实验室通风控制系统的制作方法

本实用新型涉及室内通风技术领域，特别是涉及实验室通风控制系统。

背景技术：

实验室通风系统是整个实验室设计和建设过程中，规模最大、影响最广泛的系统之一。通风系统的完善与否，直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。

为了防止实验室工作人员吸入一些物理化学生物试验中产生的有毒的、易燃性的或致病性的蒸汽、气体和微粒，实验室通风系统必须能处理一些应急状况。通风柜是通风系统的必备装置之一，所述通风柜是具有一定容器空间、相对封闭的柜体，在柜体前方设置有可移动的柜门，柜体内设置有操作平台，从而可以让实验人员打开柜门后利用该平台从事各种物理化学生物试验。

通风柜的性能好环，主要取决于通过通风柜的空气移动速度和通风柜其它部位的密封效果。为了保证实验人员的安全及防止对周围环境的污染，通常规定，通风柜内空气流通速度不应低于(0.5±0.1)m/s。而现有的通风系统要么不具有风量控制功能，只要系统中有一台通风柜开启使用，排风电机就满负荷运转，不利于节能减排；要么就是在通风柜门框下部安装风速传感器，通过监测通风柜空气移动的速度调节风机运转。这样虽然可以起到一定的节能作用，但是由于监测参数单一，不能精确控制通风柜排风风量。而且现有的通风系统大多都不具备通信功能，实验室管理人员不能随时随地的了解通风系统状态，遇到紧急状况无法对通风系统进行远程控制。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供实验室通风控制系统，包括嵌入式计算装置以及通过数据线与其相连接的室内温湿度传感器、氧气浓度检测仪、可燃气体浓度检测仪、有害气体浓度检测仪、粉尘浓度检测仪、管道风机、静电除尘装置、异味吸附装置、管道加湿装置、显示装置、超限报警装置和网络接口模块；所述嵌入式计算装置当检测到室内的氧气浓度、可燃气体浓度、有害气体浓度以及粉尘浓度超过预设门限后，使超限报警装置发出声光报警，同时向智能移动终端和控制主机推送报警信息；控制主机在报警超过特定时间无动作后，自动驱动门禁系统、消防系统、供电控制装置、以及、应急终止装置执行所需动作，以达到精确控制通风系统节能、在浓度超限报警后自动执行应急措施的技术目的。

为此，本实用新型所采用的技术方案是：实验室通风控制系统，包括嵌入式计算装置，以及通过数据线与其分别相连接的室内温湿度传感器、氧气浓度检测仪、可燃气体浓度检测仪、有害气体浓度检测仪、粉尘浓度检测仪、管道风机、静电除尘装置、异味吸附装置、管道加湿装置、显示装置、超限报警装置和网络接口模块，其中：所述网络接口模块与外部的控制主机以及智能移动终端相连接，所述控制主机与门禁系统、应急终止装置、供电控制装置以及消防系统相连接。

进一步地，所述有害气体浓度检测仪包括微处理器、气体吸入装置、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、氮氧化物传感器、硫氧化物传感器、氯气传感器、氨气传感器、总线接口模块以及无线网络模块；所述微处理器以数据线分别与二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、氮氧化物传感器、硫氧化物传感器、氯气传感器、氨气传感器、总线接口模块以及无线网络模块相连接，所述气体吸入装置与二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、氮氧化物传感器、硫氧化物传感器、氯气传感器以及氨气传感器具有管道连接。

进一步地，所述微处理器为ARM电路结构，所述有害气体浓度检测仪的总线接口模块为RS232、CAN总线和以太网总线的任意一种，所述无线网络模块为GPRS、3G、4G以及无线物联网模块中的任意一种。

进一步地，所述可燃气体浓度检测仪检测一氧化碳、氢气、甲烷、乙炔及其他碳氢化合物的浓度，并且将检测结果通过数据总线传送到嵌入式计算装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

首先，本实用新型通过检测室内温湿度、氧气浓度、可燃气体浓度、有害气体浓度以及粉尘浓度，并且连接外部的智能移动终端和控制主机、消防系统、门禁系统、应急终止装置和供电控制装置，使得所设计的实验室通风控制系统在手机端和远程端监控实验室实时状态，实时接收浓度超限报警，具有智能和自动化的技术特点。

其次，本实用新型所述实验室通风控制系统在发生浓度超限报警后，约定特定时间的人工反应时间，并在无人工处置措施的情况下自动采取加大风机风量、打开或关闭特定门禁、运行消防喷淋、使供电控制装置断电和启动应急照明、终止实验进程等措施，从而确保在紧急情况下最短时间内采取正确的应对措施保护人身财产安全。

附图说明

图1为实验室通风控制系统的组成结构示意图；

图2为实验室通风控制系统的有害气体浓度检测仪的组成结构示意图；

图3为实验室通风控制系统的执行流程图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

本实用新型所述的实验室通风控制系统，其组成结构如图1的100所示，包括嵌入式计算装置101以及通过数据线与其相连接的室内温湿度传感器103、氧气浓度检测仪104、可燃气体浓度检测仪105、有害气体浓度检测仪106、粉尘浓度检测仪107、管道风机108、静电除尘装置113、异味吸附装置112、管道加湿装置111、显示装置110、超限报警装置109和网络接口模块102；所述用于连接的数据线为RS232串口线、CAN总线或以太网数据线；所述网络接口模块102同时具有有线数据网络功能和无线网络功能；所述网络接口模块102通过网络，与外部的控制主机300以及智能移动终端200相连接；所述控制主机300通过有线数据网络，与门禁系统400、应急终止装置600、供电控制装置700以及消防系统500相连接。

具体地说，所述嵌入式计算装置101当检测到室内的氧气浓度、可燃气体浓度、有害气体浓度以及粉尘浓度超过预设门限后，使超限报警装置109发出声光报警，同时通过网络接口模块102向外部的智能移动终端200和控制主机300推送报警信息；控制主机101在报警超过特定时间无人工处置动作后，自动驱动特定的门禁系统400打开或关闭，使消防系统500喷淋灭火及降低有毒易燃气体浓度，驱动供电控制装置700断电拉闸及启动照明，以及使应急终止装置600立即终止实验进程。

此外，所述管道风机108具有本质安全型防爆特性，并且可通过程序控制风速和风量。本实用新型通过检测室内温湿度、氧气浓度、可燃气体浓度、有害气体浓度以及粉尘浓度，并且连接外部的智能移动终端和控制主机、消防系统、门禁系统、应急终止装置和供电控制装置，使得所设计的实验室通风控制系统在手机端和远程端监控实验室实时状态，实时接收浓度超限报警，具有智能和自动化的技术特点。

所述有害气体浓度检测仪的组成结构如图2所示，包括微处理器1061、气体吸入装置114、二氧化碳传感器1064、一氧化碳传感器1065、氮氧化物传感器1066、硫氧化物传感器1067、氯气传感器1068、氨气传感器1069、总线接口模块1062以及无线网络模块1063。所述微处理器1061以数据线与二氧化碳传感器1064、一氧化碳传感器1065、氮氧化物传感器1066、硫氧化物传感器1067、氯气传感器1068、氨气传感器1069、总线接口模块1062以及无线网络模块1063相连接，所述气体吸入装置与二氧化碳传感器1064、一氧化碳传感器1065、氮氧化物传感器1066、硫氧化物传感器1067、氯气传感器1068以及氨气传感器1069具有管道连接。其总线接口模块1062以及无线网络模块1063用于将有害气体浓度的检测数据上传到通风控制系统的嵌入式计算装置。所述微处理器为ARM电路结构，所述有害气体浓度检测仪的总线接口模块为RS232、CAN总线和以太网总线的任意一种，所述无线网络模块为GPRS、3G、4G以及无线物联网模块中的任意一种。

在一种更优的实施例中，所述可燃气体浓度检测仪检测一氧化碳、氢气、甲烷、乙炔及其他碳氢化合物的浓度，并且将检测结果通过数据总线传送到嵌入式计算装置。

在一种更优的实施例中，所述异味吸附装置基于活性炭吸附、合成树脂吸附和沸石分子筛吸附的技术实现。

在上述的实验室通风控制系统中，所执行的流程如图3所示，主要包括如下步骤：

S100、以初始风速启动管道风机；

S200、检测室内温湿度、氧气浓度、可燃气体浓度、有害气体浓度和粉尘浓度；

S300,自动判断冷热模式；

S301检测是否温度太高，如果温度高，则执行：

S302、使管道风机以制冷模式运行；

S303、检测是否温度太低，如果温度低，则执行：

S304、使管道风机以制热模式运行；

S400, 自动判断湿度模式；

S401、检测是否湿度太大，如果湿度大，则执行：

S402、使管道风机以除湿模式运行；

S403、检测是否湿度太小，如果湿度小，则执行：

S404、启动管道加湿装置；

S500、检测是否室内氧气浓度太低，如果氧气浓度低，则执行：

S501、使管道风机加大送风量；

S600、检测可燃气体与有害气体浓度超限，如果超限，则执行：

S601、启动超限报警装置发出声光报警，然后进入S700；

S602、等待超过设定时间未采取行动，如果超过设定时间仍未采取行动，则进行步骤S700；

S603、通过网络接口模块，输出报警信息到智能移动终端和控制主机，然后进入S700；

S700、关联门禁系统、应急实验控制装置统、供电控制装置和消防系统动作；

S800、判断粉尘浓度超限，如果超限，则执行：

S801、使管道风机加大送风量；

S802、启动静电除尘装置。

本实用新型所述实验室通风控制系统在发生浓度超限报警后，可在约定的时间内人工采取措施，并在无人工处置措施的情况下自动采取加大风机风量、打开或关闭特定门禁、运行消防喷淋、使供电控制装置断电和启动应急照明、终止实验进程等措施，从而确保在紧急情况下最短时间内采取正确的应对措施保护人身财产安全。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。