本發(fā)明涉及消毒，具體為一種園藝用節(jié)能型自調(diào)節(jié)式nstg-uvc消毒機(jī)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代園藝和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水質(zhì)管理的要求日益嚴(yán)格，尤其在溫室等高密度種植環(huán)境中，水中的病原體（如細(xì)菌、病毒、真菌等）可能對(duì)作物健康造成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的水處理方法無(wú)法精確地根據(jù)水質(zhì)和病原體類(lèi)型進(jìn)行針對(duì)性消毒，導(dǎo)致過(guò)度消毒、能耗高或消毒效果不佳等問(wèn)題。此外，系統(tǒng)中紫外線(xiàn)燈的老化、濾水不徹底、病原體抗性等因素也會(huì)影響消毒效率。

2、為了解決這些問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一種智能化、自動(dòng)調(diào)節(jié)的消毒機(jī)成為必要，本技術(shù)提出的一種園藝用節(jié)能型自調(diào)節(jié)式nstg-uvc消毒機(jī)能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)水質(zhì)變化，并高效、節(jié)能地消除水中病原體，確保消毒效果，同時(shí)優(yōu)化資源利用。

3、專(zhuān)利文件cn115227852b公開(kāi)了一種消毒機(jī)，上述專(zhuān)利實(shí)現(xiàn)了通過(guò)加熱裝置提供相對(duì)較低的溫度即可使降壓倉(cāng)內(nèi)的消毒液汽化，汽化后的消毒液隨著排氣管內(nèi)的高速氣流噴出至外部環(huán)境中進(jìn)行消毒，在保障消毒液汽化效果的同時(shí)，降低了消毒液的分解率，提高了消毒效果，而且在高速氣流的作用下汽化的消毒能夠更高效地?cái)U(kuò)散到外部環(huán)境中，但上述專(zhuān)利不能實(shí)現(xiàn)對(duì)消毒運(yùn)行的自適應(yīng)學(xué)習(xí)調(diào)整功能。

4、專(zhuān)利文件cn103060835b公開(kāi)了一種消毒機(jī)，上述專(zhuān)利實(shí)現(xiàn)了電解槽中的消毒液經(jīng)由液體回路送出，直接噴在手部消毒或轉(zhuǎn)接后噴灑消毒使用。是一種高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、便利的適用于家庭及公共場(chǎng)所的消毒設(shè)備，但上述專(zhuān)利不能實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)透明度的檢測(cè)調(diào)節(jié)功能。

5、專(zhuān)利文件cn102389581b公開(kāi)了一種消毒機(jī)，上述專(zhuān)利實(shí)現(xiàn)了通過(guò)內(nèi)壁沖洗噴管沖洗沖洗內(nèi)窺鏡等醫(yī)療器械元件的內(nèi)壁，采用自動(dòng)旋轉(zhuǎn)噴淋機(jī)構(gòu)沖洗內(nèi)窺鏡等醫(yī)療器械元件的外壁，以將內(nèi)窺鏡等醫(yī)療器械元件上的殘留物沖洗干凈，因此，上述消毒機(jī)消毒效果較好，但上述專(zhuān)利不能實(shí)現(xiàn)對(duì)水中病原體種類(lèi)和濃度的檢測(cè)功能。

6、專(zhuān)利文件cn110419966b公開(kāi)了一種果蔬消毒機(jī)，上述專(zhuān)利實(shí)現(xiàn)了電解模塊可隨時(shí)從殼體內(nèi)取出清洗或更換，有利于延長(zhǎng)果蔬消毒機(jī)的使用壽命，保證果蔬消毒機(jī)的電解效率，但上述專(zhuān)利不能實(shí)現(xiàn)紫外線(xiàn)光強(qiáng)輸出調(diào)節(jié)功能。

7、綜上所述，上述專(zhuān)利不能實(shí)現(xiàn)對(duì)消毒運(yùn)行的自適應(yīng)學(xué)習(xí)調(diào)整功能、對(duì)水質(zhì)透明度的檢測(cè)調(diào)節(jié)功能、對(duì)水中病原體種類(lèi)和濃度的檢測(cè)功能和紫外線(xiàn)光強(qiáng)輸出調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致人工干預(yù)消毒效果差、不能自適應(yīng)不同水體和病原體消毒要求、消毒不穩(wěn)定和能源消耗大的問(wèn)題；

8、為此，本技術(shù)提出了一種能實(shí)現(xiàn)對(duì)消毒運(yùn)行的自適應(yīng)學(xué)習(xí)調(diào)整功能、對(duì)水質(zhì)透明度的檢測(cè)調(diào)節(jié)功能、對(duì)水中病原體種類(lèi)和濃度的檢測(cè)功能和紫外線(xiàn)光強(qiáng)輸出調(diào)節(jié)功能的園藝用節(jié)能型自調(diào)節(jié)式nstg-uvc消毒機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種園藝用節(jié)能型自調(diào)節(jié)式nstg-uvc消毒機(jī)，以解決上述背景技術(shù)中提出的不能實(shí)現(xiàn)對(duì)消毒運(yùn)行的自適應(yīng)學(xué)習(xí)調(diào)整功能、對(duì)水質(zhì)透明度的檢測(cè)調(diào)節(jié)功能、對(duì)水中病原體種類(lèi)和濃度的檢測(cè)功能和紫外線(xiàn)光強(qiáng)輸出調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致人工干預(yù)消毒效果差、不能自適應(yīng)不同水體和病原體消毒要求、消毒不穩(wěn)定和能源消耗大技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種園藝用節(jié)能型自調(diào)節(jié)式nstg-uvc消毒機(jī)，包括紫外線(xiàn)消毒核心模塊、自動(dòng)t10值檢測(cè)調(diào)節(jié)模塊、智能病原體識(shí)別模塊、光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊和自學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)算法模塊，所述自動(dòng)t10值檢測(cè)調(diào)節(jié)模塊、智能病原體識(shí)別模塊和光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與自學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)算法模塊連接，所述自學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)算法模塊通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)控制線(xiàn)束與紫外線(xiàn)消毒核心模塊和控制系統(tǒng)連接；

3、所述自學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)算法模塊包括：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、ai學(xué)習(xí)算法和自適應(yīng)優(yōu)化控制機(jī)制，所述自學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)算法模塊用于根據(jù)歷史消毒數(shù)據(jù)進(jìn)行消毒控制調(diào)節(jié)優(yōu)化；

4、所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集水質(zhì)參數(shù)、流量、光強(qiáng)和病原體濃度，采樣頻率為1次/分鐘，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量為1000次采樣；

5、所述ai學(xué)習(xí)算法通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)模型內(nèi)置的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分析采集的歷史數(shù)據(jù)，自動(dòng)優(yōu)化水流速、光強(qiáng)和消毒劑量設(shè)置；

6、所述自適應(yīng)優(yōu)化控制機(jī)制即控制系統(tǒng)每運(yùn)行100小時(shí)自動(dòng)更新一次模型，通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)紫外線(xiàn)燈的工作時(shí)間和功率，通過(guò)歷史病原體濃度變化的預(yù)測(cè)，調(diào)整消毒劑量。

7、優(yōu)選的，所述紫外線(xiàn)消毒核心模塊用于對(duì)流經(jīng)消毒箱內(nèi)的水體進(jìn)行充分消毒；

8、紫外線(xiàn)消毒核心模塊包括：紫外線(xiàn)燈、石英管和uv箱體，紫外線(xiàn)燈安裝在石英管內(nèi)部，石英管安裝在uv箱體內(nèi)部；

9、紫外線(xiàn)燈采用汞燈/led紫外線(xiàn)燈，波長(zhǎng)控制在200-280納米，每根燈管輸出功率在40-150w，具體根據(jù)消毒箱尺寸和水流速設(shè)置，燈管采用鋁制散熱材料制成；

10、石英管采用石英玻璃管，紫外線(xiàn)透過(guò)率在85%以上，能夠在水流不接觸燈管情況下保持高透光性，石英管表面采用超疏水涂層技術(shù)，減少污垢附著，并套裝有自動(dòng)除垢器；

11、uv箱體內(nèi)壁采用316不銹鋼材料，反射系統(tǒng)達(dá)到90%，uv箱體為圓柱形，確保水流在箱體內(nèi)形成均勻紊流。

12、優(yōu)選的，所述自動(dòng)t10值檢測(cè)調(diào)節(jié)模塊用于檢測(cè)水的t10值，自動(dòng)調(diào)節(jié)消毒機(jī)的運(yùn)行參數(shù)；

13、自動(dòng)t10值檢測(cè)調(diào)節(jié)模塊包括：t10值傳感器、自動(dòng)混水閥和混水控制算法；

14、t10值傳感器采用紫外光透射傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水中懸浮顆粒對(duì)紫外線(xiàn)的透過(guò)率，測(cè)量精度在±1%內(nèi)，確保檢測(cè)結(jié)果精確；

15、自動(dòng)混水閥采用三通閥，當(dāng)t10值低于設(shè)定值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟混水閥，將清水與廢水按照比例混合，混水比例通過(guò)自動(dòng)混水閥上安裝的比例控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，比例調(diào)節(jié)范圍為0-100%，最大混水流速為5m3/h，控制系統(tǒng)根據(jù)t10值傳感器數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整混水閥開(kāi)度，使得t10值始終保持在設(shè)定安全范圍。

16、優(yōu)選的，所述消uv箱體內(nèi)還安裝有動(dòng)態(tài)流速控制模塊，動(dòng)態(tài)流速控制模塊用于實(shí)時(shí)檢測(cè)水流速并進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；

17、動(dòng)態(tài)流速控制模塊包括：流量傳感器、電動(dòng)水閥和流速控制算法；

18、采用超聲波原理的流量傳感器，安裝在uv箱體內(nèi)的水流入口處，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水流進(jìn)入uv箱體的速度，測(cè)量范圍0.5-15m3/h，精度±0.5%；

19、電動(dòng)水閥安裝在uv箱體內(nèi)的水流入口，外接待消毒水源，閥門(mén)采用比例調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，確保水流速突變時(shí)能夠快速反應(yīng)調(diào)節(jié)；

20、控制系統(tǒng)中的流速控制算法結(jié)合流量傳感器和光強(qiáng)傳感器的數(shù)據(jù)，算法實(shí)時(shí)調(diào)整電動(dòng)水閥的開(kāi)度。

21、優(yōu)選的，所述智能病原體識(shí)別模塊用于檢測(cè)水中病原體類(lèi)型，自動(dòng)選擇合適的uv-c劑量；

22、智能病原體識(shí)別模塊包括：病原體傳感器、自動(dòng)劑量調(diào)整器和病原體數(shù)據(jù)庫(kù)；

23、病原體傳感器安裝在uv箱體內(nèi)，病原體傳感器采用光譜分析技術(shù)，通過(guò)分析水中的微生物成分檢測(cè)病原體種類(lèi)，并且能夠檢測(cè)水中病原體的濃度，濃度檢測(cè)范圍為103-106cfu/ml；

24、自動(dòng)劑量調(diào)整器根據(jù)病原體傳感器反饋的病原體濃度和類(lèi)型，控制系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算需要的uv-c劑量，當(dāng)病原體傳感器檢測(cè)到病原體濃度發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)能夠通過(guò)自動(dòng)劑量調(diào)整器發(fā)出信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整紫外線(xiàn)燈的照射劑量；

25、控制系統(tǒng)內(nèi)置病原體數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋常見(jiàn)病原體的消毒劑量要求，并定期更新數(shù)據(jù)庫(kù)，支持用戶(hù)根據(jù)需求導(dǎo)入新病原體數(shù)據(jù)。

26、優(yōu)選的，所述光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊用于根據(jù)紫外線(xiàn)燈的老化情況、環(huán)境光強(qiáng)和水質(zhì)條件自動(dòng)調(diào)節(jié)uv-c燈的輸出光強(qiáng)；

27、光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊包括：光強(qiáng)傳感器、光強(qiáng)調(diào)節(jié)器和老化補(bǔ)償機(jī)制；

28、光強(qiáng)傳感器采用紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)度傳感器，安裝在uv箱體內(nèi)壁側(cè)面，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)紫外線(xiàn)燈的輻射強(qiáng)度，監(jiān)測(cè)范圍為0-500mj/cm2，精度在±2%，光強(qiáng)傳感器結(jié)合紫外線(xiàn)燈的工作市場(chǎng)，自動(dòng)檢測(cè)燈管老化程度，依據(jù)輻射強(qiáng)度的衰減提示燈管更換；

29、光強(qiáng)調(diào)節(jié)器采用pwm控制，通過(guò)pwm技術(shù)控制紫外線(xiàn)燈的電流供應(yīng)，調(diào)節(jié)光強(qiáng)輸出，確保光強(qiáng)在燈光老化/水質(zhì)變化時(shí)自動(dòng)調(diào)整至最佳水平，調(diào)節(jié)范圍為60-100%光強(qiáng)輸出，控制系統(tǒng)能根據(jù)水質(zhì)和病原體類(lèi)型自動(dòng)選擇三級(jí)光強(qiáng)輸出模式；

30、老化補(bǔ)償機(jī)制即控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)有自動(dòng)補(bǔ)償算法，隨著紫外線(xiàn)燈的老化，光強(qiáng)衰減，控制系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)償算法增加電流供應(yīng)，延緩光強(qiáng)衰減的速度。

31、優(yōu)選的，所述uv-c箱體內(nèi)還設(shè)計(jì)有模塊化過(guò)濾除垢系統(tǒng)，模塊化過(guò)濾除垢系統(tǒng)用于對(duì)水質(zhì)過(guò)濾并防止石英管上污垢影響紫外線(xiàn)透過(guò)率；

32、模塊化過(guò)濾除垢系統(tǒng)包括：砂濾器、自清洗過(guò)濾器和自動(dòng)除垢器；

33、砂濾器安裝在uv-c箱體入水口處，過(guò)濾精度為50um，用于去除大顆粒懸浮物，砂濾器配備壓差傳感器，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)濾器堵塞時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)反洗過(guò)程，沖洗積聚的顆粒物；

34、自清洗過(guò)濾器安裝在砂濾器出水口處，過(guò)濾精度25um，確保進(jìn)入紫外線(xiàn)箱消毒箱的水流中的懸浮顆粒含量低于5mg/l；

35、自動(dòng)除垢器使用弱酸溶液定期清洗石英管表面，溶解沉積物，酸洗時(shí)間間隔通過(guò)控制系統(tǒng)設(shè)置。

36、優(yōu)選的，所述消毒機(jī)內(nèi)還安裝有能源回收系統(tǒng)，能源回收系統(tǒng)用于回收紫外線(xiàn)燈工作時(shí)產(chǎn)生的多余熱量；

37、能源回收系統(tǒng)包括：熱交換器、溫度傳感器和熱量傳輸系統(tǒng)；

38、在uv箱體外壁安裝有板式熱交換器和散熱翅片，熱交換器材料為316不銹鋼；

39、溫度傳感器安裝在uv箱體外壁，溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)uv箱體的溫度，當(dāng)溫度高于60℃時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)熱量回收裝置將多余熱量輸送到其他系統(tǒng)；

40、熱量傳輸系統(tǒng)采用ppr管道連接熱交換器與溫室供暖系統(tǒng)，為園藝溫室提供熱量。

41、優(yōu)選的，所述ai算法中使用的機(jī)器學(xué)習(xí)模型為長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型；

42、模型運(yùn)行包括以下步驟：

43、數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理：采集水質(zhì)數(shù)據(jù)、流速數(shù)據(jù)、光強(qiáng)數(shù)據(jù)、病原體數(shù)據(jù)和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行缺失值處理和標(biāo)準(zhǔn)化；

44、模型訓(xùn)練與優(yōu)化：通過(guò)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，并使用交叉驗(yàn)證方法評(píng)估模型性能；

45、自學(xué)習(xí)與自動(dòng)調(diào)整：通過(guò)在線(xiàn)學(xué)習(xí)機(jī)制自動(dòng)調(diào)整模型參數(shù)。

46、優(yōu)選的，所述流速控制算法采用pid控制算法，流速控制流程如下：

47、數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)采集uv箱體內(nèi)的水流速和紫外線(xiàn)光強(qiáng)；

48、實(shí)時(shí)反饋：實(shí)時(shí)反饋采集數(shù)據(jù)到控制系統(tǒng)；

49、算法邏輯：根據(jù)pid控制算法輸出的誤差值調(diào)整電動(dòng)水閥開(kāi)度。

50、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

51、1.本發(fā)明通過(guò)安裝有自學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)算法模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)消毒運(yùn)行的自適應(yīng)學(xué)習(xí)調(diào)整功能，解決了消毒機(jī)無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜的水質(zhì)變化導(dǎo)致消毒效果不穩(wěn)定的問(wèn)題，提高了消毒效率，降低了能耗和維護(hù)需求，實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行；

52、2.本發(fā)明通過(guò)安裝有自動(dòng)t10值檢測(cè)調(diào)節(jié)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水質(zhì)透明度的檢測(cè)調(diào)節(jié)功能，解決了水質(zhì)變化導(dǎo)致的紫外線(xiàn)穿透力降低的問(wèn)題，提高了水質(zhì)透光性，確保穩(wěn)定的消毒效果，減少人工干預(yù)，提升系統(tǒng)自動(dòng)化程度；

53、3.本發(fā)明通過(guò)安裝有智能病原體識(shí)別模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水中病原體種類(lèi)和濃度的檢測(cè)功能，解決了不同類(lèi)型的病原體對(duì)紫外線(xiàn)的耐受性不同無(wú)法準(zhǔn)確判斷紫外線(xiàn)劑量的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)性消毒，確保不同種類(lèi)和濃度的病原體能被有效滅活，提高消毒精度；

54、4.本發(fā)明通過(guò)安裝有光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊，實(shí)現(xiàn)了紫外線(xiàn)光強(qiáng)輸出調(diào)節(jié)功能，解決了紫外線(xiàn)光強(qiáng)衰減導(dǎo)致消毒劑量不足的問(wèn)題，延長(zhǎng)了燈管壽命，確保消毒效果穩(wěn)定有效。