一种智能实验通风柜制造技术

本发明专利技术涉及一种智能实验通风柜，包括柜体，所述的柜体顶部设有通风口(18)，柜体侧面设有可上下升降的视窗(12)，所述的通风口(18)设有控制其开度的碟阀，所述的柜体内设有测量柜体内面风速的面风速传感器(138)，所述的视窗(12)处设有监测视窗(12)位置的拉线位移传感器(137)，所述的视窗(12)、面风速传感器(138)、拉线位移传感器(137)均和蝶阀(133)均连接至一处理器(13)；实验通风柜工作时，处理器(13)根据柜体内面风速以及视窗(12)位置控制碟阀开度及角度使得柜体内面风速在标准范围内。与现有技术相比，本发明专利技术控制精准，有效保证人员安全与实验的真实性。

An intelligent experimental ventilation cabinet

【技术实现步骤摘要】
一种智能实验通风柜
本专利技术涉及一种实验通风柜，尤其是涉及一种智能实验通风柜。
技术介绍
实验通风柜的目的是在维持化学反应稳定的环境条件基础上，提供安全、环保的工作空间。智能化的实验通风柜，有助于实验人员完成实验任务的速度和效率，因此把实验通风柜趋于智能化，是当今国内外的热点问题。目前市面上的实验通风柜都使用微处理器和控制网络为核心，智能化程度不高。随着大数据、云计算、移动互联网、物联网、嵌入式系统等新兴技术的不断发展，现有的通风柜的智能程度已经不能满足使用者的需求。现市面上通风柜主要为定风量通风柜，变风量和无管净气型通风柜较少。定风量通风柜需要人工调整固定叶片的风阀，从而调节通风柜的排风量，当风阀调节到一定角度时达到希望的面风速。变风量通风柜系统是通过控制调节阀门的传感器来控制排风量，进而使面风速达到希望的值。无管净气型通风柜系统使用Neutrodine专利过滤技术，在无需排风的情况下对实验产生的气体进行净化，能够有效过滤绝大部分的常见化学气体。目前，无管净气型通风柜只能使用限定的化学品，对化学品的过滤能力也参差不齐。定风量通风柜系统噪声大、能耗大使得实验室环境较差，整体设计较为落后，不能满足日益提高的职业安全要求，并且实验人员无法知道通风柜是否正常排风，实验柜负压是否正确等问题，并且在系统管理、系统扩展方面不佳。现阶段的变风量通风柜系统前期投资较高，并且智能化程度不高，实验人员无法实时了解通风柜的状态。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能实验通风柜。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种智能实验通风柜，包括柜体，所述的柜体顶部设有通风口，柜体侧面设有可上下升降的视窗，其特征在于，所述的通风口设有控制其开度的碟阀，所述的柜体内设有测量柜体内面风速的面风速传感器，所述的视窗处设有监测视窗位置的拉线位移传感器，所述的视窗、面风速传感器、拉线位移传感器均和蝶阀均连接至一处理器；实验通风柜工作时，处理器根据柜体内面风速以及视窗位置控制碟阀开度及角度使得柜体内面风速在标准范围内。所述的柜体外侧设有用于人机交互的HMI人机交显示屏，所述的HMI人机交显示屏连接至所述的处理器。该智能实验通风柜还设有用于手势操作的手势传感器，所述的手势传感器分别连接HMI人机交显示屏和处理器。所述的视窗顶部设有用于感应人体的头顶红外传感器，所述的头顶红外传感器连接至所述的处理器，当头顶红外传感器感应到人体后，触发处理器打开所述的视窗。所述的视窗底部两侧设有红外对射传感器，所述的红外对射传感器连接所述的处理器，在视窗下移过程中，红外对射传感器检测到有物体时，处理器控制视窗停止下移。所述的柜体底部设有用于人为控制视窗升降的脚踩按键，所述的脚踩按键连接至所述的处理器。所述的柜体底部设有用于存储物品的储物柜。所述的柜体上还设有用于异常报警的蜂鸣器和LED灯，所述的蜂鸣器和LED灯均连接至所述的处理器。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术通过面风速传感器和拉线传感器实时测量柜体内面风速以及视窗位置，由此对碟阀开度及角度进行精确控制，使得柜内风速更加快速精确的保持在国家规定的面风速标准范围，保证人员安全与实验的真实性，并且每个智能实验通风柜单独控制，互不干扰，方便VAV系统的管理与扩展；(2)在本专利技术中使用HMI人机交互显示屏，经过界面设计与控件设置，通过各类传感器的数据采集，处理器的数据处理，能实时显示柜内各项参数并完成多类柜内动作，方便操作人员的使用；(3)本专利技术通过运用手势传感器对不同的手势进行定义，实现在不同亮暗条件下稳定、迅速的识别手势，进而控制视窗的开启闭合等柜内操作，方便实验人员的操作且延长实验柜的寿命。附图说明图1为本专利技术智能实验通风柜的整体结构示意图；图2为本专利技术智能实验通风柜的俯视图；图3为本专利技术智能实验通风柜的控制框图；图4为本专利技术风速控制的流程框图；图5为本专利技术获取风速的流程框图；图6为本专利技术蝶阀控制的流程框图；图7为本专利技术视窗控制的流程框图；图8为本专利技术获取视窗高度的流程框图；图9为本专利技术执行视窗升降的流程框图。图中，11为电气箱，111为模数转换模块，12为视窗，13为处理器，131为红外对射传感器，132为头顶红外传感器，133为蝶阀，134为视窗门电机，135为蜂鸣器，136为LED灯，137为位移传感器，138为面风速传感器，139为手势传感器，14为操作台，15为HMI人机交显示屏，16为储物柜，17为脚踩按键，18为通风口，19为配重块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本专利技术并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本专利技术并不限定于以下的实施方式。实施例如图1所示，本专利技术智能通风柜包括接受外部电源的电气箱11、可以上下移动的视窗12、视窗12底部的红外对射传感器131、位于通风柜上方的头顶红外传感器132、连接VAV系统的通风口18、用于进行化学实验的操作台14、位于视窗右方的的HMI人机交显示屏15、位于通风柜下部的存储物品的储物柜16和通风柜底部的脚踩按键17，脚踩按键17用于人为控制视窗升降。头顶红外传感器132用于感应人体，当头顶红外传感132感应到人体后，触发处理器13打开视窗12。红外对射传感器131连接处理器13，在视窗12下移过程中，红外对射传感器131检测到有物体时，处理器13控制视窗12停止下移。如图2所示，通过视窗门电机134转动履带带动配重块19从而对视窗12上下进行控制，通过拉线位移传感器137可以测量视窗的位置，进而辅助控制柜内风速。如图3所示，处理器13通过数字信号控制红外对射传感器131、头顶红外传感器132、蝶阀133、门电机134、脚踩按键17、蜂鸣器135和LED灯136，处理器13通过模拟信号控制位移传感器137和面风速传感器138，处理器13通过串口信号控制手势传感器139，处理器13通过rs232接口连接HMI人机交互显示屏15。其中，蜂鸣器135和LED灯136用于异常报警，包括但不限于柜体内面风速不在安全范围内，视窗12升降过程出现异常等等。处理器13通过电气箱11内的模数转换模块111采集机柜的面风速、视窗高度、温度等环境信息，通过rs232接口传输到HMI人机交互界面显示，可以让操作人员实时了解柜内各项情况。手势传感器139识别人员的各种手势，向上、向下、向左、前压等，通过串口与处理器13进行通信。处理器13通过模数转换模块111传输控制命令，可以对视窗门电机134、蜂鸣器135、LED136、蝶阀133等进行控制。为了保证柜内面风速保持在国家对通风柜面风速规定标准内(0.4～0.6m/s)，本专利技术使用如下方法：排风量(单位：m3/h)计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能实验通风柜，包括柜体，所述的柜体顶部设有通风口(18)，柜体侧面设有可上下升降的视窗(12)，其特征在于，所述的通风口(18)设有控制其开度的碟阀，所述的柜体内设有测量柜体内面风速的面风速传感器(138)，所述的视窗(12)处设有监测视窗(12)位置的拉线位移传感器(137)，所述的视窗(12)、面风速传感器(138)、拉线位移传感器(137)均和蝶阀(133)均连接至一处理器(13)；/n实验通风柜工作时，处理器(13)根据柜体内面风速以及视窗(12)位置控制碟阀开度及角度使得柜体内面风速在标准范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能实验通风柜，包括柜体，所述的柜体顶部设有通风口(18)，柜体侧面设有可上下升降的视窗(12)，其特征在于，所述的通风口(18)设有控制其开度的碟阀，所述的柜体内设有测量柜体内面风速的面风速传感器(138)，所述的视窗(12)处设有监测视窗(12)位置的拉线位移传感器(137)，所述的视窗(12)、面风速传感器(138)、拉线位移传感器(137)均和蝶阀(133)均连接至一处理器(13)；
实验通风柜工作时，处理器(13)根据柜体内面风速以及视窗(12)位置控制碟阀开度及角度使得柜体内面风速在标准范围内。


2.根据权利要求1所述的一种智能实验通风柜，其特征在于，所述的柜体外侧设有用于人机交互的HMI人机交显示屏(15)，所述的HMI人机交显示屏(15)连接至所述的处理器(13)。


3.根据权利要求2所述的一种智能实验通风柜，其特征在于，该智能实验通风柜还设有用于手势操作的手势传感器(139)，所述的手势传感器(139)分别连接HMI人机交显示屏(15)和处理器(13)。


4.根据权利要求1所述的一种智能实验通风柜，其特征在于，所述的视窗(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周圣杰，曾祥绪，章弘凯，陈年生，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31