生不利的影响，并且医学实验室这种甲醛和二
甲苯的超标通常伴随着标本处理的进行而具有突发性。

[0038] 参见图1，本发明提供了一种医学实验室空气净化系统，可包括：

[0039] 第一管道1，其一端连接新风机2，另一端连接设置在医学实验室顶部的出风口3，所述出风口3为多个且朝上设置；

[0040] 第一空气净化单元4，用于产生氧族高能离子，所述氧族高能离子经由所述第一管道1和出风口3进入医学实验室；

[0041] 第二管道5，其一端连接设置在医学实验室底部的入风口6，另一端连接排风机7；

[0042] 第二空气净化单元9，包括三氧化二铁和二氧化锰；

[0043] 第三管道8，其一端连接所述排风机7，另一端连接所述第二空气净化单元9；

[0044] 第四管道10，其一端连接第二空气净化单元9，另一端通过电磁阀11连接于第一管道1；

[0045] 红外探测仪12，用于探测医学实验室是否有人；

[0046] 甲醛浓度检测单元13，设置在医学实验室中；

[0047] 氧族高能离子浓度检测单元14，设置在医学实验室中；

[0048] 控制器15，用于控制第一空气净化单元4和第二空气净化单元9，当红外探测仪12检测到医学实验室无人且在第一预定时间段时，控制第一空气净化单元4工作，保持医学实
验室处于第一氧族高能离子浓度；当医学实验室无人且在第一预定时间段随后的第二预定
时间段时，控制第一和第二空气净化单元9停止工作；当红外探测仪12检测到医学实验室有
人以及在第一和第二预定时间段之外的第三预定时间段时，控制第二空气净化单元9工作，
保持医学实验室处于第二氧族高能离子浓度以下以及第一甲醛浓度以下，所述第二氧族高
能离子浓度小于第一氧族高能离子浓度。

[0049] 有利地，多个出风口朝上设置可以使氧族高能离子朝上运动，使氧族高能离子分布更加均匀，而不会直接向下运动后集中到下部或底部。优选地，第二空气净化单元9不限
于此，还可以是二氧化锰与其它金属氧化物例如氧化铜、氧化银的混合物等等，也可以是二
氧化锰上负载有其它金属氧化物。第二空气净化单元9用于清除甲醛，同时还可以用于清除
氧族高能离子。

[0050] 优选地，多个出风口13均匀布置，且沿着远离新风机2的方向逐渐增大。这样设置有利于氧族高能离子在实验室中的分布更加均匀。入风口6为多个且均匀布置在管体的圆
周上。

[0051] 优选地，红外探测仪12还可以替换为视频监控单元等等，用于探测医学实验室是否有人。甲醛浓度检测单元13与氧族高能离子浓度检测单元14可以设置在一起，也可以分
开设置。

[0052] 有利地，第一预定时间段根据红外探测仪的历史数据来自动动态调整，例如，历史数据表明明天(例如星期五)实验室人员的工作时段为8‑18点的概率在95％以上，则自动设
置18点至第二天8点为第一预定时间段(非工作时间段)，当该时间段还有人在工作时，则自
动动态调整该第一预定时间段，继续等待人员离开，再启动第一空气净化单元4。

[0053] 优选地，第一氧族高能离子浓度例如为2000个/cm3，即室内最高允许浓度。有利地，为了提高全面清除甲醛的效果，例如可以将第一氧族高能离子浓度增加数倍，例如设置
3
为4000个/cm等等。优选地，第一预定时间段内的某个时段例如中间时段0‑2点设置第一氧
3
族高能离子浓度为4000个/cm ，而第一预定时间段的其余部分(时段)设置为室内最高允许
浓度。优选地，所述中间时段还可以根据红外探测仪的历史数据来确定，例如历史数据表明
0‑3点有人进入实验室的概率为零，则可以将该中间时段设置为0‑3点。

[0054] 可以理解的是，第一预定时间段第二空气净化单元停止工作。第三预定时间段第一空气净化单元4大部分时间不工作，仅偶发性工作。控制器15分别与排风机7、电磁阀11、
红外探测仪12、甲醛浓度检测单元13、氧族高能离子浓度检测单元14以及第一空气净化单
元4连接。

[0055] 优选地，第二预定时间段根据氧族高能离子的自然分解时长来确定，例如30分钟至1小时。有利地，例如，历史数据表明明天(例如星期五)实验室人员的工作时段为8‑18点
的概率在95％以上，则自动设置18点至第二天8点为第一和第二预定时间段(非工作时间
段)，例如第一预定时间段为18点至第二天7点为第一预定时间段，第二天7‑8点为第二预定
3
时间段。更有利地，第一预定时间段中，0‑3点第一氧族高能离子浓度为4000个/cm ，其余部
3
分(18‑0点，3‑7点)为2000个/cm。

[0056] 优选地，第二氧族高能离子浓度为第一氧族高能离子浓度的二分之一，例如为3
1000个/cm ，即室内最高允许浓度的一半。一般而言，第三预定时间段中，由于第一空气净
化单元4基本不工作，该时间段的大部分时间第二氧族高能离子浓度为零，这为工作人员提
供了更健康的工作环境。同时，第三预定时间段中，由于第一空气净化单元4能够解决突发
3
性的甲醛浓度增加，因而第一甲醛浓度能够维持在例如0.05mg/m以下，即室内最高允许浓
度的一半以下，甚至接近零甲醛环境。

[0057] 根据本发明又一优选实施方式，控制器15通过控制所述电磁阀11和所述排风机7打开，以使第二空气净化单元9工作。

[0058] 根据本发明又一优选实施方式，所述第一预定时间段为凌晨无人的时段，例如0‑4点，第二预定时间段根据氧族高能离子自然分解时长确定，第三时间段基于红外探测仪12
的历史数据确定。优选地，例如根据历史数据8‑18点为有人在实验室的工作时间，则将8‑18
点设置为第三时间段，该时间段内无论实验室是否有人，都保持医学实验室处于第二氧族
高能离子浓度以下以及第一甲醛浓度以下，因为该时间段实验室无人通常是临时性情况，
且往往较短时间后就会有人回来。

[0059] 根据本发明又一优选实施方式，控制器15基于红外探测仪12的历史数据、红外探测仪12的当前数据以及氧族高能离子自然分解时长动态调整所述第一预定时间段。例如，
历史数据表明明天(例如星期五)实验室人员的工作时段为8‑18点的概率在95％以上，当前
数据显示18‑20点仍有人在实验室，氧族高能离子自然分解时长计为1小时，则可将第一预
定时间段动态调整为20点至第二天7点。第二预定时间段为7‑8点。

[0060] 根据本发明又一优选实施方式，三氧化二铁负载于二氧化锰，由以下方法获得：

[0061] 由摩尔比为1∶2～1∶1高锰酸钾水溶液和Mn(CH3COO)2水溶液反应获得二氧化锰，然后依次加入Fe(NO3)3水溶液和胶体二氧化硅，搅拌和干燥后获得，其中二氧化锰与三氧化二
铁的摩尔比为16:5‑16:6。

[0062] 根据本发明又一优选实施方式，第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度在单位时间内的增长率大于第一阈值时，控制器15控制第一空气净化单元4产生与医学实验
室中的甲醛总量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高
3
能离子浓度以下或5000个/cm 即室内最大允许浓度以下。第二氧族高能离子浓度例如为
3
1000个/cm 。有利地，当甲醛浓度突发性增加时，通过第一空气净化单元4工作，送入一定量
的甲醛来定点清除突发性增加的甲醛，提高了清除效率，能够抑制甲醛浓度的快速增加，增
加了环境的稳定性。

[0063] 根据本发明又一优选实施方式，第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度在单位时间内的增长率持续大于第一阈值时，控制器15控制第一空气净化单元4产生与医学
实验室中的甲醛总量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧
3
族高能离子浓度以下或5000个/cm以下。有利地，在两个或更多个单位时间增长率持续大
于第一阈值，可以避免非真实的甲醛浓度突发性增加的情形，也能避免甲醛浓度检测单元
在检测过程中出现的跳变问题。单位时间例如为1秒等等。

[0064] 根据本发明又一优选实施方式，第三时间段基于红外探测仪12的历史数据和红外探测仪12的当前数据动态调整。例如根据历史数据8‑18点为有人在实验室的工作时间，当
前数据显示18‑22点仍然有人在实验室，则将第三时间段动态调整为8‑22点。

[0065] 根据本发明又一优选实施方式，所述二氧化锰的比表面积为200m2/g以上。有利地，更大的比表面积可以提供更好的清除甲醛的能力。具体地，该二氧化锰以及三氧化二铁
负载于二氧化锰的方法优选如下。

[0066] 在10000g的水中溶解700g的KMnO4。

[0067] 在4000g的水中溶解1600g的Mn(CH3COO)2。将KMnO4加入Mn(CH3COO)2进行搅拌得到混合液。

[0068] 在2000g的水中溶解160g的Fe(NO3)3，加入至混合液中。经过5小时后干燥以蒸发70％的水。在搅拌器中加入150g的胶体二氧化硅后，以30rpm的转速搅拌35分钟。将其在挤
出成型机中挤出成型为球团。对生成的球团在280℃下进行热处理，即获得负载有三氧化二
2
铁的二氧化锰。由此可以获得比表面积为200m/g以上的负载有三氧化二铁的二氧化锰。

[0069] 根据本发明又一优选实施方式，第三预定时间段中，医学实验室中的甲醛浓度大于第二甲醛浓度且持续增加时，控制器15控制第一空气净化单元4产生与医学实验室中的
甲醛总量对应的氧族高能离子送入医学实验室，且保持医学实验室处于第二氧族高能离子
3
浓度以下或5000个/cm以下，第二甲醛浓度小于且接近第一甲醛浓度。优选地，与医学实验
室中的甲醛总量根据甲醛浓度和实验室体积来确定。甲醛总量对应的氧族高能离子优选为
能够清除这些甲醛的氧族高能离子用量，但该氧族高能离子用量的最大值限制为使医学实
3
验室处于第二氧族高能离子浓度例如1000个/cm 以下。该氧族高能离子例如为高能氧离
子，还可以替换为臭氧，相应地其它部件也进行类似替换，例如臭氧浓度检测单元等等。

[0070] 综上所述，本发明的有益效果在于以下的一个或多个：

[0071] 1.本发明的医学实验室空气净化系统采用第一和第二空气净化单元以分时分场景的方式自动去除实验室中的甲醛或氧族高能离子，既可以高效快速去除物品上残留或吸
附的甲醛，又能实现更低甲醛浓度和氧族高能离子浓度甚至接近零甲醛零氧族高能离子的
工作环境(即有人在实验室工作时的工作环境)；

[0072] 2.针对甲醛和二甲苯突的浓度突发性增加的情形，结合第一和第二空气净化单元进行快速处理，朝上设置的多个出风口可以是氧族高能离子朝上运动，有利于均匀分散氧
族高能离子而不会使其直接快速下沉；

[0073] 3.第一空气净化单元的使用可延长第二空气净化单元的使用寿命，减少维护和更换；

[0074] 4.自动动态调整第一和第三预定时间段使得系统更加智能，同时实现了无人场合下甲醛的彻底清除以及有人场合以及工作场合下更低甲醛浓度和氧族高能离子浓度；

[0075] 5.负载有三氧化二铁的二氧化锰兼具甲醛清除和氧族高能离子清除的双重作用，通常情况下用于清除甲醛，突发性情形下同时清除两者。

[0076] 本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。