一种干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统的制作方法

1.本实用新型属于干细胞库配套系统技术领域，特别是涉及一种干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统。


背景技术：

2.干细胞库用于冻存干细胞标本，主要由液氮储罐、液氮储存箱、液氮管路三部分组成。当液氮储存箱中液位降低到预设警戒线时，液氮储罐负责提供液氮源、液氮管路负责液氮输送，液氮储存箱负责干细胞标本储存，三部分配合保证干细胞标本能够完全浸泡在液氮当中，保持干细胞活性。
3.由于小规模干细胞库中的液氮储存箱数量较少，因此一般由库管人员通过巡检的方式直接读取液氮储存箱自带的温度显示和液位显示数据，但不能精确地观测实时液位。而对于大、中型干细胞库，一般通过监测系统来进行液氮储存罐的液位及温度监测。一般干细胞库的监测系统是通过液氮储存罐内自带的温度铂电阻探针、液位压力传感器向监控装置反馈其检测信号，监控装置收到温度、液位检测信号后通过传输设备采集器及中集器处理后，在led屏上显示当前的温度及液位值。但采用液位压力传感器存在如下问题：
4.1、液位检测精度区间为
±
20mm，误差较大；
5.2、液位压力传感器在使用过程中容易受到冰堵的影响，即液氮存储箱底部积蓄冰碴后会将压力连通管管口堵住，造成压力感知能力下降，导致液位检测异常；3、液位压力传感器在液氮储存箱连接气管存在漏气的情况下，不能正确反馈实际液位；
6.同时，监控系统的传输设备采用的是采集器配合中集器点对点接收，还存在以下问题：
7.1、由于收集信号的方式为采集器点对点收集，然后通过采集器将信号发射到中集器，这就造成多组采集器需要串联信号后通过一个中集器接收。因此，当故障发生时，不能及时查找到故障点，而是需要将这个中集器所属的全部采集器逐一进行排查，从而对维修工作造成较大困难；
8.2、采集器本身对周围环境无效信号的筛除能力较差，在外界存在干扰时，有一定概率会出现错误信号，从而导致误报警。
9.3、监控系统只能通过工控电脑查看液位、温度显示情况，不能通过手机、平板等wi fi信号查看，无法做到实时监控。
10.这种大规模干细胞监测系统不仅对干细胞库中液氮储存罐内的液位、温度监测不及时，不准确，还存在由于信号不稳定造成的误报警问题，进而造成干细胞库管理人员工作量增加，不利于干细胞库的整体管理。


技术实现要素：

11.为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统。该系统在液氮储存箱内配备了独立的高精度温度传感器，能够更精确检测
液氮储存箱内不同液位高度时的实时温度，同样配备的液位传感器采用了独立的电容液位计，不仅检测精度提升，而且规避了液氮储存箱冰堵对监测数值的影响；同时采用云平台的模式传输数据，减少了过程无关信号的干扰，与传统干细胞库相比，提高了温度和液位的检测精度、方便维修、实现实时数据监控，方便管理人员及时了解液氮储存箱运行情况。
12.为了达到上述目的，本实用新型提供的干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统包括：数据处理中心、显示器、温度传感器、液位传感器、检测模块和云服务器；每个液氮存储箱内分别安装一个温度传感器和液位传感器，并且液位传感器与检测模块相连接；每个数据处理中心分别与一个显示器、温度传感器和检测模块相连接；多个数据处理中心同时与云服务器相连接。
13.所述的数据处理中心采用stm32l152单片机。
14.所述的显示器采用led数字显示装置。
15.所述的温度传感器采用工业pt100传感器。
16.所述的液位传感器采用电容液位计hp
‑
lh500。
17.所述的云服务器通过互联网平台连接管理人员的包括手机、平板电脑在内的移动通讯设备。
18.本实用新型提供的干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统具有如下有益效果：
19.1、检测精度提升，数据处理中心稳定性增强，可减少工作人员现场二次确认的过程，节省了大量的人力。
20.2、组成部件结构简单，在正常使用情况下寿命可达10年；且当故障发生时，也比较容易维修。
21.3、可对干细胞库内全部液氮储存箱的液位、温度进行集中监控，优化管理流程。
22.4、依托云服务器，可支持手机及平板在线实时查看。
附图说明
23.图1为本实用新型提供的干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统构成图。
24.图2为干细胞库液氮存储箱之间监控信号连接构成图。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统进行详细说明。
26.如图1所示，本实用新型提供的干细胞库液氮存储箱远程监控系统包括：数据处理中心1、显示器2、温度传感器3、液位传感器4、检测模块5和云服务器6；每个液氮存储箱内分别安装一个温度传感器3和液位传感器4，并且液位传感器4与检测模块5相连接；每个数据处理中心1分别与一个显示器2、温度传感器3和检测模块5相连接；多个数据处理中心1同时与云服务器6相连接。
27.如图2所示，所述的云服务器6通过互联网平台7连接干细胞库库管人员的移动通讯设备，比如手机、平板电脑等。
28.现将本实用新型提供的干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统的监控方法阐述如下：
29.一、在干细胞库中每个液氮储存箱内增加一套独立的液位、温度传感器。
30.首先将图1所示的温度传感器3和液位传感器4，从液氮存储箱上的安装孔穿过并固定在液氮存储箱内部预留的弹簧片上，这种安装方式不会对液氮存储箱造成破坏。
31.然后标定出液位传感器4的满点和零点，即使液位传感器4完全浸没在液氮中，标定出满点时的电容值；之后使液位传感器4完全暴露在空气中，标定出零点时的电容值；在使用过程中，液氮从液位传感器4上下两个孔洞进入其中，利用标定后的液位传感器实时采集液氮不同液位时的电容值并进行放大、滤波处理，并通过检测模块5将数据传输给数据处理中心1；所述的液位传感器4采用电容液位计hp
‑
lh500；使用不锈钢材质，在低温环境下可稳定的工作，检测精度高，可达到
±
5mm，从根本上解决了温度、湿度、压力、物质的导电性等因素对测量进程的影响，因而具有极高的抗干扰性和可靠性。可以测量强腐蚀性的液体，如酸、碱、盐、污水等。
32.与此同时，利用温度传感器3实时采集液氮的温度，并将数据传输给数据处理中心1。所述的温度传感器3采用高精度工业pt100传感器，准确度全量程(
‑
196℃—200℃)
±
0.5℃，可保证记录温度的可靠性。
33.二、将液位传感器、温度传感器检测的信号进行传输，主要包括收集和上传。
34.所述的数据处理中心1为以微处理器为核心的数据处理装置，用于控制本系统的现场数据采集、处理、存储、显示和远程通讯等任务；显示器2用于显示各类信息，采用led数字显示装置。温度传感器3为温度信息采集器，用于将温度信息转换为计算机能够识别的信号；液位传感器4为液面位置信息采集器，用于将液面位置信息转换为电信号；检测模块5为液位传感器4接口电路，用于完成液位传感器4与数据处理中心1之间需要的信号转换；云服务器6为建立在云计算服务平台上的计算单元，具有传统计算机的计算、存储、网络等功能，用于数据查看、超限报警和数据追溯远程管理。
35.所述的数据处理中心1采用stm32l152单片机。采用gprs物联网技术作为通讯方式,与云服务器6相连接，数据处理中心1接收到上述检测数据后进行处理和存储，并在显示器2上进行实时显示，之后将处理后的检测数据自动同步到云服务器6，可实时记录采集液位与温度，实现数据可追溯；能够对网络连接要求较高的设备进行有效连接，基于可靠的移动基站进行稳定的数据传输。三、干细胞库监控系统数据的整体连接
36.如图2所示，本实用新型提供的干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统，能够将全部液氮储存箱的温度、液位信号通过数据处理中心1集中上传到云服务器6上，再由云服务器6通过互联网平台7下发到干细胞库库管人员的移动通讯设备，比如手机、平板电脑上，便于干细胞库库管人员对干细胞库中所有液氮存储箱的温度和液位进行整体监控。
37.本实用新型提供的干细胞库大规模液氮存储箱远程监控系统工作原理就是通过液位、温度传感器检测数据后，传输至数据处理中心，再上传至云服务器，由云服务器串联各个液氮储存箱数据后处理下发至干细胞库库管人员，最终达到干细胞库管理的提升，维修成本的下降。
38.综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述实施例中，相同领域内的有识之士可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他实施例，但这种实施例都包括在本实用新型范围之内。