CN106020302A - 一种实验室环境监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实验室环境监测装置，包括第一红外传感器、第二红外传感器、光敏传感器以及与实验室设备电源和照明电源相连的继电器，第一单片机与第一红外传感器、第二红外传感器以外部中断方式接至第一单片机外部中断口；温湿度传感器、压差传感器和摄像头采集的数据传输至第二单片机，第二单片机通过继电器控制执行机构，执行机构包括安装在实验室内的排风柜和安装在实验室外的补风机组、排风机组，通过压差传感器测量室内与室外的压差并与第二单片机设定压差比较，通过控制补风机组、排风机组保持排风量与送风量之间具有风量差，当室内总送风量大于室内总排风总量时，控制排风柜将空气排出。本发明实现了实验室的多功能控制。
Description
技术领域
本发明涉及实验室控制技术领域，具体涉及一种实验室环境监测装置。
背景技术
传统的实验室管理和监控方案中监测点都是有线接入，过程繁琐、建置和维护成本较高，系统的可扩展性和移动性能较差。实验室的环境对实验设备，尤其是贵重设备的影响最大，会影响到设备工作性能，甚至损坏，给教学造成干扰，给学校造成经济损失。同时，实验室的防盗和安全更是实验室安全工作的重中之重为了能使实验室管理员更好地管理实验室，对实验室的各种环境，比如湿度、温度、光照、是否有人等实时监控，实时地掌握实验室的环境状态，了解实验室是否受到良好的控制，但现有针对实验室环境控制的设备较少，且功能相对单一。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种实验室环境监测装置，能够实现对实验室的多功能控制。
技术方案：本发明所述实验室环境监测装置，包括第一单片机、第二单片机以及电源管理模块、环境监测模块、执行机构；所述电源管理模块包括设置在实验室入口通道的第一红外传感器、第二红外传感器，设于实验室内的光敏传感器以及与实验室设备电源和照明电源相连的继电器，第一单片机与第一红外传感器、第二红外传感器以外部中断方式接至第一单片机外部中断口；所述环境监测模块包括温湿度传感器、压差传感器和摄像头，所述环境监测模块采集的数据传输至第二单片机，第二单片机通过继电器控制所述执行机构，所述执行机构包括安装在实验室内的排风柜和安装在实验室外的补风机组、排风机组，通过压差传感器测量室内与室外的压差并与第二单片机设定压差比较，通过控制补风机组、排风机组保持排风量与送风量之间具有风量差，当室内总送风量大于室内总排风总量时，控制排风柜将空气排出。
进一步地，所述第一单片机、第二单片机均通过Zigbee传输模块通信。
进一步地，所述Zigbee传输模块通过无线模块与智能终端相连。设置无线模块，能够实现实验室的远程控制。
进一步地，所述补风机组通过补风管与实验室内部连通，位于实验室内的补风管设有补风蝶阀和补风流量传感器，补风流量传感器与所述第二单片机相连，第二单片机通过继电器与补风蝶阀相连，所述压差传感器与第二单片机相连，排风柜通过排风管与所述排风机组相连，位于实验室内的排风管设有文丘里阀和排风流量传感器，排风流量传感器与第二单片机相连，第二单片机通过继电器与文丘里阀分别相连。
进一步地，所述排风机组、补风机组均采用变频风机，位于实验室外的补风管连接有风道压力传感器，风道压力传感器通过风道压力控制器、变频器与所述补风机组相连；位于实验室外的排风管连接有风道压力传感器，风道压力传感器通过风道压力控制器、变频器与所述排风机组相连。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点：本发明以有效提高实验室灯光和各种电源利用率为目的，采用红外计数，通过中断方式使用红外光电开关实时采集实验室人数并根据人数控制实验室中设备和照明的电源，在不同情况下分别提供相应的设备和照明的供给，避免了人少开多组灯、使用多组仪器以及人员离开忘记关闭仪器等浪费，节能的同时提高设备使用寿命，可有效地达到自动关闭电源目的；同时设置的实验室余风量控制系统，通过压差传感器测量室内与参照区域的压差，与设定压差比较，是让排风量与送风量之间保持一定的风量差，当室内总送风量大于室内回风、排风总量时，空气通过余压阀和房间缝隙排出，与相邻区域建立起正压，避免环境中的污染物进入室内；补风采用蝶阀控制管道风量，精度不易受影响，阀门阻力小，排风柜采用文丘里阀，通过测量柜门位置直接控制风阀开度，系统反映快，响应时间短。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明。
实施例 1 ：如图1所示的实验室环境监测装置，包括第一单片机、第二单片机以及电源管理模块、环境监测模块、执行机构；第一单片机、第二单片机均通过Zigbee传输模块通信，Zigbee传输模块通过无线模块与智能终端相连。
电源管理模块包括设置在实验室入口通道的第一红外传感器、第二红外传感器，设于实验室内的光敏传感器以及与实验室设备电源和照明电源相连的继电器，第一单片机与第一红外传感器、第二红外传感器以外部中断方式接至第一单片机外部中断口，当第一红外传感器先检测到有人通过，第二红外传感器后检测到有人通过，表示实验室有人进入，第一单片机通过定时计数计算实验室人数，反之为有人出去，第一单片机通过定时计数计算实验室人数，光敏传感器检测室内亮度，当室内亮度低于正常要求且有人时或有人在天气较暗（或者夜晚）进入实验室时，第一单片机通过继电器控制实验设备电源和照明电源的开关。
环境监测模块包括温湿度传感器、压差传感器和摄像头，环境监测模块采集的数据传输至第二单片机，第二单片机通过继电器控制执行机构，执行机构包括安装在实验室内的排风柜和安装在实验室外的补风机组、排风机组，通过压差传感器测量室内与室外的压差并与第二单片机设定压差比较，通过控制补风机组、排风机组保持排风量与送风量之间具有风量差，当室内总送风量大于室内总排风总量时，控制排风柜将空气排出。补风机组通过补风管与实验室内部连通，位于实验室内的补风管设有补风蝶阀和补风流量传感器，补风流量传感器与第二单片机相连，第二单片机通过继电器与补风蝶阀相连，压差传感器与第二单片机相连，排风柜通过排风管与排风机组相连，位于实验室内的排风管设有文丘里阀和排风流量传感器，排风流量传感器与第二单片机相连，第二单片机通过继电器与文丘里阀分别相连。排风机组、补风机组均采用变频风机，位于实验室外的补风管连接有风道压力传感器，风道压力传感器通过风道压力控制器、变频器与所述补风机组相连；位于实验室外的排风管连接有风道压力传感器，风道压力传感器通过风道压力控制器、变频器与所述排风机组相连。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (5)
1.一种实验室环境监测装置，其特征在于：包括第一单片机、第二单片机以及电源管理模块、环境监测模块、执行机构；所述电源管理模块包括设置在实验室入口通道的第一红外传感器、第二红外传感器，设于实验室内的光敏传感器以及与实验室设备电源和照明电源相连的继电器，第一单片机与第一红外传感器、第二红外传感器以外部中断方式接至第一单片机外部中断口；所述环境监测模块包括温湿度传感器、压差传感器和摄像头，所述环境监测模块采集的数据传输至第二单片机，第二单片机通过继电器控制所述执行机构，所述执行机构包括安装在实验室内的排风柜和安装在实验室外的补风机组、排风机组，通过压差传感器测量室内与室外的压差并与第二单片机设定压差比较，通过控制补风机组、排风机组保持排风量与送风量之间具有风量差，当室内总送风量大于室内总排风总量时，控制排风柜将空气排出。
2.根据权利要求1所述的实验室环境监测装置，其特征在于：所述第一单片机、第二单片机均通过Zigbee传输模块通信。
3.根据权利要求2所述的实验室环境监测装置，其特征在于：所述Zigbee传输模块通过无线模块与智能终端相连。
4.根据权利要求1所述的实验室环境监测装置，其特征在于：所述补风机组通过补风管与实验室内部连通，位于实验室内的补风管设有补风蝶阀和补风流量传感器，补风流量传感器与所述第二单片机相连，第二单片机通过继电器与补风蝶阀相连，所述压差传感器与第二单片机相连，排风柜通过排风管与所述排风机组相连，位于实验室内的排风管设有文丘里阀和排风流量传感器，排风流量传感器与第二单片机相连，第二单片机通过继电器与文丘里阀分别相连。
5.根据权利要求4所述的实验室环境监测装置，其特征在于：所述排风机组、补风机组均采用变频风机，位于实验室外的补风管连接有风道压力传感器，风道压力传感器通过风道压力控制器、变频器与所述补风机组相连；位于实验室外的排风管连接有风道压力传感器，风道压力传感器通过风道压力控制器、变频器与所述排风机组相连。
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