用于控制湿度的系统和方法
【专利摘要】本发明公开了用于控制湿度的系统和方法。所述方法可包括：提供被构造成用于接收待杀菌的物体的室；将第一水量注入到所述室中；确定因第一注入而导致的所述室中的压升和压降；作为所述压降与所述压升的比率计算吸收比(AR)；在第一注入之后感测所述室的湿度以确定第一湿度值(RH室)；将所述第一湿度值与预先选择的湿度值(RH设定值)进行比较以确定湿度误差(RH误差)，其中RH误差＝RH设定值?RH室；以及将第二水量注入到所述室中，其中所述第二水量基于所述吸收比(AR)和所述湿度误差(RH误差)来计算。所述系统可执行所述方法；并且所述系统和所述方法可用在杀菌器中。
【专利说明】
用于控制湿度的系统和方法
技术领域
[0001]本公开一般涉及用于控制密闭室中的湿度的系统和方法，具体地讲，涉及用于用生物杀灭气体对物体杀菌的系统(例如，杀菌器)和方法，包括用于控制杀菌室中的湿度的系统和方法。
【背景技术】
[0002]可使用生物杀灭气体诸如环氧乙烷，借助杀菌器来对不能承受高压灭菌温度的物品杀菌。环氧乙烧杀菌器具有可放置待杀菌的物品的杀菌室。杀菌室的门可密封，并且操作员可发起杀菌循环。要使环氧乙烷发挥最大效应，可以适量的湿度来预处理物品；为此，可在杀菌室内抽真空(例如，部分真空)，然后可将水释放到室中。当在室内实现了正确的加湿量时，可释放适当量的环氧乙烷气体，并允许所述适当量的环氧乙烷气体作用在表面上并被物品吸收一段时间。一旦物品无菌，就可以从室和物品吹扫环氧乙烷气体，并且可释放室门以便能够卸载物品。
[0003]可能期望在室内实现正确的加湿，S卩，在释放环氧乙烷气体之前，以相对较快的速率，理想的是在不对室过度加湿的情况下，进行所述加湿，这可能需要过早排空室和/或破坏整个杀菌循环。
【发明内容】
[0004]在一些杀菌系统中，所采用的杀菌(或“生物杀灭”)气体(例如，环氧乙烷)可能对湿度传感器存在有害影响。此类传感器存在于常规杀菌器中以便确保已将物品预处理到适当的湿度水平，从而使环氧乙烷发挥其全部效应。湿度通常预调节为了使杀菌气体更有效而存在的任何微生物。因此，各种杀菌标准可能要求在释放杀菌气体之如在杀菌室中保持特定的湿度水平(例如，在规定的时间段内)。
[0005]由于生物杀灭气体的反应特性能够损坏相对精巧的湿度传感器，从而导致其失效。在发生这种情况时，设备可能安全地失效，即，受损的传感器指示未达到适当的湿度水平，并且因此，杀菌气体可能被阻止释放。然而，失效可能导致对整个方案的不方便的破坏。因此，在一些情况下，可采用保护对生物杀灭气体的效应敏感的部件(例如，湿度传感器)的杀菌器设计。
[000?] 例如，以引用方式并入本文的美国专利5,641,455 (Rosenlund等人)描述了一种包括湿度传感器和隔离阀的杀菌器，该湿度传感器在远离杀菌室或位于杀菌室外部的某个点连接到真空管线，该隔离阀在位于杀菌室与湿度传感器之间的某个点连接到真空管线。然而，在此类系统中，将室加湿到所需水平可能是缓慢和/或冗长的，因为在加湿循环期间在不同的时间点进行独立的湿度测量，其中室中的气氛样品被移除并且以与湿度传感器接触的方式定位，而不是不断监测室的湿度水平。基于样品的湿度，可确定下次注水的量和/或时间。本公开的系统和方法采用了这样的控制系统和方法，该控制系统和方法利用室内气氛的恒定压力监测来以比率计量的方式计算下次注水量。本公开的系统和方法可考虑负荷大小(例如，在因负荷吸收所致的室压降方面)。因此，本公开的系统和方法可在杀菌室内更有效地实现和/或保持所需的湿度水平。
[0007]本公开的系统和方法还可扩展成用于基于对室内气氛(S卩，气体环境)的压力测量和湿度测量以比率计量的方式控制密闭室中的相对湿度的非杀菌系统和方法。可采用本公开的系统和方法的一些非杀菌应用或系统包括但不限于培养箱、保险箱、冷藏机、环境测试室、保湿器、或任何其他合适的应用或系统。
[0008]本发明的一些方面提供用于控制湿度的方法。该方法可包括:提供被构造成用于接收待杀菌的物体的室;将第一水量以水蒸汽形式注入到室中；确定因将第一水量注入到室中而导致的室中的压升和压降；作为压降与压升的比率计算吸收比(AR);在注入第一水量之后感测室的湿度以确定第一湿度值(RHn);将第一湿度值与预先选择的湿度值(RHsa直)进行比较以确定湿度误差(RH?|)，其中RHsn=RHsef1-RH室;以及，将第二水量以水蒸汽形式注入到所述室中，其中基于吸收比(AR)和湿度误差(RH健I)计算第二水量。
[0009]本发明的一些方面提供了用于用生物杀灭气体对物体杀菌的杀菌器。该杀菌器包括用于接收待杀菌的物体的室，以及生物杀灭气体控制系统，该生物杀灭气体控制系统可连接到生物杀灭气体源，以控制生物杀灭气体到室中的释放。该杀菌器还可包括用于操纵室内的气体环境的湿度控制系统。该湿度控制系统可包括:水控制系统，其可连接到水源以将可选水量注入到室中；压力传感器，其与室流体连通以测量室中的压力；以及湿度传感器，其与室流体连通或选择性地流体连通，以感测室中气体环境的湿度值(RH室)。湿度控制系统还可包括被构造成用于执行以下操作的控制器:(i)确定因将第一水量注入到室中而导致的室中的压降和压升；(ii)作为压降与压升的比率计算吸收比(AR); (iii)将湿度值(RH室)与预先选择的湿度值(RHge值)进行比较以确定湿度误差(RH?|)，其中RH?|= RHgaf-RH室;以及(iv)基于吸收比(AR)和湿度误差(RH健I)计算第二水量。
[0010]本公开的一些方面提供了用于操纵室内的气体环境的湿度控制系统。该系统可包括:水控制系统，其可连接到水源以将可选水量注入到室中；压力传感器，其与室流体连通以测量室中的压力；以及湿度传感器，其与室流体连通或选择性地流体连通，以感测室中气体环境的湿度值(RH室)。湿度控制系统还可包括被构造成用于执行以下操作的控制器:(i)确定因将第一水量注入到室中而导致的室中的压降和压升；(ii)作为压降与压升的比率计算吸收比(AR); (iii)将湿度值(RHn)与预先选择的湿度值(RHm)进行比较以确定湿度误差(RH?|)，其中RH健I= RHsatRH室;以及(iv)基于吸收比(AR)和湿度误差(RH健I)确定注入到所述室中的第二水量。
[0011]参考【具体实施方式】和附图，本公开的其他特征和方面将变得显而易见。
【附图说明】
[0012]图1为根据本公开的一个实施方案的杀菌器的示意图，该杀菌器包括根据本公开的一个实施方案的湿度控制系统。
[0013]图2为根据本公开的一个实施方案的总杀菌过程的流程图，其中该总杀菌过程包括加湿。
[0014]图3A至图3C示出了根据本公开的一个实施方案的总加湿过程的流程图，包括图4、
5、6A和6B中表示的湿度控制方法。
[0015]图4为表示根据本公开的一个实施方案的湿度控制方法的控制图。
[0016]图5为表示图4的湿度控制方法的流程图。
[0017]图6A和6B示出了进一步表示图4和5中所表示的湿度控制方法的时序图。
【具体实施方式】
[0018]在详细解释本发明的任何实施方案之前，应当了解，本发明在其应用中不仅限于下文描述内容中提及或下文附图中示出的构造细节和部件布置方式。本发明容许其他实施方案，也容许以各种方式实施或执行。另外，应当了解，本文使用的措词和术语是用于说明目的而不应被视为限制性的。本文使用“包括”、“包含”或“具有”及它们的变型形式意在涵盖其后所列出的项目及它们的等同形式以及附加项目。除非另外说明或限定，否则术语“连接”和“耦接”及其变型以广义的方式使用并且既涵盖直接的连接和耦接又涵盖间接的连接和耦接。应当理解，可采用其他的实施方案，并且可以在不偏离本发明范围的情况下作出结构变化或逻辑变化。
[0019]本公开一般涉及用于控制密闭室中的所关注气体量的系统和方法，具体地讲涉及用于(例如，作为用生物杀灭气体对物体杀菌的方法的一部分)控制密闭环境中的湿度的系统和方法。最具体地讲，本公开涉及利用杀灭气体对物体进行杀菌的系统和方法，该系统和方法包括用于控制杀菌室内湿度的系统和方法。
[0020]—般来讲，本公开的系统和方法包括在将气体(例如，蒸汽形式的水)注入到室中期间和之后测量室压力。此类压力测量可用于定义室中存在的负荷的压力比(例如，吸收比)特征，该压力比特征可用于计算吸收系数。压力比和/或吸收系数然后可作为输入结合到控制算法中，该控制算法用于确定要注入的后续气体量(例如，体积)以实现或保持该气体的规定设定值。压力比和/或吸收系数还可用作用于确定下次质询(例如，湿度测量)发生的速率的算法的输入。
[0021]压力比和/或吸收系数可通常用于表示和考虑室中存在的负荷。“负荷”通常是指被构造成用于定位在室内使得负荷可在室内调节的一个或多个物体。例如，就杀菌系统和方法而言，术语“负荷”是指在室中定位并杀菌的一个或多个物体。
[0022]本公开的系统和方法能够动态地调节用于将气体递送到室中以实现给定负荷的过程，例如加湿过程。例如，本公开的系统和方法可大体上提供相对较小的初始注入以确定负荷响应，该负荷响应将因每个负荷、每个室、每个系统等而异。通常可通过在初始和后续注入期间和之后计算压力比以确定吸收比(AR)和/或吸收系数(AC)，来表征和考虑负荷响应，所述吸收比和/或吸收系数的计算将在下文更详细地描述。一般来讲，较小或较少的吸湿负荷将具有较小的AR和AC(S卩，将吸收得更少)，这由在吸收时间(S卩，在气体注入之后)期间的平稳压力或甚至稍微上升的压力指示。另一方面，较大或较多的吸湿负荷将通常具有较大的AR和AC，这由在吸收时间期间的通常逐渐减小的压降指示。
[0023]本公开的系统和方法中使用的各种参数可基于AR和/或AC来调整或调节。例如，在为了实现气体的所需水平(例如，设定值)的斜坡上升阶段期间，可基于因一次或多次先前注入(例如，紧邻的在先注入)得到的AR和/或AC(例如，与该AR和/或AC成比例地)计算用于下次注入的气体的注入时间(即，注入量)。此外，在室已达到所需水平并且处于保持阶段之后，可基于从一个或多个先前注入(例如，紧邻的先前注入)所得的AR和/或AC计算吸收时间(即，用于负荷位于室内以吸收气体的允许时间量)。
[0024]通常是实情并且可为本公开的系统和方法的有用目标的是，当AR接近零(或者AC接近I，在下文中相对于图5、6A和6B对公式进行了描述)时，负荷物体相对于室内部的湿度环境处于均衡状态。本发明的发明人发现，AR(和/或AC)可用于加速室和负荷(S卩，室+负荷)敛聚成可接受的稳定目标湿度。
[0025]如上所述，本公开的系统和方法可分别用在用于用例如生物杀灭气体对物体负荷杀菌的杀菌器和杀菌方法中。图1示意性地示出了根据本公开的一个实施方案的杀菌器100，该杀菌器包括根据本公开的一个实施方案的湿度控制系统101A、101B。
[0026]如图所示，杀菌器100包括用于保持待杀菌的物体负荷105的杀菌室102。室102包括能够接收待杀菌的物品(即，负荷105)的体积。
[0027]杀菌器100可包括用于操纵室102内的气体环境的总控制系统104(其可包括下文更详细地描述的控制器155、以及杀菌器100的附加控制系统)。室102可包括门(未示出)，门可打开以从室102装载或卸载负荷105。室102还可包括(例如，与门一起使用的)一个或多个密封件，所述密封件用于在室102内提供气密环境，而且用于如下所讨论的控制系统104的端口。
[0028]在一些实施方案中，可能必须在引入生物杀灭气体之前预热室102。在一些实施方案中，可将一个或多个加热器103以与室102热连通的方式定位。例如，如图1所示，在一些实施方案中，加热器103可围绕室102。
[0029]在一些实施方案中，例如在将环氧乙烷气体用作生物杀灭气体的实施方案中，作为在引入生物杀灭气体之前的预处理，可能必须使待杀菌的物体经受大量的局部真空(或空气去除)，以便确保气体完全渗透。这可由真空控制系统106来实现。真空控制系统106经由一个或多个端口，诸如端口 108和109，与室102流体连通或选择性地流体连通。当需要在室102中抽真空时，启动真空栗阀110，该真空栗阀允许来自空气源112的加压的空气通过歧管114流到文丘里管116。尽管示出了文丘里管系统，但本领域普通技术人员应该认识到真空栗可作为另一种选择来抽真空，并应当理解，文丘里管系统仅以举例的方式示出。在操作文丘里管116时，在管线118上抽真空，并且室102中的气体经由端口 108抽出。分支管线122也通过端口 109连接到室102。来自文丘里管116的废气通过管线123载送离开，并通过废气出口 125载送到适当的污染治理设备。
[0030]分支管线122中的气体由一个或多个湿度传感器124监测。经过湿度传感器124的气流基于第一进气阀126(例如，湿度传感器隔离阀)和第二进气阀128(例如，湿度传感器止回阀)的状态来调节，该第一进气阀和第二进气阀统称为相对湿度(RH)进样阀126、128，或“RH 进样阀”126、128。
[0031]在一些实施方案中，例如在将环氧乙烷气体用作生物杀灭气体的实施方案中，在引入生物杀灭气体之前，还可能必须以适量的湿度来预调节负荷105。为此，杀菌器100包括湿度控制系统，该湿度控制系统在图1中被示出为包括两个部分1lA和101B。具体地讲，湿度控制系统1IA、1IB可包括:水控制系统130，其用于将可选水量注入到室102中；一个或多个压力传感器133(为简便起见，示出和描述了一个压力传感器)，所述一个或多个压力传感器与室102流体连通以测量室102中的压力;一个或多个湿度传感器124(为简便起见，示出和描述了一个湿度传感器)，所述一个或多个湿度传感器经由RH进样阀126、128与室102流体连通或选择性地流体连通，以感测室102中气体环境的湿度值(RH室)；以及控制器155。在一些实施方案中，真空控制系统106还可被视为形成湿度控制系统101A、1lB的一部分。
[0032]控制器155可被构造成用于从压力传感器133和湿度传感器124采集数据(例如，在允许数据采集的各种延迟的同时)，并使用该数据来(i)基于在注水期间和之后室102中经历的压降和压升来计算负荷105的吸收比(AR)(例如，并最终计算吸收系数(AC))，(ii)基于是否已经实现所需湿度设定值(RH_)来计算湿度误差(RH健|)，以及(iii)基于吸收比(AR)(例如，以及吸收系数(AC)和误差(RHmi))计算下次要注入到室102中的水量。
[0033]一般来讲，控制器155可以是合适的电子装置，例如，可编程逻辑控制器(“PLC”)、微处理器、个人计算机(“PC”)、和/或其他工业/个人计算装置。因此，控制器155可包括软件和硬件两种部件，并且旨在更广泛地涵盖此种部件的组合。此外，如图1中的虚线所表示，控制器155可经由有线或无线连接的任意组合连接到湿度控制系统101A、1lB的任何其他部件(或杀菌器100的其他部件)。
[0034]如上所述，在一些实施方案中，杀菌气体可能对湿度传感器124有害。因此，湿度传感器可定位在室102外部的歧管(或“RH歧管”)127中，其中第一RH进样阀126 (例如，电磁阀)定位成将湿度传感器124隔离成不与室102流体连通(S卩，第一RH进样阀126通常被关闭)。如上所述，湿度传感器124可定位在第一RH进样阀126与第二RH进样阀128 (例如，电磁阀)之间，该第二 RH进样阀可用作RH排放阀并且可通常被关闭。第二 RH进样阀128可定位在湿度传感器124与真空控制系统106的文丘里管116(或其他真空栗系统)之间，如图1所示。
[0035]为了在加湿阶段期间对室102的湿度取样，两个RH进样阀126、128都可打开，并且真空控制系统被启动(例如，真空栗阀110打开并且文丘里管116工作)以通过歧管127抽送室空气。
[0036]空气的相对湿度(RH)水平取决于温度。在38°C下，RH校正为大约3.2%RH/°C，而在55°C下，RH校正为大约2.6%RH/°C。湿度传感器处测得的温度以及室温度可用来校正在加湿阶段期间测得的湿度水平。
[0037]常规加湿或湿度控制方法不预测吸收到室102内部的负荷105中的水量，其中所述水量可能取决于负荷105的尺寸和内容物而相差较大，这继而可导致湿度控制的不稳定。湿度控制的这种不稳定可能至少部分地归因于例如在仅采用湿度传感器(诸如图1所示的湿度传感器124)来控制湿度的系统中准确感测室102湿度水平时的时间延迟。在湿度传感器124为远程(如图1所示)的实施方案中，时间延迟可能甚至更大，因为它包括湿度传感器124的响应时间(例如，包括对室102内的气体环境取样的时间)。远程湿度传感器124可影响过程的可控性，因为在提取室102的气体环境的样品时，湿度仍在改变。因此，本发明的发明人开发了在第一注水被注入时准确估计第一注水的影响以便确定后续注入的最佳注入量的湿度控制系统和方法。在这种情况下，无偏估计可从控制的内部状态产生(即，负荷105吸收水的能力)。
[0038]湿度控制系统的两个部分10IA和10IB在图1中仅以图示和举例的方式被示出为位于室102的相对侧上，但应当理解，并非必须如此。
[0039]继续参考图1所示的水控制系统130，水131(例如，蒸馏水)可存储在水容器132中，该水容器具有排气管134以允许排出水容器132中的水131，并且该水容器还具有注入端口136。在已于室102中抽真空并且将真空保持了适当时间之后，然后可将水(例如，以蒸汽的形式)引入到室102中，并且可打开注水阀138(例如，电磁阀)。仅以举例的方式，如图所示，注水阀138可由控制器155控制。来自水容器132的水131然后通过管线(或“供水路径”)137流入到加热器(或“散热器”、或“蒸发歧管”)139中，所述水在该加热器中加热以形成水蒸汽(即，蒸汽)135。水蒸汽(即，蒸汽)135经由端口 140进入室102。
[0040]在水蒸汽135进入室102并且被允许接触负荷105时，所述水蒸汽可至少部分地被负荷105吸收。可提供吸收时间或延迟以允许足够的时间来进行水蒸汽135的负荷吸收。然后可以打开RH进样阀，并且可以通过分支管线122将少量真空抽送经过湿度传感器124，该湿度传感器监测室102中的物体的湿度历史记录。下文将参考图4、5、6A和6B更详细地描述用于实现和保持所需湿度水平的湿度控制方法的其他方面。
[0041]—般来讲，将水注入到室102中依赖于室(通常160mbar)与室外部环境压力(例如，在明尼苏达州圣保罗市为980mbar)之间的压力差。为了将水从环境压力水容器132中抽送并以水蒸汽135的形式注入到室102中，可将加热器139加热至所需的蒸发温度(例如，在室内的压力为160毫巴(mBar)时，为95°C)。管线137中的注水阀138用于控制将水蒸汽注入到室102中的时长，从而控制递送到加热器139中的水量(例如，体积)，并最终控制注入到室102中的水蒸汽135的量(例如，体积)。
[0042]流经加热器139的水的蒸发可使加热器139冷却。出于这一原因，可能重要的是，不过度延长给定循环的最大注入时间，以避免将加热器139冷却至将液态水注入到室102中并且注入到正被杀菌的负荷105上的某个点。
[0043]尽管图1的杀菌器100的水控制系统130依赖于由真空控制系统106抽真空以执行注入，但本领域的普通技术人员将认识到，可以采用其他类型的注入，包括由外部递送装置提供的注入，所述外部递送装置诸如栗、注射器或适用于注入受控量的其他装置。
[0044]在物体准备好释放生物杀灭气体时，可关闭RH进样阀126、128以保护易受损的湿度传感器124免于与生物杀灭气体接触。在适当地释放了生物杀灭气体时，可采用生物杀灭气体控制系统141来确保这种释放安全完成，如美国专利5，641，455(R0senlund等人)中所述。生物杀灭气体可容纳在生物杀灭气体源142诸如接收器(例如，密封筒或罐)中，该生物杀灭气体源可定位在室102内。在需要释放生物杀灭气体时，可发起一系列事件，以刺穿或以其他方式打开生物杀灭气体源142。所需量的生物杀灭气体然后通过管线144流入到加热器139中，所述生物杀灭气体在该加热器中加热以确保其处于气态。然后生物杀灭气体可如图所示经由与水蒸汽135相同的端口 140进入室102，但并非必须如此。
[0045]在将负荷105暴露至生物杀灭气体之后，可能必须将气体从室102以及从负荷105去除，并且可能必须冲洗室102并使其通气，如下文更详细地描述。为了完成冲洗，杀菌器100可采用真空控制系统106。为了完成通气，杀菌器100可包括可结合真空控制系统106使用的进气控制系统143。在已于室102中抽真空之后，可打开空气阀145以允许(例如，通过将环境空气抽送通过过滤器或过滤系统而提供的)经过滤的空气流动通过管线147(任选地通过加热器139)并经由与水蒸汽135和生物杀灭气体相同的端口 140进入室102。虽然进气被示出为经由端口 140进入室102，但应当理解，可将独立的端口用于这些目的。
[0046]结合以上描述所述的各个激发事件的时间可由控制器155控制。因此，在一些实施方案中，控制器155可被视为形成杀菌器100和/或湿度控制系统101A、101B的一部分，或者控制器155可被视为这样的独立部件，该部件用于控制属于杀菌器100(作为整体)以及湿度控制系统101A、1lB中的一者或两者的多个动作或事件。
[0047]图2示出了示例性总杀菌过程或循环10的流程图，其中示出了相对于杀菌过程10的其他阶段何时执行加湿。如图2所示，加湿阶段20是多阶段杀菌过程10的单个组成部分，其可通过控制器155控制。现在将参考图1的杀菌器100对杀菌过程10加以描述。
[0048]图2的杀菌过程10的前四个阶段被称为杀菌过程10的“调节阶段”12。调节阶段的目的在于确保在将气体(即，杀菌气体)注入到室中之前，待杀菌的负荷105处于目标温度、压力和相对湿度(RH)水平。杀菌过程10的后五个阶段被称为杀菌过程10的“气体阶段”14。
[0049]第一预热阶段15将图1的室102加热至杀菌目标温度。用于达到目标温度的允许的时间量受到限制以确保加热器103正确工作。如果室102未在规定量的时间内达到目标循环温度，则报告错误并且终止过程10。同样在该预热阶段，对用于对室102抽真空的真空控制系统106进行检查以确保文丘里管116可以将空气从室102去除并且室102可保持恒定压力。这些检查并非加热室102所必需的，但可以在该早期阶段执行以避免稍后在过程10中出现因故障部件导致的失效。在离开预热阶段之后，在杀菌过程10的其余阶段中，将室温度控制到目标温度。
[0050]杀菌过程10还可包括空气去除阶段16。空气去除阶段16可使用真空控制系统106来对室102抽真空(例如，将空气从中去除)。用于达到目标循环压力的允许的时间量受到限制以确保杀菌器100以预期效率工作。如果室102未在规定量的时间内达到目标循环压力，则报告错误并且终止过程10。
[0051]杀菌过程10还可包括室测试阶段18。室测试阶段18负责通过检查泄漏来测试室102的完整性，如果在室102中存在气体，则所述泄漏可能是有害的。将室102置于与气体注入之前相同的状态，并针对规定量的时间监测压力。如果室泄漏速率(mbar/sec)大于允许的最大量，则报告错误并且终止过程10。
[0052]如上所述，杀菌过程10还可包括加湿阶段20。加湿阶段20通常划分为两个程序:相对湿度(RH)斜坡上升和RH保持。RH斜坡上升负责将室102中的RH增大到目标或设定值RH水平(RHg趙)。冊保持负责将目标RH水平(RHg趣)保持规定量的时间以确保负荷105具有足够的时间来吸收水蒸汽。加湿阶段20包括本公开的湿度控制方法，其将参见图3A-3C在下文进行更具体的描述。
[0053]杀菌过程10还可包括生物杀灭气体注入阶段22。生物杀灭气体注入阶段22可包括锁定和/或密封室102并且刺穿或以其他方式打开容纳杀菌气体的生物杀灭气体源142。如上所述，来自生物杀灭气体源142的气体流动通过加热至适当温度(例如，在一些实施方案中，对于环氧乙烷为95°C)的加热器139以确保气体在进入室102时蒸发。一般来讲，室102中的压力将由于杀菌气体的注入而增大。
[0054]杀菌过程10还可包括生物杀灭气体暴露阶段24。在将生物杀灭气体释放到室102中之后，生物杀灭气体暴露阶段24可保持室102关闭(例如，密封)，并且可允许负荷105向杀菌气体暴露为确保负荷将被杀菌所需的时间量。
[0055]杀菌过程10还可包括生物杀灭气体去除阶段26。生物杀灭气体去除阶段26通过使用真空控制系统106再次将室102抽真空到用于给定杀菌循环的目标压力，来去除室102中未被负荷105吸收的生物杀灭气体。由于因将杀菌气体注入到室102中所导致的压力增大，因此气体去除之前的室压力将高于目标压力。
[0056]杀菌过程10还可包括冲洗阶段28。冲洗阶段28再次使用真空控制系统106并且(例如，周期性地)打开空气阀152以允许(例如，可被过滤的)外部空气进入室102从而将杀菌气体从负荷105去除。将空气阀152的打开/关闭循环执行规定的循环量。在完成这些循环时，冲洗阶段28还可包括锁定通气(例如，如果室102的门在杀菌气体注入之前锁定)。在锁定通气中，文丘里管116可打开，并且空气阀152可打开以允许(例如，可被过滤的)外部空气连续流入到室102中，同时允许室空气连续流出。可在为了确保操作员安全地将负荷105从室102去除所需的时间量内执行锁定通气。在冲洗阶段28结束时，室102可在其门未锁定的情况下保持关闭。
[0057]杀菌过程10还可包括通气阶段30。通气阶段30在冲洗阶段28停止(S卩，文丘里管116打开，并且空气阀152打开)的情况下继续进行，不同的是现在可以打开室门。通气阶段30的持续时间可由用户配置并且可取决于被杀菌的负荷、政府法规以及其他因素。
[0058]加湿阶段20具体内容将参见图3A、3B、和3C进行更具体的描述。如图所示，加湿阶段20包括加热阶段40(参见图3A)、加湿斜坡上升阶段或模式42(参见图3A和3B)、以及加湿保持阶段或模式44(参见图3C)。加热阶段40包括用于确保室温度控制和散热器(例如，加热器139)温度控制被打开的第一步骤52。第二步骤56检查散热器是否处于其所需温度。如果不是，则过程前进至步骤54。步骤54检查散热器是否已超时。如果不是，则过程返回至步骤56。如果是，则报告指示“散热器超时”的错误55，并且停止加湿。如果在步骤56中散热器处于其所需温度，则过程前进至初始化步骤58。在该步骤处，真空控制系统106关闭(即，“真空关闭”)，用于注入水的水控制系统130关闭(S卩，“注水关闭”)，RH进样阀126、128关闭(SP，“RH电磁阀关闭”)，并且进气控制系统143关闭且空气阀145关闭(S卩，“排气关闭”)。
[0059]过程然后前进至加湿斜坡上升阶段42。在第一步骤62处，将室102内的湿度水平(RH室)与预先确定的设定值湿度(RH-)进行比较。如果RH室达到或高于RHm，则过程前进至加湿保持阶段44(参见图3C)。如果RHa未达到或高于RHsaS(S卩，低于RH_)，则过程前进至步骤64以检查加湿是否超时(例如，由于湿度传感器124、水控制系统130、真空控制系统106等中任一者的故障导致)。如果加湿超时，则报告指示“加湿超时”的错误65，并且停止加湿。如果加湿未超时，则过程前进至湿度控制方法或程序66，该湿度控制方法或程序通常包括注水、负荷105吸收水的时间、以及湿度测量。下文参考图4、5、6A和6B更详细地描述了本公开的湿度控制方法。
[0060]在步骤68处，再次检查加湿超时。如果加湿超时，则报告指示“加湿超时”的错误67，并且停止加湿。如果加湿未超时，则过程前进至步骤72以检查是否在湿度控制方法66期间注入了水。
[0061]如果在湿度控制方法66期间注入了水，则过程前进至回收过程73。具体地讲，过程前进至步骤74以检查散热器(S卩，加热器139)是否处于其所需温度。如果不是，则过程前进至步骤76以检查散热器是否已超时。如果是，则报告指示“散热器超时”的错误75，并且停止加湿。如果散热器处于其所需温度，则过程循环回到加湿斜坡上升阶段42( S卩，到步骤62，参见图3A)的开始以检查RH室现在是否达到或超过RHi_，等等。
[0062]如果水在湿度控制方法66期间未被注入，则该过程循环回到加湿斜坡上升阶段42(即，到步骤62，参见图3A)的开始以检查RH室现在是否达到或超过RHg趣，等等。
[0063]如图3C所示，如果RH室达到或超过RH.，则过程前进至加湿保持阶段44。在RH室达到或超过RHsefi之后，将室102在该湿度水平下保持预先确定的保持时间，例如以确保湿度的正确负荷吸收。例如，在一些实施方案中，该保持时间为约30分钟。
[0064]在步骤82处，将时钟时间与保持时间进行比较。如果保持时间结束，则加湿阶段20完成。杀菌过程10(例如，如果在杀菌器的杀菌过程期间采用了加湿)然后可前进至气体注入阶段22(参见图2)。
[0065]如果保持时间尚未结束，则过程前进至用于加湿保持的湿度控制方法84(该方法可与湿度控制方法66是相同或基本上相同的控制方法)。过程然后前进至步骤86以检查是否在湿度控制方法84期间注入了水。
[0066]如果在湿度控制方法84期间注入了水，则过程前进至回收过程83，该回收过程类似于斜坡上升阶段42期间的回收过程73。具体地讲，过程前进至步骤88以检查散热器(SP，加热器139)是否处于其所需温度。如果不是，则过程前进至步骤90以检查散热器是否已超时。如果是，则报告指示“散热器超时”的错误85，并且停止加湿。如果散热器处于其所需温度，则过程循环回到加湿保持阶段44(8卩，到步骤82)的开始以检查保持时间是否结束。
[0067]如果在湿度控制方法84期间未注入水，则过程循环回到加湿保持阶段44(8卩，到步骤82)的开始以检查保持时间是否结束，等等。
[0068]现在将相对于图4更详细地描述湿度控制方法(S卩，在图3A至图3C所示的加湿阶段20的步骤66和84中所使用的湿度控制方法)。图4以控制回路图150的形式示出了本公开的湿度控制方法，其中输入151为室102的所需湿度水平(RHgsffi)，输出152为受控的RH。
[0069]在一些实施方案中，RHg趙可在10%RH到90%RH的范围内，在一些实施方案中，在20 % RH到80 % RH的范围内，并且在一些实施方案中，在40 % RH到60 % RH的范围内。
[0070]一般来讲，湿度控制方法包括:将水蒸汽注入到室102中(由图4中的附图标号153表示)；允许负荷105有时间吸收水蒸汽；以及然后测量室102(由图4中的附图标号154表示)中存在的相对湿度(RH)水平。测量室102中存在的RH水平，从而提供然后形成求和运算172输入146的RH室的值并且提供RH?|的输出173，即RH健I= RHg^RH室。因此，注入时间计算基于(例如，前一次注水之后的)室RH测量、(例如，由压力传感器133在例如前一次注水期间和之后感测的)压力测量、以及任选地(例如，为比例增益常数形式的)室温度。
[0071]—般来讲，可将可为常数的第一水量注入到室102中，并且可例如基于得自前一次注水的数据计算要注入的后续水量。这在图4中由以附图标号156识别的“I注入延迟”表示。
[0072]在初始注入期间或之后，可(例如，使用图1的压力传感器133)进行压力测量以确定因所注入的第一水量导致的压升(P升)和压降(P降)。这由图4中的附图标号157表示。这些附加的压力测量用于估计注水对室102中相对湿度的效果并从而在湿度控制方法中充当观察因素或估计因素。具体地讲，在图4的控制图中示出了“吸收估计因素”158。
[0073]如上所述，吸收比(AR)可作为压降(P降)与压升(P升)的比率来计算，如由附图标号148所表示。可计算基于AR的吸收系数(AC)(下面详述了公式)，如由图4中的附图标号159所表示。如上所述，RH测量(S卩，得出RH室的RH测量)用于基于是否已实现所需湿度设定值(RHsat)来确定湿度误差(RH健I)，即RH?|= RHsaf-RHa,如由求和运算172、其输入151和146以及其输出173所表示。然后可基于吸收系数(AC)计算要注入的下一水量(例如，注入时间tax或注水阀138打开的时间)，该吸收系数基于吸收比(AR)和湿度误差(RH?|)。这由图4中的附图标号160表示。然后注入算得的水量，参见图4中的项目153，等等。
[0074]在湿度控制方法中使用内部状态观察因素的优点在于，该内部状态观察因素可用于调节控制增益(即，注水器)。此外，这是不偏的估计，因为它不受室构型中的变化的影响，所述变化诸如负荷105所占据的体积、或(例如，注入的)温度。
[0075 ]湿度控制方法的另外的细节在图5、6A和6B中示出。上文所述的图3A至图3C示出了湿度控制方法何时被加湿阶段20使用。图5示出了针对湿度控制方法的详细流程图180。因此，对于加湿斜坡上升阶段42(参见图3B)的湿度控制方法66以及加湿保持阶段44(参见图3C)的湿度控制方法84，图5的流程图可插入到图3A至图3C的总加湿阶段20中。图6A和图6B分别示出了用于湿度控制方法的时序图190A和190B。
[0076]一般来讲，在加湿阶段20开始(S卩，在加湿斜坡上升阶段42，参见图3A)时，室102中的RH水平是未知的。它在这时通常较低(例如，为O % RH到15% RH)，因为室空气在先前的空气去除阶段16(参见图2)中已排空。为了确保在将水蒸汽注入到室102中之前RH水平是已知的，本公开的湿度控制方法的第一程序通常不执行注入。
[0077]在斜坡上升开始时不注入的结果是，没有用于计算注入时间的压力数据。出于这一原因，注入时间(tax)，或者注水阀138为了加湿斜坡上升阶段42的第一注水而打开的时长，是已确定为安全的恒定值，与室102的状态无关。
[0078]因此，第一程序通常不执行注入;接下来，通常注入第一固定水量(例如，注水阀138打开持续固定的注入时间(t注人))；并且接下来，注入第二算得的水量(例如，注水阀138打开持续算得的注入时间() ο这为每个负荷提供了定制的湿度控制方法。
[0079]单个湿度控制程序或循环通常如下地进行:
[0080]1.程序开始，开始对室压力取样(S卩，在时间t。)，参见图5的步骤161。
[0081 ] 2.计算进水阀138的注入时间t注人，参见图5的步骤162以及图4的项目157、159和160；
[0082]a.如果这是斜坡上升中的第一注入，则将注入时间设定为预设恒定值。在一些实施方案中，恒定注入时间可在约5到约1000毫秒(msec)的范围内，在一些实施方案中，可在约50到约500msec的范围内，并且在一些实施方案中，可在约100到约300msec的范围内。
[0083]b.否则，基于来自前一程序的压力测量和湿度测量计算注入时间，其中:
[0084]丹是在将水蒸汽注入到室102中之前的室压力；以及
[0085]P2是在将水蒸汽注入到室中之后检测到的最大室压力；
[0086]P3是to加上X分钟内的平均室压力。该X分钟延迟也是允许的最少负荷吸收时间，并且在一些实施方案中，可为大约2分钟。
[0087]使用这三个压力值，作为压降(P降)与压升(P升)的比率(S卩，P降/P升)计算吸收比(AR)，其中P降=P2-P3并且P升=P2-P1:
[0088]AR=(P2-P3)/(P2-Pi)
[0089]AR对于非吸收性负荷将倾向于为负，而对于吸收性负荷将倾向于为正。参见图6A，在非吸收性负荷中，压力曲线将示出为从P2增加至p3。因此，图6A和6B所示的注入循环属于吸收性负荷，因为压力曲线被示出为从P2降低至P3并且因此具有正P降。
[0090]基于AR计算吸收系数(AC):
[0091]AC=I+(Pari^*AR),
[0092]其中PARif溢是比例增益常数，该比例增益常数例如用于基于(例如，给定杀菌循环的)目标室温度来调整吸收比(AR)。在一些实施方案中，PARi|溢可在从约0.1到约10的范围内，在一些实施方案中，可在从约I到约10的范围内，在一些实施方案中，可在从约2到约8的范围内，在一些实施方案中，可在从约4到约6的范围内，并且在一些实施方案中，可为约5。
[0093]使用AC和湿度误差(RH误差)来计算下次注水的注入时间(S卩，注水阀138打开的时间):
[0094]RHi連=RHgSf1-RH室
[0095 ]P雕*AC*RHi連，其中
[0096]Piim是比例增益常数，该比例增益常数例如用于基于杀菌循环的目标室温度来调整室湿度误差(RH?!)。在一些实施方案中，可在从约I到约100的范围内，在一些实施方案中，可在约10到约100的范围内，在一些实施方案中，可在约25到约100的范围内，并且在一些实施方案中，可在从约50到约100的范围内。
[0097]将訪狄设定为大于零且小于时间上限以避免将过多的水蒸汽注入到室102中。
[0098]基于上文所示的计算，注入时间(tg入)在压力上是比率计量的。由于相对湿度与压力直接相关，因此本发明的发明人发现，在使用此类吸收观察因素(参见图4中的吸收估计因素158)来估计加湿阶段20的内部状态时可实现改善的加湿控制和效率。
[0099]3.将注水阀138打开tax时间量，参见图5的步骤163以及图4的项目153。注水通常导致室102中的压升，然后在负荷105(如果存在的话)吸收了至少一部分水蒸汽时产生压降。
[0100]4.计算负荷吸收时间参见图5的步骤164:
[0101]a.如果在加湿斜坡上升阶段42(参见图3A和3B)中，则将负荷吸收时间t哪c设定为恒定值。在一些实施方案中，恒定的负荷吸收时间可在从约100到约200秒的范围内，并且在一些实施方案中，可在从约120到约180秒的范围内。
[0102]b.如果在加湿保持阶段44(参见图3C)中，则使用AC来调整负荷吸收时间:
[0103]1:卩嫩=1:獻__/^，其中
[0104]表示最大吸收时间，其为可针对具体应用预设的恒定值。在一些实施方案中可在从约100秒到约1000秒的范围内，在一些实施方案中，可在从约120秒到约1000秒的范围内，在一些实施方案中，可在从约200秒到约1000秒的范围内，并且在一些实施方案中，可为约360秒。
[0105]将t吸收设定为大于零(S卩，使得负荷没有足够的时间来吸收水)且小于时间上限(即，以确保在加湿保持阶段44期间可执行多个注入和测量RH程序)。
[0106]5.等待tn激时间量，参见图5的步骤165。
[0107]6.打开真空发生器，参见图5的步骤166。
[0108]7.打开RH进样阀126、128，参见图5的步骤167。在一些实施方案中，在阀门126和128的打开之间可存在稍微的延迟或迟延。例如，在一些实施方案中，可稍在第二RH进样阀128打开之前打开第一 RH进样阀126。
[0109]8.对RH取样，参见图5的步骤168以及图4的项目154。即，如上所述，通过分支管线122和歧管127将来自室102内的气体环境样品抽送到样品与湿度传感器124接触以感测样品湿度的位置。这种布置仅以举例的方式示出，并且应当理解，在一些实施方案中，湿度传感器124相反可以与室102持续流体连通的方式定位或者可直接定位在室102内。
[0110]9.关闭RH进样阀126、128，参见图5的步骤169。类似于打开RH进样阀126、128，在一些实施方案中，在阀门126和128中每一者的关闭之间可存在稍微的延迟或迟延。
[0111]10.关闭真空发生器，参见图5的步骤170。例如，对于图1的杀菌器100，这将包括接通真空栗阀110和文丘里管116。
[0112]如图4的控制图150所示，然后可针对后续注水重复湿度控制方法，S卩，以将第二水量注入到室102中、将第三水量注入到室102中，等等，如图3A和3B的加湿斜坡上升阶段42中的线69以及图3C的加湿保持阶段44的线89进一步所示。即，可重复上述步骤以导致新的注水直至加湿完成，即直至RH?酿已达到并且保持了预先确定的保持时间(参见图3C的步骤82)。
[0113]11.在过程完成时，停止收集室压力数据，参见图5的步骤171。
[0114]如从上述循环可见，可将第一水量注入到室102中，并且然后可测量来自该第一注水的压力测量结果和湿度测量结果;可计算吸收比(AR);可计算吸收系数(AC);可计算湿度误差(RH?|);并且可使用这些值来计算第二水注入的注入时间。也就是说，注入室102中的第二水量(例如，以水蒸汽的形式)与吸收系数(AC)和湿度误差(RH误?)成比例。可对第三注水等等重复该循环。在一些实施方案中，如图3Α至图3C所示，可在加湿斜坡上升阶段(例如，图3Α和3Β的阶段42)期间重复该循环直至RH室达到或超过RHg趣，这之后，加湿阶段可过渡至可保持所需保持时段的加湿保持阶段(例如，图3C的阶段44)。
[0115]继续参见图6Α和6Β，表示了单个注水循环。图6Α和6Β沿同一 X轴线对齐，该χ轴线表示时间(B卩，单位为分钟)。图6Α表示了室102的针对注水循环的压力和RH测量。如图所示，P1在于t。执行注水之前获取(S卩，在注水阀138打开之前一一参见图6B的第一条线)。图6B中的“注水阀打开”线表示在注水循环期间注水阀138打开的示例性时长。注水时间可被定义为“注水阀打开”线中所示的阶梯曲线的宽度(即，χ分量)。
[0116]如通过比较图6B和图6A的第一条线所进一步示出，注水导致室102中的压升，并且压力？2处的压力峰值导致等于P2-P1的压升(P升)。朽在图6A中被进一步示出为是在等于P1W上X分钟的时间点处的压力。在图6A和6B所示的注入循环中，X设定为大约2分钟。如上所述，该注入循环的压降(P降;即，P2-P3)为正，表示吸收性负荷。压降(P降)通常与负荷大小成比例。
[0117]图6A中的相对湿度线示出了注入循环的第一部分的恒定湿度。这仅是举例，因为在使用图1的杀菌器100的情况下，湿度测量通过将样品从室102去除来进行。因此，相对湿度根据“样品和保持”过程来测量。因此，针对图6A的循环的第一部分所示的恒定值(例如，约23%RH)表示在图6A和6B所示给定注入循环的前一注入循环中测得的相对湿度。
[0118]如上所述，在注入之后，将允许负荷105对注入的水吸收持续负荷吸收时间(t哪O。如果注水循环在加湿斜坡上升期间，则这个值将为恒定值，如果注水循环在加湿保持期间，则这个值将为基于AC的计算值。在经过了负荷吸收时间之后，将打开真空发生器(参见图5的步骤166;例如，打开真空栗阀110和文丘里管116)，如图6B的第二条(“文丘里管打开”)线所示。然后，湿度可被感测到(例如，在RH进样阀126、128打开时，通过RH传感器124)，如图6B的第三条线(“RH进样阀打开”)所示。。如这条线进一步所示，RH进样阀刚好在关闭真空发生器(同样参见图5的步骤169和170)之前关闭。
[0119]如图6A所示，相对湿度线基于湿度传感器(例如，湿度传感器124)感测的湿度而增加。然后将新的相对湿度值RH室(例如，在图6A中为大约30 % RH)与所需湿度水平(RHg趙)进行比较，以确定湿度误差(RH健I)，如上所述。如果RH?|已达到或超过RH_，则加湿切换成加湿保持模式(参见图3C的加湿保持阶段44)，否则加湿保持在加湿斜坡上升模式(参见图3A和3B的加湿斜坡上升阶段42)中。在室中的湿度(RH室)首次达到或超过RHg趣之后，可发起加湿保持阶段44。
[0120]本文所公开的湿度控制系统和方法大体上相对于图1的杀菌器100以及相对于杀菌过程(例如，图2的杀菌方法10)仅以举例的方式描述。然而，应当理解，湿度控制系统和方法相反可分别与其他杀菌器构型和杀菌过程一起使用。此外，如上所述，本公开的湿度控制系统和方法还可用在非杀菌系统、装置和过程中。
[0121]下述实施方案旨在举例说明本公开而非进行限制。
[0122]实施方案
[0123]1.—种用于控制湿度的方法，该方法包括:
[0124]提供被构造成用于接收待杀菌的物体的室；
[0125]将第一水量以水蒸汽形式注入到室中；
[0126]确定因将第一水量注入到室中而导致的室中的压升和压降；
[0127]作为压降与压升的比率计算吸收比(AR);
[0128]在注入第一水量之后感测室的湿度以确定第一湿度值(RH室)；
[0129]将第一湿度值与预先选择的湿度值(RHM)进行比较以确定湿度误差(RH?!)，其中 RHi^= RHggft-RHs ；以及
[0130]将第二水量以水蒸汽的形式注入室中，其中基于吸收比(AR)和湿度误差(RH误差)计算第二水量。
[0131]2.根据实施方案I所述的方法，其中RHg趣在从20%到80%相对湿度的范围内。
[0132]3.根据实施方案I或2所述的方法，还包括将待杀菌的物体负荷定位在室内并密封室。
[0133]4.根据实施方案3所述的方法，其中将待杀菌的物体负荷定位在室内并密封室发生在将第一水量注入到室中之前。
[0134]5.根据实施方案I至4中任一项所述的方法，还包括在将第一水量注入到室中之前在室内抽真空。
[0135]6.根据实施方案I至5中任一项所述的方法，还包括在将第一水量注入到室中之前将室加热到预先确定的温度。
[0136]7.根据实施方案I至6中任一项所述的方法，还包括计算吸收系数(AC)，其中AC=I+ (Pa_*AR)，其中ΡΑ_是比例增益常数，并且其中第二水量基于吸收系数(AC)和湿度误差(Rtte)来计算。
[0137]8.根据实施方案7所述的方法，其中比例增益常数(Par^)在从约0.1到约10的范围内。
[0138]9.根据实施方案7或8所述的方法，其中第二水量与吸收系数(AC)和湿度误差(RH鍵I)成比例。
[0139]10.根据实施方案I至9中任一项所述的方法，其中将第一水量或第二水量以水蒸汽形式注入到室中包括将注水阀打开持续注入时间(。
[0140]11.根据实施方案10所述的方法，其中注入时间(tftO是恒定值。[0141 ] 12.根据实施方案11所述的方法，其中注入时间(t注人)在从5毫秒到1000毫秒的范围内。
[0142] 13.根据实施方案1所述的方法，其中tax= P撤|*AC*RH误差，其中是用于调整湿度误差(RH健I)的比例增益常数。
[0143 ] 14.根据实施方案13所述的方法，其中比例增益常数(Pitffi)在从约I到约100的范围内。
[0144]15.根据实施方案1-14中任一项所述的方法，还包括在注入第一水量之后且在感测室的湿度之前等待负荷吸收时间
[0145]16.根据实施方案15所述的方法，其中负荷吸收时间(tKfe)是恒定值。
[0146]17.根据实施方案15所述的方法，还包括:
[0147]计算吸收系数(AC)，其中AC= 1 + (Pa_|*AR)，其中Par雠是用于调整AR的比例增益常数;以及
[0148]根据tngfe=tft?Ms]/AC来计算负荷吸收时间tngfe，其中tg*卿是表示最大负荷吸收时间的常数。
[0149]18.根据实施方案17所述的方法，其中最大负荷吸收时间在从120秒到1000秒的范围内。
[0150]19.根据实施方案I至18中任一项所述的方法，还包括:
[0151]提供与室流体连通的压力传感器;以及
[0152]使用压力传感器来确定因将第一水量注入到室中而导致的室中的压升和压降。
[0153]20.根据实施方案I至19中任一项所述的方法，还包括:
[0154]提供与室通过阀门选择性地流体连通的湿度传感器；以及
[0155]打开阀门以在感测室的湿度之前提供湿度传感器与室之间的流体连通。
[0156]21.根据实施方案20所述的方法，其中湿度传感器定位在湿度歧管中，并且其中阀门定位在室与湿度歧管之间。
[0157]22.根据实施方案21所述的方法，其中阀门是第一阀门，并且该方法还包括:
[0158]提供定位在湿度歧管与真空控制系统之间的第二阀门，其中打开阀门以在感测室的湿度之前提供湿度传感器与室之间的流体连通包括打开第一阀门和第二阀门以将室内的一部分气体环境抽送到湿度歧管中；以及
[0159]关闭第一阀门和第二阀门。
[0160]23.根据实施方案22所述的方法，其中关闭第一阀门和第二阀门发生在将第二水量注入到室中之前。
[0161]24.根据实施方案I至23中任一项所述的方法，还包括:
[0162]确定因将第二水量注入到室中而导致的室中的第二压升和第二压降；
[0163]作为第二压降与第二压升的比率计算第二吸收比(AR2);
[0164]在注入第二水量之后感测室的湿度以确定第二湿度值(RH室2);
[0165]将第二湿度值与预先选择的湿度值(RH设定值)进行比较以确定第二湿度误差(RH健I2)，其中RH健I2 = RHg^RH室2 ；以及
[0166]将第三水量以水蒸汽形式注入到室中，其中第三水量基于第二吸收比(AR2)和第二湿度误差(RH健|2)来计算。
[0167]25.根据实施方案I至24中任一项所述的方法，还包括在室内释放生物杀灭气体。
[0168]26.—种用于用生物杀灭气体对物体杀菌的杀菌器，该杀菌器包括:
[0169]用于接收待杀菌的物体的室；
[0170]生物杀灭气体控制系统，其能够连接到生物杀灭气体源，以控制生物杀灭气体到室中的释放；以及
[0171]用于操纵室内的气体环境的湿度控制系统，该湿度控制系统包括:
[0172]水控制系统，其能够连接到水源以将可选水量注入到室中；
[0173]压力传感器，其与室流体连通以测量室中的压力；
[0174]湿度传感器，其与室流体连通或选择性地流体连通，以感测室中气体环境的湿度值(RHn);以及
[0175]控制器，其被构造成用于:
[0176]确定因将第一水量注入到室中而导致的室中的压降和压升，
[0177]作为压降与压升的比率计算吸收比(AR);
[0178]将湿度值(RHn)与预先选择的湿度值(RH_)进行比较以确定湿度误差(RH健I)，其中 RHi^= RHggft-RHs ；以及
[0179]基于吸收比(AR)和湿度误差(RHM)确定注入到室中的第二水量。
[0180]27.—种用于操纵室内的气体环境的湿度控制系统，该系统包括:
[0181]水控制系统，其能够连接到水源以将可选水量注入到室中；
[0182]压力传感器，其与室流体连通以测量室中的压力；
[0183]湿度传感器，其与室流体连通或选择性地流体连通，以感测室中气体环境的湿度值(RHn);以及
[0184]控制器，其被构造成用于:
[0185]确定因将第一水量注入到室中而导致的室中的压降和压升，
[0186]作为压降与压升的比率计算吸收比(AR);
[0187]将湿度值(RHn)与预先选择的湿度值(RH_)进行比较以确定湿度误差(RH健I)，其中 RHi^= RHggft-RHs ；以及
[0188]基于吸收比(AR)和湿度误差(RHM)确定要注入到室中的第二水量。
[0189]28.根据实施方案26所述的杀菌器，其中湿度控制系统还包括真空控制系统，该真空控制系统包括用于排空室的真空源以及与室流体连通的真空管线。
[0190]29.根据实施方案27所述的系统，还包括真空控制系统，该真空控制系统包括用于排空室的真空源以及与室流体连通的真空管线。
[0191]30.根据实施方案26或28所述的杀菌器或者根据实施方案27或29所述的系统，其中第二水量还基于吸收系数(AC)，其中AC=1 + (Par1|溢*AR)，其中Parii溢是用于调整AR的比例增益常数，并且其中第二水量基于吸收系数(AC)和湿度误差(RH健I)来计算。
[0192]31.根据实施方案26、28或30所述的杀菌器或者根据实施方案27、29或30所述的系统，其中水控制系统被构造成用于通过将注水阀打开持续注入时间(t注人)来将可选水量注入到室中。
[0193]32.根据实施方案31所述的杀菌器或系统，其中注入时间(tftO是恒定值。
[0194]33.根据实施方案31所述的杀菌器或系统，其中注入时间(t注人)=PJt^AORH8H,其中Pitffi是用于调整湿度误差(RH健I)的比例增益常数。
[0195]34.根据实施方案26、28以及30至33中任一项所述的杀菌器或者根据实施方案27以及29至33中任一项所述的系统，其中湿度值为第一湿度值，并且其中湿度传感器被进一步构造成用于感测室中气体环境的第二湿度值。
[0196]35.根据实施方案34所述的杀菌器或系统，其中控制器被进一步构造成用于:
[0197]确定因将第二水量注入到室中而导致的室中的第二压升和第二压降；
[0198]作为第二压降与第二压升的比率计算第二吸收比(AR2);
[0199]在注入第二水量之后感测室的湿度以确定第二湿度值(RH室2);
[0200]将第二湿度值(RHii2)与预先选择的湿度值(RH_)进行比较以确定第二湿度误差(RH健I2)，其中RH健I2 = RHg^RH室2 ；以及
[0201]基于第二吸收比(AR2)和第二湿度误差(RH健|2)确定要注入到室中的第三水量。
[0202]上文所述和附图所示实施方案仅以举例的方式呈现，而非旨在作为对本发明的概念和原理的限制。因此，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本公开的实质和范围的情况下可对元素及其构造和布置方式作出各种改变。
[0203]本文所引用的所有参考文献和公布全文均明确地以引用方式并入本公开。
[0204]以下权利要求书陈述了本公开的各种特征和方面。
【主权项】
1.一种用于控制湿度的方法，所述方法包括: 提供被构造成用于接收待杀菌的物体的室； 将第一水量以水蒸汽形式注入到所述室中； 确定因将第一水量注入到所述室中而导致的所述室中的压升和压降； 作为所述压降与所述压升的比率计算吸收比(AR); 在注入第一水量之后感测所述室的湿度以确定第一湿度值(RH室)； 将所述第一湿度值与预先选择的湿度值(RH_)进行比较以确定湿度误差(RH?|)，其中 RHi^= RHggft-RHs ；以及 将第二水量以水蒸汽形式注入到所述室中，其中所述第二水量基于所述吸收比(AR)和所述湿度误差(RH健I)来计算。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将待杀菌的物体负荷定位在所述室内并且密封所述室。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在将第一水量注入到所述室中之前在所述室内抽真空。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括在将第一水量注入到所述室中之前将所述室加热到预先确定的温度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括计算吸收系数(AC)，其中AC=I+(Pa_*AR)，其中PA_是比例增益常数，并且其中所述第二水量基于所述吸收系数(AC)和所述湿度误差(RH健I)来计算。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二水量与所述吸收系数(AC)和所述湿度误差(RH健I)成比例。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将第一水量或第二水量以水蒸汽形式注入到所述室中包括将注水阀打开持续注入时间。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述注入时间(tii)是恒定值。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述注入时间(tax)= Piim* AORH误?，其中PiISffi是用于调整所述湿度误差(RH健I)的比例增益常数。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括在注入第一水量之后以及感测所述室的湿度之前等待负荷吸收时间11.根据权利要求10所述的方法，其中所述负荷吸收时间(twc)是恒定值。12.根据权利要求10所述的方法，还包括: 计算吸收系数(AC)，其中AC = I + (PARitffl^AR)，其中PARitfc^用于调整AR的比例增益常数；以及 根据tngfe= tg*?|MBVAC来计算所述负荷吸收时间tngfe，其中tgMiWfg]是表示最大负荷吸收时间的常数。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，还包括: 提供与所述室流体连通的压力传感器；以及 使用所述压力传感器来确定因将第一水量注入到所述室中而导致的所述室中的压升和压降。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，还包括: 提供与所述室通过阀门选择性地流体连通的湿度传感器；以及打开所述阀门以在感测所述室的所述湿度之前提供所述湿度传感器与所述室之间的流体连通。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述湿度传感器定位在湿度歧管中，并且其中所述阀门定位在所述室与所述湿度歧管之间。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，还包括: 确定因将第二水量注入到所述室中而导致的所述室中的第二压升和第二压降； 作为所述第二压降与所述第二压升的比率计算第二吸收比(AR2); 在注入第二水量之后感测所述室的湿度以确定第二湿度值(RH室2); 将所述第二湿度值与预先选择的湿度值(RH设定值)进行比较以确定第二湿度误差(RH健I2)，其中RH健I2 = RHg^RH室2 ；以及 将第三水量以水蒸汽形式注入到所述室中，其中所述第三水量基于所述第二吸收比(AR2)和所述第二湿度误差(RH繼)来计算。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，还包括在所述室内释放生物杀灭气体。18.—种用于用生物杀灭气体对物体杀菌的杀菌器，所述杀菌器包括: 用于接收待杀菌的物体的室； 生物杀灭气体控制系统，所述生物杀灭气体控制系统能够连接到生物杀灭气体源，以控制生物杀灭气体到所述室中的释放;以及 用于操纵所述室内的气体环境的湿度控制系统，所述湿度控制系统包括: 水控制系统，所述水控制系统能够连接到水源以将可选水量注入到所述室中； 压力传感器，所述压力传感器与所述室流体连通以测量所述室中的压力； 湿度传感器，所述湿度传感器与所述室流体连通或选择性地流体连通，以感测所述室中所述气体环境的湿度值(RH室)；以及控制器，所述控制器被构造成用于: 确定因将第一水量注入到所述室中而导致的所述室中的压降和压升， 作为所述压降与所述压升的比率计算吸收比(AR); 将所述湿度值(RH室)与预先选择的湿度值(RHge值)进行比较，以确定湿度误差(RH?|)，其中RH健I= RHg^RH室，以及 基于所述吸收比(AR)和所述湿度误差(RH健I)确定要注入到所述室中的第二水量。19.一种用于操纵室内的气体环境的湿度控制系统，所述系统包括: 水控制系统，所述水控制系统能够连接到水源以将可选水量注入到所述室中； 压力传感器，所述压力传感器与所述室流体连通以测量所述室中的压力； 湿度传感器，所述湿度传感器与所述室流体连通或选择性地流体连通，以感测所述室中所述气体环境的湿度值(RH室)；以及控制器，所述控制器被构造成用于: 确定因将第一水量注入到所述室中而导致的所述室中的压降和压升， 作为所述压降与所述压升的比率计算吸收比(AR); 将所述湿度值(RHn)与预先选择的湿度值(RHm)进行比较以确定湿度误差(RH?|)，其中 RHi^= RHggft-RHs ；以及基于所述吸收比(AR)和所述湿度误差(RH健I)确定要注入到所述室中的第二水量。
【文档编号】A61L101/38GK106062652SQ201480068865
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年12月11日
【发明人】杰伊·R·戈茨, 舍曼·L·巴茨, 巴里·W·罗博莱
【申请人】3M创新有限公司