本发明涉及通风柜智能控制技术领域，尤其涉及一种实验室用通风柜智能化控制系统。
背景技术：
通风柜是实验室家具中必不可少的一种。在实验室中起到排风和换气的功效。传统的通风柜主要是通过排风风机将有毒有害气体控制在通风柜内操作，强制把有毒有害气体排出室外，防止和控制有害气体造成对人体的危害。但是常常由于排风的不彻底性常使工作人员置身与有毒气体之中，同时虽然有些通风柜门的打开方式是自动感应式的但是其只是孤立的系统不便于整体的调节因此其性能不高。
因此需要设计出一种对通风柜内气体浓度进行实时采集和分析的系统，并根据气体的实际浓度变换通风柜内的通风策略，使得所选的通风策略完全按照通风柜内部气体浓度的实际值以及变化情况来指定，提高所选通风策略的通风效率，使其能够针对性的降低通风柜内的气体浓度，保持通风柜内健康的环境。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种实验室用通风柜智能化控制系统。
本发明提出的实验室用通风柜智能化控制系统，包括：
检测单元，用于检测实验操作区域有无人员；
采集单元，用于在在检测单元检测到实验操作区域有人员时开始每隔t时间采集一次通风柜内部气体浓度，记为C1、C2……Cn；
通风单元，用于对通风柜内部进行通风；
计时单元，与控制单元通信连接，控制单元通过计时单元获取时间信息；
控制单元，与检测单元、采集单元、通风单元通信连接；
控制单元通过采集单元获取通风柜内部气体浓度C1、C2……Cn，并根据C1、C2……Cn的大小以及时间信息指令控制通风单元动作。
优选地，通风单元包括第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块；第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块分别设于通风柜内部四个侧壁上，且第一通风模块与第二通风模块设于通风柜内部两个相连的侧壁上，第一通风模块与第三通风模块设于通风柜内部两个相对的侧壁上；
控制单元内预设有第一时间值t1、第二时间值t2；
当Ci+1≤aCi时，控制单元指令控制通风单元动作，在t1时间后将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为关闭状态；
当Ci<Ci+1<bCi时，控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块和第三通风模块调整为开启状态，且在t2时间后将第一通风模块和第三通风模块调整为关闭状态、将第二通风模块和第四通风模块调整为开启状态；
当Ci+1≥cCi时，控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为开启状态；
其中，0<a<1，1<b<c，1≤i≤n-1。
优选地，控制单元内预设有第三时间值t3、第四时间值t4、第五时间值t5；
第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均设有第一排风等级和第二排风等级；
当Ci<Ci+1<bCi时，控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块和第三通风模块调整为开启状态且为第一通风模块和第三通风模块选择第一排风等级，并进一步分析t3时间后的Ci+1'，若Ci+1'≥dCi+1，将第一通风模块和第三通风模块调整为开启状态且为第一通风模块和第三通风模块选择第二排风等级，且在t2时间后将第一通风模块和第三通风模块调整为关闭状态、将第二通风模块和第四通风模块调整为开启状态且为第二通风模块和第四通风模块选择第一排风等级，并进一步分析t4时间后的Ci+1”，若Ci+1”≥dCi+1'，将第二通风模块和第四通风模块调整为开启状态且为第二通风模块和第四通风模块选择第二排风等级；
当Ci+1≥cCi时，控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为开启状态且为第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块选择第一排风等级，并进一步分析t5时间后的Ci+1”'，若Ci+1”'≥dCi+1，将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为开启状态且为第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块选择第二排风等级；
当选择第一排风等级时，第一通风模块和/或第二通风模块和/或第三通风模块和/或第四通风模块的工作功率保持为P1，当选择第二排风等级时，第一通风模块和/或第二通风模块和/或第三通风模块和/或第四通风模块的工作功率保持为P2；
其中，P1<P2。
优选地，还包括报警单元，报警单元与控制单元通信连接并根据控制单元的指令发出报警信息；
控制单元内预设有最高浓度值Cmax；
当Cj≥Cmax时，控制单元向报警单元发出指令；
其中，1≤j≤n。
优选地，还包括显示单元，显示单元与控制单元通信连接并用于显示控制单元发送的信息；
控制单元通过采集单元获取通风柜内部气体浓度C1、C2……Cn，并将C1、C2……Cn发送至显示单元。
优选地，采集单元包括多个采集模块，任一个采集模块至少包括一个气体浓度检测仪。
本发明通过实时采集通风柜内的气体浓度来判断通风柜内部是否需要进行通风，且当通风柜内部需要进行通风时根据通风柜内的气体浓度值选择通风策略，以实现对通风柜内部进行通风的针对性。具体地：分别在相同间隔的时间点采集通风柜内部气体浓度，再将最近一次的检测值与上一次的检测值进行比较，根据两次检测值的比较结果来判断在预设时间内通风柜内部气体浓度的变化情况，并根据气体浓度的变化情况来选择通风策略，如此，可根据通风柜内部气体的实际变化情况选择针对性的通风策略，保证通风效果的同时避免资源的浪费。当气体浓度降低至一定值时，表明此时通风柜内没有继续产生有害气体，即实验操作已停止或暂停，此时出于节能考虑，则不对通风柜采用通风操作；当气体浓度上升值较低时，表明预设时间内气体浓度的值较小，此时采用较小力度的通风力度即可，即采用相对设置的两个通风模块对通风柜内部进行通风，实现通风柜内部气体的循环流动，加速通风柜内部气体的排出速度，且在当上述两个通风模块工作预设时间后切换另两个通风模块进行工作，使通风柜内部气体实现另一个方向上的循环流动，不仅可全面使通风柜内部气体进行流动，而且四个通风模块交替工作可避免单个通风模块持续工作容易造成损害的情况发生，延长四个通风模块的寿命以节约更换成本；当气体浓度上升幅度较大时，表明在预设时间内通风柜内部气体浓度上升较快，即在预设时间内产生了大量的气体，此时为避免产生的气体堆积在通风柜内部，应该加大通风力度，则启动四个通风模块同时对通风柜内部进行通风，通过使通风柜内部气体在水平方向上全方位流动来带动通风柜内部气体的流通速度，加快通风柜内部气体与通风柜外部气体的交换速度，以在短时间内降低通风柜内部气体浓度，将通风柜内环境调整至健康状态。
进一步地，当采取通风策略时，为检测当前通风策略的通风效果，则在预设时间后再次采集通风柜内部气体浓度并对其进行分析，当通风柜内部气体浓度降低效果不佳时加大通风模块的排风等级以提高对通风柜的通风效果，充分保证通风效率。
附图说明
图1为一种实验室用通风柜智能化控制系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种实验室用通风柜智能化控制系统。
参照图1，本发明提出的实验室用通风柜智能化控制系统，包括：
检测单元，用于检测实验操作区域有无人员；
采集单元，用于在在检测单元检测到实验操作区域有人员时开始每隔t时间采集一次通风柜内部气体浓度，记为C1、C2……Cn；采集单元包括多个采集模块，任一个采集模块至少包括一个气体浓度检测仪，则任一个采集模块的采集值为该模块内所有气体浓度检测仪的检测值的平均值，采集单元的采集值为所有采集模块检测值的平均值；通过采用多个气体浓度检测仪对通风柜内部气体浓度进行采集提高了对通风柜内部气体浓度进行采集的准确性，为控制单元分析通风柜内部气体浓度提供准确的参考依据，进而有利于控制单元根据通风柜内部气体浓度值为通风柜选择合适的通风策略。
通风单元，用于对通风柜内部进行通风；
计时单元，与控制单元通信连接，控制单元通过计时单元获取时间信息；
控制单元，与检测单元、采集单元、通风单元通信连接；
控制单元通过采集单元获取通风柜内部气体浓度C1、C2……Cn，并根据C1、C2……Cn的大小以及时间信息指令控制通风单元动作。
具体地：通风单元包括第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块；第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块分别设于通风柜内部四个侧壁上，且第一通风模块与第二通风模块设于通风柜内部两个相连的侧壁上，第一通风模块与第三通风模块设于通风柜内部两个相对的侧壁上；
控制单元内预设有第一时间值t1、第二时间值t2；
当Ci+1≤aCi时，表明通风柜内部气体浓度比上一次测得的气体浓度降低了很多，即可能为实验操作已结束，为避免能源的浪费，控制单元指令控制通风单元动作，在t1时间后将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为关闭状态，使各通风模块再工作t1时间，将通风柜内部气体排除干净，保持通风柜内部环境的健康；
当Ci<Ci+1<bCi时，表明通风柜内气体浓度在预设时间内有所上升，此时为避免通风柜内气体浓度持续升高造成过多的气体堆积在通风柜内部，需要对通风柜采取通风策略以降低通风柜内部气体浓度，此时控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块和第三通风模块调整为开启状态，利用第一通风模块和第三通风模块实现水平方向上的气体对流，以带动通风柜内部气体的流动速度，且在t1时间后将第一通风模块和第三通风模块调整为关闭状态、将第二通风模块和第四通风模块调整为开启状态，使得第一通风模块和第三通风模块、第二通风模块和第四通风模块交替工作，不仅可全方位实现通风柜内部气体在水平方向上的循环对流，而且避免了各通风模块持续工作造成易损坏的情况，节约了各通风模块的节约成本；
当Ci+1≥cCi时，表明通风柜内部气体浓度在t时间内上升过快，此时通风柜内堆积了大量的气体，为快速将通风柜内部气体排出，减少气体对实验操作人员的危害，控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为开启状态，利用四个通风模块同时工作以带动通风柜内部气体全方位的进行流动，以加速通风柜内部气体的循环流动，在较短时间内将通风柜内部气体排出，保持通风柜内的健康环境；
其中，0<a<1，1<b<c，1≤i≤n-1。
进一步，为检测所选通风策略的通风效果，控制单元在所选通风策略工作时再次检测通风柜内部气体浓度，并将检测的气体浓度与之前的气体浓度进行比较，再根据比较结果为各通风模块选择排风等级，具体地：
控制单元内预设有第三时间值t3、第四时间值t4、第五时间值t5；
第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均设有第一排风等级和第二排风等级；
当Ci<Ci+1<bCi时，控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块和第三通风模块调整为开启状态且为第一通风模块和第三通风模块选择第一排风等级，并进一步分析t3时间后的Ci+1'，若Ci+1'≥dCi+1，表明第一通风模块和第三通风模块在工作t3时间，通风柜内的气体浓度降低效果不明显，此时为保证通风效果，将第一通风模块和第三通风模块调整为开启状态且为第一通风模块和第三通风模块选择第二排风等级，通过提高第一通风模块和第三通风模块的排风等级来加大第一通风模块和第三通风模块的排风力度，以提高第一通风模块和第三通风模块的通风效果，且在t2时间后将第一通风模块和第三通风模块调整为关闭状态、将第二通风模块和第四通风模块调整为开启状态且为第二通风模块和第四通风模块选择第一排风等级，并进一步分析t4时间后的Ci+1”，若Ci+1”≥dCi+1'，表明第二通风模块和第四通风模块在工作t4时间后通风效果不明显，此时为提高第二通风模块和第四通风模块的通风效果，将第二通风模块和第四通风模块调整为开启状态且为第二通风模块和第四通风模块选择第二排风等级，通过加大第二通风模块和第四通风模块的排风等级来加大第二通风模块和第四通风模块的排风力度，以期在较短时间内将排风柜内部气体浓度调整至合适范围；
当Ci+1≥cCi时，表明此时排风柜内部气体浓度上升速度较快，则排风柜内堆积有大量气体，为避免排风柜内部气体量持续升高，控制单元指令控制通风单元动作，将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为开启状态且为第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块选择第一排风等级，并进一步分析t5时间后的Ci+1”'，若Ci+1”'≥dCi+1，表明第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块工作t5时间后，通风柜内气体浓度仍然较高，此时将第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块均调整为开启状态且为第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块选择第二排风等级，通过为第一通风模块、第二通风模块、第三通风模块、第四通风模块选择较大的排风等级来加大对通风柜内部进行通风的力度，进一步加快通风柜内部气体的排出速度；
当选择第一排风等级时，第一通风模块和/或第二通风模块和/或第三通风模块和/或第四通风模块的工作功率保持为P1，当选择第二排风等级时，第一通风模块和/或第二通风模块和/或第三通风模块和/或第四通风模块的工作功率保持为P2；
其中，P1<P2。
本实施方式，还包括报警单元、显示单元；
报警单元与控制单元通信连接并根据控制单元的指令发出报警信息；
控制单元内预设有最高浓度值Cmax；
当Cj≥Cmax时，控制单元向报警单元发出指令，报警单元即根据控制单元的指令发出报警信息，以提醒相关工作人员注意到通风柜内部气体浓度较高的情况，方便相关工作人员及时采取应对措施，防止相关工作人员在不知情的情况下对健康造成影响；
其中，1≤j≤n。
显示单元与控制单元通信连接并用于显示控制单元发送的信息；
控制单元通过采集单元获取通风柜内部气体浓度C1、C2……Cn，并将C1、C2……Cn发送至显示单元，方便相关工作人员及时观看到通风柜内部实际气体浓度值。
通过实时采集通风柜内的气体浓度来判断通风柜内部是否需要进行通风，且当通风柜内部需要进行通风时根据通风柜内的气体浓度值选择通风策略，以实现对通风柜内部进行通风的针对性。具体地：分别在相同间隔的时间点采集通风柜内部气体浓度，再将最近一次的检测值与上一次的检测值进行比较，根据两次检测值的比较结果来判断在预设时间内通风柜内部气体浓度的变化情况，并根据气体浓度的变化情况来选择通风策略，如此，可根据通风柜内部气体的实际变化情况选择针对性的通风策略，保证通风效果的同时避免资源的浪费。当气体浓度降低至一定值时，表明此时通风柜内没有继续产生有害气体，即实验操作已停止或暂停，此时出于节能考虑，则不对通风柜采用通风操作；当气体浓度上升值较低时，表明预设时间内气体浓度的值较小，此时采用较小力度的通风力度即可，即采用相对设置的两个通风模块对通风柜内部进行通风，实现通风柜内部气体的循环流动，加速通风柜内部气体的排出速度，且在当上述两个通风模块工作预设时间后切换另两个通风模块进行工作，使通风柜内部气体实现另一个方向上的循环流动，不仅可全面使通风柜内部气体进行流动，而且四个通风模块交替工作可避免单个通风模块持续工作容易造成损害的情况发生，延长四个通风模块的寿命以节约更换成本；当气体浓度上升幅度较大时，表明在预设时间内通风柜内部气体浓度上升较快，即在预设时间内产生了大量的气体，此时为避免产生的气体堆积在通风柜内部，应该加大通风力度，则启动四个通风模块同时对通风柜内部进行通风，通过使通风柜内部气体在水平方向上全方位流动来带动通风柜内部气体的流通速度，加快通风柜内部气体与通风柜外部气体的交换速度，以在短时间内降低通风柜内部气体浓度，将通风柜内环境调整至健康状态。
进一步地，当采取通风策略时，为检测当前通风策略的通风效果，则在预设时间后再次采集通风柜内部气体浓度并对其进行分析，当通风柜内部气体浓度降低效果不佳时加大通风模块的排风等级以提高对通风柜的通风效果，充分保证通风效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。