專利名稱：：一種蒸汽滅菌時間的控制方法一種蒸汽滅菌時間的控制方法屬于材料和物體一般消毒方法的領(lǐng)域。目前材料和物體在蒸汽滅菌時其所需要的滅菌時間是根據(jù)在一定滅菌溫度下達到100%滅菌效果所需要的時間而定的，圖1所示的就是傳統(tǒng)的、正常情況下的滅菌溫度-滅菌時間曲線，其中T是滅菌溫度，t是滅菌時間，t1是滅菌開始時刻，t2是滅菌結(jié)束時刻，t由0→t1時為等待階段，由t1→t2時為滅菌階段，t2以后為排汽階段。其滅菌溫度為132℃。如果在滅菌過程中，消毒器內(nèi)溫度稍低于此值，如t＝131℃時，就要取消原計時，退出滅菌，待滅菌溫度升至132℃后再重新計時，重新開始滅菌，其波動時的滅菌溫度-滅菌時間曲線見圖2，其中，t3是滅菌開始時刻，t4是計算機由于測得滅菌溫度低于132℃而取消原計時并退出滅菌的時刻，t5是當滅菌溫度恢復(fù)到132℃時計算機又重新計時并開始恢復(fù)滅菌過程的時刻，t6是滅菌結(jié)束時刻。t由0→t3時為等待階段，t3→t4為滅菌階段，t4→t5為停止計時并退出滅菌階段，t5→t6為恢復(fù)計時并重新開始滅菌階段，t6以后為滅菌結(jié)束并開始排汽的階段。這種滅菌時間控制方法的缺點是隨著滅菌時間的延長，雖然獲得了較高的滅菌安全系數(shù)，但能耗也隨之增加，同時也大大縮短了被消毒材料和物體的使用壽命。特別是在從起點溫度121℃上升至滅菌溫度132℃的過程中，因為這段時間較長，往往需要3～15分鐘，其間它雖然也有滅菌效果但實際上并未被計入滅菌時間之內(nèi)，這樣就又進一步地增加了蒸汽滅菌的總時間和增加了總能耗。更有甚者的是，由于目前國內(nèi)很多醫(yī)院提供給消毒器的蒸汽壓力偏低，滅菌溫度經(jīng)常達不到132℃，因而就始終處于等待狀態(tài)，無法進入滅菌程序，圖3就是當滅菌溫度達不到132℃時的等待過程，產(chǎn)生這種情況的根本原因就在于它是一種依賴于在一個確定的滅菌溫度下達到100%滅菌效果所需的時間去進行(時間)控制的方法，但實際上在滅菌時其滅菌溫度是波動變化的，從而就導(dǎo)致了滅菌總時間的延長和蒸汽能耗總量的增加。為了解決在自動消毒器中目前存在的這樣一個普遍問題，本發(fā)明提出了一種以100%滅菌效果為目標、以動態(tài)的、歸一化的滅菌溫度-滅菌時間的數(shù)學(xué)模型為依據(jù)的蒸汽滅菌時間的計算機控制方法，它是一般材料和物體所通用的一種滅菌時間控制方法。本發(fā)明解決這個問題所遵循的思路是先把在規(guī)定滅菌溫度下滅菌時間控制過程數(shù)學(xué)模型化;然后再把整個滅菌過程中滅菌溫度T變化的影響考慮進去。具體而言就是先把為達到100%滅菌效果所需要的整個滅菌周期分隔成i個單位采樣周期△t，假定在△t時間內(nèi)滅菌溫度T是不變的，但在整個滅菌周期內(nèi)T是隨時間而變化的，然后通過計算機進行采樣，并把i＝1～n采樣周期中各次采樣的結(jié)果相疊加起來，其總和就反映了每個采樣周期△t內(nèi)滅菌效果的累加。由于初始設(shè)定整個滅菌周期為達到100%滅菌效果所需的時間，因而其最終效果必然是100%滅菌，隨著樣本周期數(shù)n的增加其精度也會隨之提高，但是由于溫度本身是一個具有熱慣性的物理量，因而n的數(shù)值與消毒室容積有關(guān)，相應(yīng)地就會有所限制，不必過大。本發(fā)明的特征在于(1)它先根據(jù)大量已知的物體和材料的滅菌實驗數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學(xué)擬合并考慮到安全裕度而提出了一條靜態(tài)的滅菌溫度-滅菌時間曲線，它可表達如下(121℃≤T≤132℃);其中，T-滅菌溫度(℃)，是給定的;t-在給定的滅菌溫度T下達到100%滅菌效果所需要的時間(分)。例如當T＝125℃下，t＝10.02分鐘;T＝132℃下，t＝4分鐘。這條靜態(tài)的滅菌溫度-滅菌時間曲線是用以下方法求出的我們采用國際標準的AMSCO(Americansterilizerco.美國消毒公司)高溫滅菌菌種嗜熱脂肪桿菌芽胞，在不同的滅菌溫度T值下進行殺滅試驗，得到以下數(shù)據(jù)</tables>根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知在120℃～132℃區(qū)間內(nèi)，由t構(gòu)成的數(shù)列很在考慮了滅菌的可靠性后取t＝2t′，并把滅菌溫度下限值定為121℃，已如上述。本發(fā)明的特征之(2)就是考慮了滅菌溫度T隨時間變化的影響后提出了一個動態(tài)的、歸一化的反映了滅菌溫度和滅菌時間的動態(tài)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)上述思路，只要把t用單位采樣周期△t代替，T用第i個采樣周期中穩(wěn)定的溫度Ti代替，再把1～n個采樣周期內(nèi)的疊加起來即可得到下述歸一化的滅菌溫度-滅菌時間的動態(tài)數(shù)學(xué)模型在物理上就反映了在第i個△t時間內(nèi)的滅菌效果。其中△t-采樣周期，設(shè)在△t內(nèi)T為定值;Ti-第i個采樣周期時的滅菌溫度;n-當滅菌效果達到100%時所需要的采樣次數(shù);為了便于計算機計算，本發(fā)明的特征(3)就把這個動態(tài)數(shù)學(xué)模型變形為下式在實際處理時，只要滿足下式即說明達到100%滅菌效果的時間已到本發(fā)明已在北京工業(yè)大學(xué)京天技術(shù)裝備實驗廠研制的“MF-Ⅱ型全自動多功能滅菌器”上應(yīng)用并經(jīng)北京市衛(wèi)生防疫站對七十五鍋次的被消毒物品作了生物檢驗(見附件1～3)，滅菌效果都是100%。為了便于下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，現(xiàn)把本申請文件所使用的附圖名稱及編號簡介如下圖1、傳統(tǒng)的、正常情況下的滅菌溫度-滅菌時間曲線;圖2、傳統(tǒng)的、溫度波動時的滅菌溫度-滅菌時間曲線;圖3、傳統(tǒng)的、當滅菌溫度達不到132℃時的滅菌溫度-滅菌時間曲線，即處于等待過程;圖4、蒸汽滅菌時間自動控制的硬件框圖;圖5、采用本發(fā)明后正常情況下的滅菌溫度-滅菌時間曲線;圖6、采用本發(fā)明以后溫度波動情況下的滅菌溫度-滅菌時間曲線;圖7、程序流程圖。實施例本發(fā)明在上述“MF-Ⅱ型全自動多功能滅菌器”中的應(yīng)用請參見圖4。其中，1是溫度傳感器，采用AD590KH電流式精密溫度傳感器，2是模擬/數(shù)字(A/D)變換器，采用ADC0809八位逐次逼近模/數(shù)變換器;3是中央控制器CPU，4是定時控制器，3和4二者合用一個Intel8031BH八位單片微處理機;5是接口及閥門驅(qū)動電路，后者實際上是一個大功率晶體管開關(guān)電路，用于去控制二個電磁閥;6是進汽閥，7是排氣閥;8是密封消毒室，容積為1.2m3，屬于中型的，9是排氣出口;10是高溫蒸汽入口。在本實施例中取△t＝0.1秒，這是由于消毒室容積較大，熱慣性也就大，可認為在0.1秒內(nèi)溫度不變。在132℃≥T≥120℃的條件下，為安全計，取121℃為下限溫度?，F(xiàn)根據(jù)上述判別式再結(jié)合軟件流程7對蒸汽滅菌時間的控制方法作一個簡要說明。準備工作消毒室抽真空，使空氣殘留量≤0.2%，一般要抽2～3次。滅菌過程開始定時器初始化，置△t＝0.1秒，然后開啟進氣閥6讓高溫蒸汽通過入口10進入密封消毒室8，由溫度傳感器1讀取滅菌溫度值T，經(jīng)A/D變換器2送往CPU3與給定的滅菌溫度下限121℃比較，如低于此值，則繼續(xù)執(zhí)行讀取滅菌溫度T的指令，如高于此值則進入滅菌階段，計算機開始滅菌時間計時。在CPU控制下，定時器每隔0.1秒讀取一次T值并代入公式進行K+SUM累加計算，當SUM≥4時即&Sigma;I=1nKi&GreaterEqual;4]]>，即關(guān)閉進氣閥10，打開排氣閥9，滅菌過程結(jié)束，否則定時控制器按是否到0.1秒來決定其是否繼續(xù)讀取T值。以上是正常運行情況。當滅菌過程中，滅菌溫度低于下限值121℃時，CPU就發(fā)出信號請求人工干予，同時停止計時，進入等待狀態(tài)，但繼續(xù)監(jiān)測溫度值，當T≥121℃時就恢復(fù)計時，執(zhí)行計算K值的指令。但計算機等待人工干予的時間不得大于20分鐘，否則就進入故障處理程序，退出滅菌工作。采用本發(fā)明以后，正常情況下的滅菌溫度-滅菌時間曲線見圖5。其中t7是進入滅菌過程的時刻，t8是滅菌過程結(jié)束的時刻，t7以前是準備階段，t8以后是排汽階段，t7→t8是滅菌階段。采用本發(fā)明以后，波動情況下的滅菌溫度-滅菌時間曲線見圖6。其中，t9是進入滅菌的時刻，t10是進入等待狀態(tài)的時刻，t11是脫離等待狀態(tài)，開始繼續(xù)滅菌過程的時刻，t12是滅菌結(jié)束的時刻。t9以前是準備階段，t9→t10是滅菌階段，t10→t11是溫度低于下限值121℃時的等待階段，t11→t12是開始繼續(xù)滅菌的階段，t12以后是滅菌結(jié)束進行排汽階段。由此可見，本發(fā)明充分利用了溫度由121℃上升至132℃中的滅菌效果，節(jié)約了能源。權(quán)利要求1.蒸汽滅菌時間的控制方法一般是以100%滅菌為目標、以滅菌溫度-滅菌時間曲線為依據(jù)的，本發(fā)明的特征在于，它是一種以動態(tài)的、歸一化的滅菌溫度-滅菌時間數(shù)學(xué)模型為依據(jù)的計算機控制方法，它包括以下內(nèi)容(1)、它提出了一條考慮了安全裕度的靜態(tài)的滅菌溫度-滅菌時間(即在一定的溫度下達到100%滅菌的時間)的關(guān)系式，可表達如下t=4×1.3((132-T)/2)(121℃≤T≤132℃)其中T-滅菌溫度(℃)；t-在T一定下所需要的滅菌時間(分)；(2)、考慮了滅菌溫度T隨時間變化的影響而提出的、動態(tài)的、歸一化的滅菌溫度-滅菌時間的數(shù)學(xué)模型其中△t-單位時間，即采樣周期，設(shè)在△t內(nèi)T為定值；Ti-隨時間變化著的滅菌溫度，即第i個采樣周期時的滅菌溫度；i=1～n-隨滅菌溫度變化情況而定的采樣周期數(shù)；(3)、為了便于計算機計算，可以把上述數(shù)學(xué)模型變形為(4)、在計算機進行蒸汽滅菌時間控制時，采用下式全文摘要一種蒸汽滅菌時間的控制方法，它屬于材料和物體一般消毒方法的領(lǐng)域。傳統(tǒng)的蒸汽滅菌時間是按在恒定的滅菌溫度下達到100％滅菌效果所需的時間而定的，其缺點是當溫度由下限值上升至上限值時這段時間未計入總滅菌時間，因而安全系數(shù)過大，增加了能耗，無謂地延長滅菌時間，縮短了物料的使用壽命，有時由于溫度低甚至長期處于等待狀態(tài)。本發(fā)明提出了一種基于動態(tài)、歸一化的滅菌溫度—滅菌時間數(shù)學(xué)模型的計算機控制方法，解決了傳統(tǒng)方法中存在的問題。文檔編號A61L2/06GK1056246SQ9010236公開日1991年11月20日申請日期1990年5月4日優(yōu)先權(quán)日1990年5月4日發(fā)明者陳勰,蘇剛,李紹東申請人:北京工業(yè)大學(xué)京天技術(shù)裝備實驗廠