一种通风柜风量控制电路及其控制方法与流程

本发明涉及通风柜，特别涉及一种通风柜风量控制电路及其控制方法。

背景技术：

1、高端实验室的通风安全一直是一项非常重要的技术，而通风柜是通风系统的必备装置之一，通风柜是一种具有一定容腔空间的相对封闭的柜体，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试验。

2、因而，如何实现对通风柜风量的实时控制，从而保障实验室的试验安全和人员安全，是目前亟需解决的问题。

3、如中国专利文献公开的一种通风柜变风量控制方法和装置，其公开号cn115971194a，公开了一种通风柜变风量控制方法，其特征在于，包括：获取通风柜的面风速；响应于确定所述面风速不符合预设要求，基于所述通风柜视窗位移传感器的开度和设定面风速值，计算出当前通风柜所需要的排风量值；基于所述排风量值，对变风量蝶阀的风量进行控制。

4、该专利文献公开的技术缺乏实时性，没有利用压差传感器得到当前实时风量，缺少一定精确性容易导致控制过程出现错误。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提高通风柜风量控制的精度和实时性，利用控制电路精确的控制拉门的高度以及阀门的角度，通过电路计算实时风量，提高控制的准确性。为解决上述问题实现上述目的，本发明提供一种通风柜风量控制电路及其控制方法，通过mcu芯片控制通风柜电路的运行，通过拉门控制电路精确控制拉门的高度，通过阀门控制电路，控制阀门角度。

2、为实现上述目的，根据发明实施的一个方面，提供了一种通风柜风量控制电路。

3、一种通风柜风量控制电路，包括mcu芯片，mcu芯片控制其他电路的运行；风机控制电路，风机控制电路控制灌流风机的运行功率；拉门控制电路，拉门控制电路控制拉门高度；压差传感器电路，压差传感器电路读取压力差数据；阀门控制电路，阀门控制电路控制阀门角度；通讯电路，通讯电路采用485通讯协议负责mcu芯片和其他电路的电路信号传递。

4、本发明以mcu芯片为核心控制其他电路的工作，利用不同的电路控制通风柜和风量相关的部件比如拉门和阀门，通过通讯电路传递各种电路信号，用风机控制电路控制灌流风机的功率大小以此来调节风量大小。

5、作为优选，mcu芯片的片选信号引脚连接闪存芯片的片选信号引脚；mcu芯片的时钟信号引脚连接闪存芯片的时钟信号引脚；mcu芯片的主设备输入从设备输出引脚和闪存芯片的主设备输入从设备输出引脚连接；mcu芯片的主设备输出从设备输入引脚和闪存芯片的主设备输出从设备输入引脚连接。mcu芯片共设有64个引脚其中引脚33是闪存片选信号引脚，引脚34是闪存时钟信号引脚，引脚35是主设备输入从设备输出引脚，引脚36是主设备输出从设备输入引脚，mcu芯片上的这四个引脚负责和闪存芯片连接实现闪存的功能。

6、作为优选，拉门控制电路包括第一拉门传感器电路，第二拉门传感器电路，第三拉门传感器电路和位移电路；第一拉门传感器电路，第二拉门传感器电路，第三拉门传感器电路通过接线端子tb7并联；位移电路包括接线端子tb6，接线端子tb6的连接引脚2和运算放大器u5.2的同相输入端串联；运算放大器 u5.2的反相输入端和运算放大器u5.2的输出端连接；运算放大器u5.2的输出端依次串联电阻r133和mcu芯片的拉门推杆引脚。接线端子tb6的连接引脚1接地，接线端子tb6的连接引脚3接电源vdda，其中电源vdda是由电压精准芯片u8产生。是由一个正5伏电源串联一个22欧姆的电阻r101至电压精准芯片u8的输入引脚，电压精准芯片u8的接地引脚接地，电压精准芯片u8的输出引脚输出电源vdda，电阻r101和电压精准芯片u8的输入引脚的连线上还连接有一个接地的电容c17，电压精准芯片u8的输出引脚输出电源vdda的连线上连接有一个接地的电容c16。接线端子tb6的连接引脚2和运算放大器 u5.2的正相输入端的接线上还连接有一个接电源vdda的电阻r50。电阻r133和mcu芯片的拉门推杆引脚的接线上并联有接地的电容c55，接地的二极管d37，接正3.3v电压的二极管d38。

7、作为优选，第一拉门传感器电路包括运算放大器u7.2，运算放大器u7.2的同相输入端和接线端子tb7的连接引脚6串联；运算放大器u7.2的反相输入端和运算放大器u7.2的输出端串联；运算放大器u7.2的输出端依次串联电阻r58和mcu芯片的第一拉门感应引脚。电阻r58和mcu芯片的第一拉门感应引脚的接线上并联有接地的电容c28，接地的二极管d16，接正3.3v电压的二极管d14。

8、作为优选，第二拉门传感器电路包括运算放大器u7.1，运算放大器u7.1的同相输入端和接线端子tb7的连接引脚4串联；运算放大器u7.1的反相输入端和运算放大器u7.1的输出端串联；运算放大器u7.1的输出端依次串联电阻r73和mcu芯片的第二拉门感应引脚。

9、电阻r73和mcu芯片的第二拉门感应引脚的接线上并联有接地的电容c33，接地的二极管d19，接正3.3v电压的二极管d18。

10、作为优选，第三拉门传感器电路包括运算放大器u5.1，运算放大器u5.1的同相输入端和接线端子tb7的连接引脚2串联；运算放大器u5.1的反相输入端和运算放大器u5.1的输出端串联；运算放大器u5.1的输出端依次串联电阻r49和mcu芯片的第三拉门感应引脚。电阻r49和mcu芯片的第三拉门感应引脚的接线上并联有接地的电容c24，接地的二极管d22，接正3.3v电压的二极管d20。

11、作为优选，风机控制电路包括接线端子tb4，接线端子tb4的连接引脚1依次串联电阻r27，发光二极管led15和场效应管q12的漏极；场效应管q12的漏极和场效应管q15漏极以及二极管d12的一端连接在一起；二极管d12的另一端和接线端子tb4的连接引脚1串联在一起；场效应管q12的栅极依次串联电阻r21和mcu芯片的24v电压开关引脚；mcu芯片的24v电压开关引脚依次串联电阻r35和场效应管q15的栅极。接线端子tb4的连接引脚1连接有正24v的电压，电阻r27一端接发光二极管led15另一端连接正24v的电压，二极管d12一端连接场效应管q12的漏极，另一端连接正24v的电压。

12、作为优选，压差传感器电路包括接线端子h2，接线端子h2的连接引脚3连接压差传感器u3的第二输入引脚；接线端子h2的连接引脚2连接压差传感器u3的第一输入引脚，接线端子h2的连接引脚4连接压差传感器u3的供电引脚；接线端子h2的连接引脚3还连接场效应管q4的漏极，场效应管q4的源极连接mcu芯片的时钟引脚。压差传感器u3的接地引脚接地，压差传感器u3的供电引脚连接相互并联的电容c6和电容c5的一端，电容c6和电容c5的另一端接地。接线端子h2的连接引脚1接地，接线端子h2的连接引脚4串联有连接电源v1的电阻r7，其中电源v1为5v，接线端子h2的连接引脚2还连接电阻r10的一端以及场效应管q3的漏极，电阻r10的另一端接电源v1，场效应管q3的栅极接正3.3v的电压和电阻r17的一端，电阻r17的另一端接场效应管q3的源极和mcu芯片的双向数据引脚。接线端子h2的连接引脚3还连接电阻r11的一端，电阻r11的另一端连接电源v1，场效应管q4栅极连接正3.3v的电压和电阻r16的一端，电阻r16的另一端连接场效应管q4的源极和mcu芯片的时钟引脚。

13、一种通风柜风量控制方法包括如下步骤

14、s1：获取所需通风量，获取所需通风量具体包括设定面风速，计算拉门高度，计算通风面积；s2：得到风量误差信号，得到风量误差信号具体包括读取压差传感器，得到当前实时风量； s3 控制阀门角度。通过读取压差传感器的数据，分析实时风量。得到风量误差信号后控制阀门角度，因为阀门角度的改变，压差传感器数值也发生改变，又读取压差传感器的数值，得到当前实时风量，得到风量误差信号形成一个反馈循环。步骤s2和步骤s3之间形成一个循环。

15、本发明的有益效果是通过电路的控制使得通风柜有了更精确的流量控制，以及更快的响应时间，控制过程更智能化使得设备具有更长的使用寿命，阀门的响应时间和稳定时间更短，风量控制精度更高。