本发明涉及实验室设备技术领域，尤其是一种自动控制风量的阀门。
背景技术：
实验室中的负压室、排风柜、超净工作台等都需要进行稳压，也就是通过动态控制风量，以达到内部气压和气流稳定的效果。现有技术通常采用具有风量控制功能的蝶阀来实现这个功能，但存在缺陷。
第一点，蝶阀会受到总管内压力变化的干扰，而公知的，总管内压力受到多种因素的影响，不可避免，故现有技术总会出现莫名其妙的风压骤变，可对实验工作产生不利影响；
第二点，蝶阀需要设置前置风压传感器对总管内压力进行感知，从而利用前后端风压差计算出调节执行器应该打开的程度，由于总管内压力并不是非常稳定的，故该调节过程繁琐且延迟较为严重。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种自动控制风量的阀门，它具有压力无关特性，能够快速的自我调节。
本发明的技术方案为：
一种自动控制风量的阀门，包括总管和支管连接，每一根支管的出风口正对一处室内空间(可以是排风柜、安全柜、超净工作台、负压实验室等)，风机的进风口和进风总管连接，其特征是：还包括气压传感器、气流加速度传感器、文丘里阀、压力变送器、变频控制器和控制器，气压传感器和气流加速度传感器都设于室内空间，每一处室内空间各设一个气压传感器和一个气流加速度传感器，每一根支管上串联一个文丘里阀，总管内设有压力变送器，每一处室内空间的气压传感器和气流加速度传感器都通过信号线连接串联在该处室内空间所对应的支管上的文丘里阀，压力变送器通过信号线连接变频控制器，变频控制器通过信号线连接风机，气压传感器、气流加速度传感器、文丘里阀、压力变送器和变频控制器都通过信号线连接控制器。
所述控制器选用单片机或可编程控制器。
所述自动控制风量的阀门的使用方法，各个室内空间的气压传感器实时检测室内空间的实时气压，各个室内空间的气流加速度传感器实时检测室内空间的气流加速度，控制器根据接收到的气压和气流信息对比室内空间对气压和气流要求的标准，如果室内空间气压或者气流低于标准，则控制器向超出标准的室内空间所对应的支管上的文丘里阀发出增大开启度的控制信号，文丘里阀增大开启度后，通过支管输入室内空间的风量随之增大；如果室内空间气压或气流高于标准，则控制器向符合标准的室内空间所对应的支管上的文丘里阀发出减小开启度的控制信号，文丘里阀减小开启度后，通过支管输入室内空间的风量随之减小。
所述风量自动控制方法为：
包括以下步骤：
s1、在实现风量自动控制之前，通过matlab/simulink软件对变风量进行仿真模拟，采集数据；
s2、利用减法聚类估计一组输入数据中的聚类个数及聚类中心位置；
s3、对筛选后的输入、输出数据进行训练，生成能够模拟数据行为的takigisugeno型模糊推理系统；
s4、通过减聚类算法和自适应模糊推理系统训练得到的模糊规则应用于自动控制风量的阀门。
所述压力变送器实时检测总管内的风压，输入室内空间的风量发生变化后，总管内的风压也随之变化，控制器根据总管内的风压信息向变频控制器发出变频控制信号，当总管内的风压增大时控制器向变频控制器发出增加频率的控制信号，当总管内的风压减小时控制器向变频控制器发出降低频率的控制信号；变频控制器通过改变频率以控制风机的转速，当频率增加时风机转速增加，当频率降低时风机转速减小；设总管上预设的压力值为y，当压力变送器测得的风压值大于y时，变频控制器控制风机的转速减小，减小总管中的风压以平衡至y；反之当压力变送器测得的风压值小于y时，变频控制器控制风机的转速增大，增大总管中的风压以平衡至y。该措施有效降低总管内的风压变化幅度。
本发明的有益效果为：采用文丘里阀代替了传统蝶阀，由于文丘里阀自身的压力无关特性，所以当总管产生风量变化时并不会对室内空间产生较大的影响；采用自动学习预测算法，可快速且有效的对室内空间产生的气压或者气流变化产生适应性控制。
具体实施方式
下面结合具体实施方式作进一步说明：
一种自动控制风量的阀门，包括总管和支管连接，每一根支管的出风口正对一处室内空间(可以是排风柜、安全柜、超净工作台、负压实验室等)，风机的进风口和进风总管连接，其特征是：还包括气压传感器、气流加速度传感器、文丘里阀、压力变送器、变频控制器和控制器，气压传感器和气流加速度传感器都设于室内空间，每一处室内空间各设一个气压传感器和一个气流加速度传感器，每一根支管上串联一个文丘里阀，总管内设有压力变送器，每一处室内空间的气压传感器和气流加速度传感器都通过信号线连接串联在该处室内空间所对应的支管上的文丘里阀，压力变送器通过信号线连接变频控制器，变频控制器通过信号线连接风机，气压传感器、气流加速度传感器、文丘里阀、压力变送器和变频控制器都通过信号线连接控制器。
所述控制器选用单片机或可编程控制器。
所述自动控制风量的阀门的使用方法，各个室内空间的气压传感器实时检测室内空间的实时气压，各个室内空间的气流加速度传感器实时检测室内空间的气流加速度，控制器根据接收到的气压和气流信息对比室内空间对气压和气流要求的标准，如果室内空间气压或者气流低于标准，则控制器向超出标准的室内空间所对应的支管上的文丘里阀发出增大开启度的控制信号，文丘里阀增大开启度后，通过支管输入室内空间的风量随之增大；如果室内空间气压或气流高于标准，则控制器向符合标准的室内空间所对应的支管上的文丘里阀发出减小开启度的控制信号，文丘里阀减小开启度后，通过支管输入室内空间的风量随之减小。
所述风量自动控制方法为：
包括以下步骤：
s1、在实现风量自动控制之前，通过matlab/simulink软件对变风量进行仿真模拟，采集数据；
s2、利用减法聚类估计一组输入数据中的聚类个数及聚类中心位置；
s3、对筛选后的输入、输出数据进行训练，生成能够模拟数据行为的takigisugeno型模糊推理系统；
s4、通过减聚类算法和自适应模糊推理系统训练得到的模糊规则应用于自动控制风量的阀门。
所述压力变送器实时检测总管内的风压，输入室内空间的风量发生变化后，总管内的风压也随之变化，控制器根据总管内的风压信息向变频控制器发出变频控制信号，当总管内的风压增大时控制器向变频控制器发出增加频率的控制信号，当总管内的风压减小时控制器向变频控制器发出降低频率的控制信号；变频控制器通过改变频率以控制风机的转速，当频率增加时风机转速增加，当频率降低时风机转速减小；设总管上预设的压力值为y，当压力变送器测得的风压值大于y时，变频控制器控制风机的转速减小，减小总管中的风压以平衡至y；反之当压力变送器测得的风压值小于y时，变频控制器控制风机的转速增大，增大总管中的风压以平衡至y。该措施有效降低总管内的风压变化幅度。
本发明的有益效果为：采用文丘里阀代替了传统蝶阀，由于文丘里阀自身的压力无关特性，所以当总管产生风量变化时并不会对室内空间产生较大的影响；采用自动学习预测算法，可快速且有效的对室内空间产生的气压或者气流变化产生适应性控制。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。