一种通风柜自适应控制系统及方法与流程

本发明属于通风柜，尤其涉及一种通风柜自适应控制系统及方法。

背景技术：

1、通风柜是一种用于实验室和工业环境的安全设备，可以保护操作人员免受有害气体、化学品和微生物污染物的影响；通风柜通过提供负压环境，并使用风扇等通风装置将空气从工作区域排出，从而有效地防止有害物质逸出。

2、中国专利cn114273372b提供一种智能通风柜的控制系统，包括检测模块，用于检测实验操作区域有无人员；采集模块，用于在实验操作区域有人员时，启动通风柜内部测温，并基于预设时间进行间隔采集，确定通风柜内温；控制模块，用于判断通风柜内温是否大于最大温度阈值；其中，当通风柜内温大于最大温度阈值时，调节通风柜的通风阀进行降温。本发明有益效果是：通过检测到检测区域具有人员的时候，通过控制通风阀的开启状况进而根据实时温度，调节通风阀，进而实现风力调节，有效降低通风柜的温度。

3、该发明对实验区域进行检测，避免非实验人员出现时发生通风系统误操的情况，同时会根据实时温度进行通风。上述发明虽然可以检测实时温度并调节通风，但是没有对通风柜进行生物检测，如细菌和微生物等，无法做到预防细菌污染；并且同样没有对通风柜进行气体检测，无法做到及时预防有害气体；同时现有的通风柜也不具备噪音和干扰检测，无法有效地保障操作人员处于舒适安静的操作环境中。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种通风柜自适应控制系统及方法，通过检测通风柜的内部环境和外部环境，从而有效地抑制柜内细菌病毒的产生和扩散、防止高温高湿带来的通风不畅和设备性能受损、防止有害气体浓度过高损害人员健康以及预防柜内低气压导致的空气流通受阻，从而提高污染物和有害气体处理的及时性；针对不同影响因素进行检测和通风控制，并定期对通风柜内设备进行自检和维护，保证通风柜的性能不受影响。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种通风柜自适应控制系统，包括主控模块、内部环境检测模块、外部环境检测模块、通风控制模块和自检运维模块；

4、所述主控模块和所述通风控制模块分别与所述内部环境检测模块和所述外部环境检测模块通信连接；所述自检运维模块与所述通风控制模块通信连接；

5、所述主控模块，用于生成控制指令并控制所述内部环境检测模块和所述外部环境检测模块进行环境检测；

6、所述内部环境检测模块，用于根据所述控制指令检测通风柜的内部环境，生成内部检测结果；

7、所述外部环境检测模块，用于根据所述控制指令检测所述通风柜的外部环境，生成外部检测结果；

8、所述通风控制模块，用于根据所述内部检测结果和/或所述外部检测结果控制所述通风柜进行通风；

9、所述自检运维模块，用于定期对所述通风柜进行自检和维护；

10、其中，所述控制指令包括内部检测指令和外部检测指令。

11、优选的，所述内部环境检测模块包括依次通信连接的内部检测单元、内部采集单元和内部分析单元；

12、所述内部检测单元，用于根据所述内部检测指令检测所述内部环境，获取内部检测因子；

13、所述内部采集单元，用于根据所述内部检测因子采集所述通风柜的内部环境数据；

14、所述内部分析单元，用于对所述内部环境数据进行分析，生成所述内部检测结果；

15、其中，所述内部检测因子包括微生物、温度、湿度、气体和气压。

16、优选的，若所述内部检测因子为微生物，则对所述微生物的分析包括如下步骤：

17、设定所述通风柜内微生物的含量阈值；

18、采用空气采样的方法收集空气中的微生物颗粒物；

19、将所述微生物颗粒物作为样本并采用分析方法进行分析，确定微生物含量；

20、将所述微生物含量与所述含量阈值进行比较，获得分析结果；

21、其中，所述分析方法包括培养计数方法、分子生物学方法和蛋白质检测方法中的一种或多种；

22、其中，所述空气采样的方法包括多点采样、定时采样和平行采样中的一种或多种。

23、优选的，若所述内部检测因子为所述温度和所述湿度，则对所述温度和所述湿度进行检测和分析，所述检测和分析采用温湿度传感器、数据记录器和红外热像仪中的一种或多种。

24、优选的，若所述内部检测因子为所述气体，则对所述气体的检测包括气体传感器和气体色谱仪；所述气体色谱仪用于对所述通风柜中的气体成分进行分析，获取有害气体；所述气体传感器用于实时监测有害气体浓度。

25、优选的，若所述内部检测因子为所述气压，则对所述气压的检测包括压力传感器和压差传感器；所述压力传感器用于监测所述通风柜的内部气压；所述压差传感器用于测量所述通风柜内部和外部的气压差。

26、优选的，所述外部环境检测模块包括依次通信连接的外部采集单元、外部检测单元和外部分析单元；

27、所述外部检测单元，用于根据所述外部检测指令检测所述外部环境，获取外部检测因子；

28、所述外部采集单元，用于根据所述外部检测因子采集所述通风柜的外部环境数据；

29、所述外部分析单元，用于对所述外部环境数据进行分析，生成所述外部检测结果；

30、其中，所述外部检测因子包括空气流速和声音分贝；

31、所述外部检测单元包括通信连接的声音分贝检测单元和空气流速检测单元；

32、所述声音检测单元，用于获取所述通风柜运行时的声音分贝并判断其是否为噪声；

33、所述空气流速检测单元，用于检测所述通风柜的外部空气流速。

34、优选的，所述通风控制模块包括内部控制单元和外部控制单元；

35、所述内部控制单元，用于根据所述内部检测结果对所述通风柜的内部环境进行通风处理；

36、所述外部控制单元，用于根据所述外部检测结果对所述通风柜的外部环境进行通风处理。

37、优选的，所述自检运维模块包括环境自检单元、设备自检单元和清洁维护单元；所述清洁维护单元分别与所述环境自检单元和所述设备自检单元通信连接；

38、所述环境自检单元，用于定期对所述通风柜的内部环境和外部环境进行自检，生成环境自检报告；

39、所述设备自检单元，用于定期对所述通风柜的运行设备进行自检，生成设备自检报告；

40、所述清洁维护单元，用于根据所述环境自检报告和所述设备自检报告进行清洁和维护。

41、第二方面，本技术实施例提供了一种通风柜自适应控制方法，包括如下步骤：

42、s1，通风柜通过主控模块生成控制指令；所述控制指令包括内部检测指令和外部检测指令；

43、s2，根据所述内部检测指令对所述通风柜的内部环境进行检测，生成内部检测结果；

44、s3，根据所述外部检测指令对所述通风柜的外部环境进行检测，生成外部检测结果；

45、s4，根据所述内部检测结果和/或所述外部检测结果控制所述通风柜进行通风；

46、s5，定期对所述通风柜进行自检和维护；

47、其中，在所述步骤s2中，根据所述内部检测指令检测所述内部环境，获取内部检测因子；

48、所述内部检测因子包括微生物、温度、湿度、气体和气压；

49、在所述步骤s3中，根据所述外部检测指令检测所述外部环境，获取外部检测因子；

50、所述外部检测因子包括空气流速和声音分贝。

51、本发明的有益效果为：

52、(1)本发明通过检测通风柜的内部环境和外部环境，从而有效的抑制柜内细菌病毒的产生和扩散、防止高温高湿带来的通风不畅和设备性能受损、防止有害气体浓度过高损害人员健康以及预防柜内低气压导致的空气流通受阻，从而提高污染物和有害气体处理的及时性；针对不同影响因素进行检测和通风控制，并定期对通风柜内设备进行自检和维护，保证通风柜的性能不受影响。

53、(2)本发明通过主控模块生成控制指令，从而分别控制内部环境检测模块和外部环境检测模块对通风柜的内部环境和外部环境检测，再根据上述两个模块检测的结果通过通风控制模块进行通风控制，避免因柜内环境和/或柜外环境影响通风柜的通风性能，进而保证操作人员的安全以及柜内环境的适宜。

54、(3)在本发明的内部环境检测模块中，通过检测通风柜内微生物的含量，预防细菌病毒含量过高引起的微生物污染；通过检测柜内温湿度来预防高温高湿导致的通风柜性能受影响等问题，进而避免引起操作人员的身体不适；通过检测柜内有害气体及其含量，避免高浓度有害气体污染柜内环境进而危害操作人员健康；通过检测柜内气压，有效防止因气压过低导致的有害物质的泄漏和传播，以及防止因气流扰动、排风不畅等问题而影响通风效果和工作区域的安全性。

55、(4)在本发明的外部环境检测模块中，还对柜外环境的空气流速进行检测，避免因空气流速过低而引起的生物污染过度扩散，影响通风柜的防护效果和过滤效率；还通过对声音分贝进行检测，划分出噪声并及时进行防护和处理，从而防止因噪音和干扰导致操作人员无法处于舒适安静的操作环境中。

56、(5)在本发明的通风控制模块中，根据内部环境检测和/或外部环境检测的检测结果对通风柜进行通风，又因为通风柜的内部和外部环境具有多种影响因素，因此该通风控制模块可以根据检测结果选择性的进行通风控制，若同时检测到多个影响因素同时存在，则该模块会对柜内环境和柜外环境均进行通风控制，从而保证通风控制的多选择性和有效性，进而保障通风的及时性和高效率。

57、(6)在本发明的自检运维模块中，会定期对通风柜进行自检，包括但不限于对通风柜的内部外部环境、运行设备以及通风效果的自检，该模块通过定期自检以及及时的清洁维护，防止通风柜的通风设备因老旧、受损等原因导致设备性能和通风效率降低，从而进一步提高了通风柜的通风效率。

58、(7)本发明在内部环境检测中针对不同的影响因素，如微生物、温度、湿度、气体和气压等采用不同的检测方法和手段，使得内部环境的检测结果更加具有准确性和可靠性，进而使得通风控制模块的更加迅速和及时，从而提高了通风的效率。