【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学病毒检测消杀，涉及一种针对扩散性生物病毒的激光侦-消互联无人系统。
技术介绍
1、新型冠状病毒传播方式主要有：呼吸道飞沫传播(在患者咳嗽、打喷嚏及说话过程传播)、直接接触传播(直接接触感染患者)、间接接触传播(接触沉积在物体表面的患者呼出的飞沫)以及气溶胶传播(处于含有新型冠状病毒的高浓度气溶胶环境中)，前三种传播方式通过远离患者，或者戴口罩、手套、防护服等物理隔离手段可大大减小感染几率，但针对病毒的气溶胶传播方式却较难避免感染，尤其在一些密闭空间或公共场合，如地铁、高铁、飞机、会议厅等。不仅仅是新型冠状病毒，许多生物病毒都存在通过气溶胶传播途径使人类受到感染的风险，而这种难以通过物理隔离防范感染的传播途径也成为疫情防控的难点，为了更好的应对今后可能爆发的生物病毒疫情，充分研究这种传播途径下生物病毒的快速有效检测手段和快速有效消杀抑制技术，对于尽可能减少其传播影响具有非常重要的意义。
2、目前，国内外针对生物病毒的检测技术主要属于接触式取样检测或者接触式传感器检测，近年来典型的如生物传感技术、pvr技术、反转录-聚合酶链反应(rt-pcr)技术、荧光定量rt-pcr、反转录-环介导等温扩增(rt-lamp)技术、基因芯片技术、酶联免疫吸附测定(elisa)技术和荧光微球检测条快速检测技术等。国内外针对生物病毒的消杀手段主要包括采用加热、x射线、紫外线等进行物理消杀和采用氧化剂、酒精、碱性制剂、酸性制剂等进行化学消杀。其依据是：大部分病毒耐冷不耐热，所以可以采用加热方式使病毒失去活性；大部分病毒在
3、目前，国内外提出采用激光作为实施手段同时进行生物病毒的侦检-洗消的报道十分罕见，但激光具有单色性好、能量集中、光束可控、参数可调、绿色环保、适合远距离操作等诸多优势，且国内外病毒激光侦检已发展成熟，即便激光洗消生物病毒报道较少，但也已被证明是一种绿色、高效的洗消手段。因此，将激光侦检与激光洗消有机结合的侦-消一体化技术手段将成为一种重要可行的技术手段。
4、在未来生物医学病毒检测消杀
，基于多功能集成的智能化、无人化、一体化的设备将在未来防疫医学发展的重点，也是防疫医学向更加安全、绿色、高效发展的趋势，本专利技术一种针对扩散性生物病毒的激光侦-消互联无人系统的提出必将对未来应急防疫综合能力的提升发挥积极重要的作用。
技术实现思路
1、(一)专利技术目的
2、本专利技术的目的是：为了解决扩散性生物病毒或生物病毒气溶胶因扩散性强、不稳定性强、污染空间范围大而导致目前传统技术手段取样检测和定向消杀困难的问题，利用激光传播速度快、方向性好、能量可控、参数可调、清洁、安全等优势特点，基于紫外激光诱导生物病毒气溶胶荧光光谱检测和紫外激光灭活微生物机理，提出一种实时侦检和渗透式大面积快速扫描洗消结构功能的融合一体化无人系统，该系统内部供电控制、通讯控制、时序控制、参数控制、流程控制等均利用程序化智能软件实现，功能模块间互联度高、融合性强，形成了互联、融合、协同作业模式，具有智能高效、安全环保、适应性强等特点。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，属于一种可高精度、无人化、远程化、侦检-洗消功能集成化的系统，以应对生物病毒气溶胶检测和消杀难题。本专利技术基于激光传播速度快、能量集中、方向性强、能量可控，可用于实时物质检测和洗消的优势，根据紫外激光诱导生物病毒气溶胶荧光光谱检测和紫外激光灭活微生物机理，依托智能化综合控制技术和多通道共源光学技术，进行激光侦检-洗消一体化无人系统设计，该系统能够对扩散性生物病毒或生物病毒气溶胶实施高精度、实时、无人化、远程化侦检-洗消一体化作业。在该领域具有首创性、实用性、新颖性。
5、本专利技术技术原理和技术途径：本专利技术基于紫外激光诱导生物病毒气溶胶荧光光谱检测和紫外激光灭活微生物机理。通常情况下，大部分生物病毒对紫外激光具有强吸收特点，且由于不同生物病毒的物质分子或官能团组成结构不同，其对激光的特征吸收光谱也不同，发出的本征荧光光谱也不同，因此根据病毒对一定波长入射激光的吸收情况和发出的荧光光谱情况便可检测识别出相应的病毒种类。本专利技术中，激光器发出一定波段的大能量紫外激光经扩束入射至病毒气溶胶中，若该激光波长为该病毒的特征吸收光，则病毒将会吸收该波段激光并发出相应波长荧光。与此同时气溶胶粒子会对激光会产生弹性散射光。这些荧光信号和弹性散射信号共同组成回波信号被系统接收天线接收，并通过分束分别进入不同的探测器，经探测器响应形成电信号，后续经数据采集和信息分析处理，可锁定病毒种类、病毒浓度、目标位置等信息，从而达到检测识别病毒的目的。此外，由于许多生物病毒对紫外激光具有强吸收特点，一方面紫外激光可以诱导胸腺嘧啶二聚体的形成和dna链的交联，从而抑制病毒核苷酸的复制，另一方面在高能紫外激光的持续辐照下，病毒物质温度升高，甚至发生光致电离、分解、汽化、烧蚀，从而达到灭活效果。本专利技术中激光器发射的大能量紫外激光经合理扩束、准直后形成大光束激光，并通过大面阵扫描镜反射后，形成能量密度较大的大面阵扫描光束，当该光束能量密度足够大则可对病毒气溶胶进行一定距离的渗透式扫描，从而导致生物病毒电离、分解、汽化、烧蚀、灭活。
6、本专利技术针对扩散性生物病毒的激光侦-消互联无人系统包括：智能电源模块、智能总控模块、激光源模块、激光侦检-洗消一体化模块，其中智能电源模块通过供电传输线缆与智能总控模块、激光源模块、激光侦检-洗消一体化模块连接，并为各模块供电，智能总控模块通过通讯传输线缆与激光源模块、激光侦检-洗消一体化模块连接，并对各模块工作状态实施综合控制，激光源模块、激光侦检-洗消一体化模块根据智能总控模块中设置的流程、时序、参数命令进行自动化、程序化、无人作业。
7、其中，智能电源模块包括电池、电源控制器、电源开关、系统电源总控板、电源供电电缆和电源通讯线缆，智能电源模块通过接收远程无线指令完成系统上电和下电作业。
8、其中，电源控制器包括无线信号接收器、开关导-断响应程序，电源开关包括驱动电机和伸缩导-断组件，无线信号接收器接收外部关于电源开关导通或断开的指令信号，并通过开关导-断响应程序进行识别响应，然后通过通讯线缆将响应结果传输至电源驱动电机，电源驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，包括：智能电源模块(1)、智能总控模块(2)、激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)、供电线缆(5)、通讯线缆(6)；智能电源模块(1)通过接收远程无线指令完成系统上电和下电作业；智能电源模块(1)通过供电传输线缆(5)与智能总控模块(2)、激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)连接，为各模块供电；智能总控模块(2)通过通讯传输线缆(6)与激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)连接，对激光源模块(3)和激光侦检-洗消一体化模块(4)工作状态实施综合控制；激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)根据智能总控模块(2)中设置的流程、时序、参数命令进行自动化、程序化、无人激光侦检和洗消作业。
2.如权利要求1所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述智能电源模块(1)包括：电池(7)、电源控制器(8)、电源开关(9)、系统电源总控板(10)、电源供电线缆(25)和电源通讯线缆(26)；电源开关(9)包括电源驱动电机(29)、伸缩导-断组件(3
3.如权利要求2所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述电源控制器(8)包括无线信号接收器(27)、开关导-断响应程序(28)，外部指令信号被无线信号接收器(27)接收，并被开关导-断响应程序(28)识别响应，然后通过电源通讯线缆(26)传送至电源驱动电机(29)。
4.如权利要求3所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述智能总控模块(2)包括：总控通讯单元(33)和侦检-洗消综合控制单元(34)，总控通讯单元(33)包括通讯控制电路(35)、通讯控制程序(36)，侦检-洗消综合控制单元(34)包括侦检-洗消综合控制板(37)、侦检-洗消综合控制程序(38)；通讯控制程序(36)中设置有激光源模块(3)、激光侦捡-洗消一体化模块(4)中各单元、组件、元器件的通讯协议、通讯模式；侦检-洗消综合控制单元(34)包括侦检-洗消综合控制板(37)和侦检-洗消综合控制程序(38)，侦捡洗消综合控制程序(38)内设置有激光源模块(3)和激光侦检-洗消一体化模块(4)中各单元、组件、元器件的工作参数、工作时序、工作流程控制算法、可疑信息报警算法，整个侦检-洗消综合控制单元(34)用于实现对激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)中各元器件开启、运行、关闭的综合控制。
5.如权利要求4所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述激光源模块(3)为紫外激光器。
6.如权利要求5所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述激光侦检-洗消一体化模块(4)包括激光发射-扫描单元、激光接收探测单元、数据采集单元、信息处理单元，激光发射-扫描单元用于将激光源模块(3)输出激光进行扩展准直后发射到目标空域以及进行大面积光束扫描，激光接收探测单元接收荧光回波电信号和弹性散色电信号并由数据采集单元进行采集，信息处理单元进行数据处理，确定目标距离、病毒浓度，并将处理结果反馈至激光发射-扫描单元，对目标病毒气溶胶渗透式扫描洗消。
7.如权利要求6所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述激光发射-扫描单元包括大能量光束准直器(11)、大面积扫描振镜(12)，；大能量光束准直器(11)、大面积扫描振镜(12)工作波段包含激光器输出激光波段；大面积扫描振镜(12)包括扫描驱动电机、由扫描驱动电机驱动转动的多轴位移平台和安装在多轴位移平台上的大面阵光学扫描镜，用于实现激光发射以及大能量密度、大范围的渗透式扫描功能。...
【技术特征摘要】
1.一种针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，包括：智能电源模块(1)、智能总控模块(2)、激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)、供电线缆(5)、通讯线缆(6)；智能电源模块(1)通过接收远程无线指令完成系统上电和下电作业；智能电源模块(1)通过供电传输线缆(5)与智能总控模块(2)、激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)连接，为各模块供电；智能总控模块(2)通过通讯传输线缆(6)与激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)连接，对激光源模块(3)和激光侦检-洗消一体化模块(4)工作状态实施综合控制；激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)根据智能总控模块(2)中设置的流程、时序、参数命令进行自动化、程序化、无人激光侦检和洗消作业。
2.如权利要求1所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述智能电源模块(1)包括：电池(7)、电源控制器(8)、电源开关(9)、系统电源总控板(10)、电源供电线缆(25)和电源通讯线缆(26)；电源开关(9)包括电源驱动电机(29)、伸缩导-断组件(30)，系统电源总控板(10)包括总控电路板(31)、供电控制程序(32)；电池(7)连接电源控制器(8)，电源控制器(8)用于接收并识别响应外部关于电源开关(9)“导通”或“断开”的指令信号，其通过通讯线缆(26)与电源开关(9)连接，将响应信号传输至电源开关(9)，电源开关(9)根据“导通”或“断开”的响应信号驱动伸缩导-断组件(30)拉伸导通或收缩断开；当外部指令为“导通”时，电源开关(9)的电源驱动电机(29)驱动伸缩导-断组件(30)拉伸导通，并通过电源供电线缆(25)给系统电源总控板(10)上电，系统电源总控板(10)再通过供电线缆(5)给智能总控模块(2)、激光源模块(3)、激光侦检-洗消一体化模块(4)供电；当外部指令为“断开”时，电源开关(9)的电源驱动电机(29)驱动伸缩导-断组件(30)收缩断开，系统电源总控板(10)被断电，系统各模块也均被断电。
3.如权利要求2所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述电源控制器(8)包括无线信号接收器(27)、开关导-断响应程序(28)，外部指令信号被无线信号接收器(27)接收，并被开关导-断响应程序(28)识别响应，然后通过电源通讯线缆(26)传送至电源驱动电机(29)。
4.如权利要求3所述的针对扩散性生物病毒的激光实时侦-消互联无人系统，其特征在于，所述智能总控模块(2)包括：总控通讯单元(33)和侦检-洗消综合控制单元(34)，总控通讯单元(33)包括通讯控制电路(35)、通讯控制程序(36)，侦检-洗消综合控制单元(34)包括侦检-洗消综合控制板(37)、侦检-洗消综合控制程序(38)；通讯控制程序(36)中设置有激光源模块(3)、激光侦捡-洗消一体化模块(4)中各单元、组件、元器件的通讯协议、通讯模式；侦检-洗消综合控制单元(34)包括侦检-洗消综合控制板(37)和侦检-洗消综合控制程序(38)，侦捡洗消综合控制程序(38)内设置有激光源模块(3)和激光侦检-洗消一体...
【专利技术属性】
技术研发人员：王顺艳，彭涛，李晓锋，石磊，张志波，
申请(专利权)人：西南技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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