CN106552574B - 一种远程控制的安全化学反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种远程控制的安全化学反应装置，包括防爆柜体及设置于防爆柜体内的抽风装置、摄像装置、各类传感器、若干电热磁力搅拌器及移液装置等。还包括控制系统，控制系统包接收各传感器及摄像装置的信号并通过通信模块传送至远程监控平台，远程监控平台通过通信模块发送指令至主控模块以控制抽风装置、电热磁力搅拌器及移液装置动作。移液装置包括若干移液管道及蠕动泵，移液管道根据反应过程需求分别与预置反应容器相通并在控制系统控制下由蠕动泵进行定量移液，从而实现远距离控制化学反应的进行，使实验人员与危险反应体系具有绝对安全的操作距离，在反应顺利准确进行的前提下确保实验人员的健康和生命安全，避免意外的发生。

Description

一种远程控制的安全化学反应装置
技术领域
本发明涉及一种设备，特别是涉及一种远程控制的安全化学反应装置。
背景技术
化学类实验，如化学试剂的配置等，是所有涉及化学类领域的学科必然要接触的基本操作。化学类实验过程，往往会发生各种物理或化学反应，产生各种反应现象。在这些反应过程，不可避免的会有一些危险性质的变化，如刺激性、腐蚀性、毒性、易燃性、易爆性、致癌性等。目前，广大一线实验人员在进行化学类实验时，基本都是直接进行操作，完全暴露于各种化学试剂或各种反应中，甚至在进行危险化学品操作或极易发生危险的反应或未知反应时，实验人员往往也只能是提高警惕地站在危险隐患面前徒手操作，因而时常有危害实验人员健康甚至危及生命的意外发生，急需自我保护。
发明内容
本发明提供了一种远程控制的安全化学反应装置，其克服了现有技术所存在的不足之处。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种远程控制的安全化学反应装置包括防爆柜体，该防爆柜体外壳设有静电防护；设置于防爆柜体内的抽风装置，设于顶端并连接废气收集管道，以将防爆柜体内反应产生的气体排出；摄像装置，设置于上部，用于采集视频图像信息；热敏传感器，用于监测防爆柜体内的温度；气敏传感器，用于监测防爆柜体内的气味；压敏传感器，用于监测防爆柜体内的压力；触控传感器，设置于防爆柜体内部底端，用于监测防爆柜体内的液体泄漏；若干电热磁力搅拌器，用于放置反应容器并对反应容器内液体进行加热、搅拌；移液装置，包括若干移液管道及蠕动泵，所述移液管道根据反应过程需求分别与预置反应容器相通并由蠕动泵进行定量移液；还包括控制系统，所述控制系统包括主控模块、通信模块及远程监控平台，主控模块接收热敏传感器、气敏传感器、压敏传感器、触控传感器及摄像装置的信号并通过通信模块传送至远程监控平台，远程监控平台通过通信模块发送指令至主控模块以控制抽风装置、电热磁力搅拌器及移液装置动作；使用所述安全化学反应装置进行化学反应包括以下步骤：按化学反应需求将反应试剂分别放入相应的反应容器，将移液管道与相应反应容器接通，关闭防爆柜体；通过远程监控平台控制相应电热磁力搅拌器及相应的蠕动泵工作。
优选地，所述防爆柜体由6cm厚的不锈钢板制成，其内壁贴有实芯理化板，所述静电防护是接地线。
优选地，还包括冷却装置，所述冷却装置套设于反应容器外部并与主控模块连接，在远程监控平台控制下进行冷却。
优选地，所述移液装置的蠕动泵与电热磁力搅拌器一一对应，各蠕动泵的移液管道分别包括进液管及出液管，进液管插入相应电热磁力搅拌器的反应容器中，出液管根据反应过程需求与其他反应容器相通，以将该反应容器中液体移至其他反应容器中。
优选地，所述进、出液管是硅胶管，且进液管的末端连接有不锈钢针管，该不锈钢针管置于反应容器中。
优选地，所述移液装置还包括驱动单元，该驱动单元与控制系统的主控模块相连，主控模块根据远程监控平台的指令控制驱动单元以驱动相应的蠕动泵动作。
优选地，还包括一报警装置，所述报警装置与主控模块相连，并在主控模块控制下启动。
优选地，所述主控模块是单片机，所述通信模块是WiFi模块、蓝牙模块或LAN连接模块，所述远程监控平台是计算机或智能手机。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
其一，本发明将反应装置置于防爆柜体内，反应装置与控制系统连接以受控于远程监控平台，使用时按化学反应需求将反应试剂分别放入置于电热磁力搅拌器上的反应容器中，将移液管道与相应反应容器接通，关闭防爆柜体，通过远程监控平台控制相应电热磁力搅拌器进行搅拌或加热，并控制相应蠕动泵工作完成定量移液的过程，从而实现远距离控制化学反应的进行，使实验人员与危险反应体系具有绝对安全的操作距离，在反应顺利准确进行的前提下确保实验人员的健康和生命安全，避免意外的发生。
其二，防爆柜体内壁贴有实芯理化板，顶部设置有抽风装置以排出反应产生的气体，且设置有用于监测温度、气味、压力及漏液情况的传感器及用于实时提供防爆柜内部视频画面的摄像装置及用于对异常发出警报的报警装置，并实验人员可于远程监控平台实时监测防爆柜内的情况并作出相应反应，使反应过程中各种危险元素能迅速排除，且在危险发生时能将危害控制在一个极小的范围内。
其三，传感器、电热磁力搅拌器、移液装置、抽风装置及摄像装置等与控制系统连接并受控于远程监控平台，可以根据预设的参数进行反应或者即时传送指令，实现了智能化及自动化反应，精确度高，使用方便。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种远程控制的安全化学反应装置不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电性连接示意图。
具体实施方式
实施例，请参见图1所示，本发明的一种远程控制的安全化学反应装置包括防爆柜体1，该防爆柜体1由6cm厚GB24511-2009承压设备用不锈钢板材料制成并设有接地线防静电保护措施，其内壁贴有实芯理化板11，具有耐腐蚀、抗划痕、抗菌、抗紫外线、环保、耐高温、耐污染、易清洁、耐冲击、耐辐射热、防静电等性能。
防爆柜体1设置有抽风装置2，摄像装置3，热敏传感器4，气敏传感器5，压敏传感器6及触控传感器7等。抽风装置2设于顶端并连接废气收集管道，以将防爆柜体1内反应产生的有毒、有害、有刺激性及可燃性的气体迅速排出。摄像装置3设置于上部，具体可以是360度自由转动的摄像头，用于采集防爆柜体内的视频图像信息。热敏传感器4用于监测防爆柜体1内的温度，气敏传感器5用于监测防爆柜体1内的气味，压敏传感器6用于监测防爆柜体1内的压力，触控传感器7设置于防爆柜体1内部底端并用于监测防爆柜体1内的液体泄漏情况。
防爆柜体1内设置若干电热磁力搅拌器8，用于放置反应容器10并根据需求对反应容器10内液体进行加热、搅拌。电热磁力搅拌器8上方设置有移液装置9，包括若干移液管道91及蠕动泵92，移液管道91根据反应过程需求分别与预置反应容器相通并由蠕动泵92进行定量移液。优选的，蠕动泵92与电热磁力搅拌器8一一对应，每一蠕动泵92设有进液管及出液管组成的移液管道91，进液管插入相应电热磁力搅拌器8的反应容器中，出液管根据反应过程需求与其他反应容器相通，以定量抽取该反应容器10中液体并移至其他反应容器中。移液管道91是硅胶管，且进液管末端连接不锈钢针管911，该不锈钢针管911置入反应容器10中以抽取溶液。
本发明的安全化学反应装置还包括控制系统，控制系统包括主控模块、通信模块及远程监控平台，主控模块接收热敏传感器4、气敏传感器5、压敏传感器6、触控传感器7及摄像装置3的信号并通过通信模块传送至远程监控平台，远程监控平台通过通信模块发送指令至主控模块以控制抽风装置2、电热磁力搅拌器8及移液装置9动作。主控模块是单片机，通信模块是WiFi模块、蓝牙模块或LAN连接模块，远程监控平台是计算机或智能手机。
具体的，移液装置9还包括驱动单元，驱动单元与主控模块相连，主控模块根据远程监控平台的指令控制驱动单元以驱动相应的蠕动泵动作，包括控制各蠕动泵开启的顺序、间隔时长、移液量等。
在一实施例中，还包括一报警装置，该报警装置与主控模块相连，并在主控模块控制下启动。
在另一实施例中，还包括冷却装置，冷却装置套设于反应容器外部并与主控模块连接，在远程监控平台控制下对反应容器内液体进行冷却。
本发明的安全化学反应装置在使用时，首先按化学实验的需求，将反应试剂分别放入相应的反应容器并将各反应容器分别置于电热磁力搅拌器上，根据化学试剂间前后的添加顺序连接好移液管道，关闭防爆柜体。由远程监控平台设置反应的参数，对化学实验过程实现自动化、半自动或手动操控。参数项包括但不局限以下几点：(1)移液装置的开启时间及各个蠕动泵开启的顺序、间隔时长；(2)各蠕动泵移液量；(3)电热磁力搅拌器的启动工位、加热温度、磁力搅拌转速；(4)报警装置警报条件；(5)应急处置条件等。
移液装置有序进行定量的精确移液，以使化学试剂混合，反应进行，同时电热磁力搅拌器对需要加热或搅拌的反应容器进行相应操作，促进反应进行。以王水配制为例说明，置于一号电热磁力搅拌器的一号反应容器中放置浓盐酸，置于二号电热磁力搅拌器的二号反应容器中放置浓硝酸，一号电热磁力搅拌器对应的一号蠕动泵的进液管置于一号反应容器中，且出液管连通三号反应容器，二号蠕动泵的进液管置于二号反应容器中，且出液管亦连通三号反应容器。反应时，通过主控模块依次控制一号蠕动泵抽取30ml浓盐酸并移至三号反应容器中，开启三号电热磁力搅拌器的搅拌功能，控制二号蠕动泵抽取10ml浓硝酸并移至三号反应容器中，即完成配制。
根据需要，冷却装置亦进行冷却。在反应进行过程中，抽风装置持续工作以将反应产生的废气排出。各传感器检测温度、气味，压力、漏液的情况并将数据传送至远程监控平台，摄像装置亦将防爆柜内的实时画面传送至远程监控平台，实验人员即可于远程监控平台实时了解防爆柜内的反应行进情况并作出相应的操作。
当发生异常时，举例来说，反应过程中液体泄漏触发触控传感器，主控模块接送触控传感器的信号并判断异常，将异常信息传送至远程监控平台，同时触发报警装置拉响警报。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种远程控制的安全化学反应装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种远程控制的安全化学反应装置，其特征在于包括：
防爆柜体，该防爆柜体外壳设有静电防护；设置于防爆柜体内的
抽风装置，设于顶端并连接废气收集管道，以将防爆柜体内反应产生的气体排出；摄像装置，设置于上部，用于采集视频图像信息；热敏传感器，用于监测防爆柜体内的温度；气敏传感器，用于监测防爆柜体内的气味；压敏传感器，用于监测防爆柜体内的压力；触控传感器，设置于防爆柜体内部底端，用于监测防爆柜体内的液体泄漏；若干电热磁力搅拌器，用于放置反应容器并对反应容器内液体进行加热、搅拌；移液装置，包括若干移液管道及蠕动泵，所述移液管道根据反应过程需求分别与预置反应容器相通并由蠕动泵进行定量移液；
还包括控制系统，所述控制系统包括主控模块、通信模块及远程监控平台，主控模块接收热敏传感器、气敏传感器、压敏传感器、触控传感器及摄像装置的信号并通过通信模块传送至远程监控平台，远程监控平台通过通信模块发送指令至主控模块以控制抽风装置、电热磁力搅拌器及移液装置动作；
使用所述安全化学反应装置进行化学反应包括以下步骤：按化学反应需求将反应试剂分别放入相应的反应容器，将移液管道与相应反应容器接通，关闭防爆柜体；通过远程监控平台控制相应电热磁力搅拌器及相应的蠕动泵工作。
2.根据权利要求1所述的远程控制的安全化学反应装置，其特征在于：所述防爆柜体由6cm厚的不锈钢板制成，其内壁贴有实芯理化板，所述静电防护是接地线。
3.根据权利要求1所述的远程控制的安全化学反应装置，其特征在于：还包括冷却装置，所述冷却装置套设于反应容器外部并与主控模块连接，在远程监控平台控制下进行冷却。
4.根据权利要求1所述的远程控制的安全化学反应装置，其特征在于：所述移液装置的蠕动泵与电热磁力搅拌器一一对应，各蠕动泵的移液管道分别包括进液管及出液管，进液管插入相应电热磁力搅拌器的反应容器中，出液管根据反应过程需求与其他反应容器相通，以将该反应容器中液体移至其他反应容器中。
5.根据权利要求4所述的远程控制的安全化学反应装置，其特征在于：所述进、出液管是硅胶管，且进液管的末端连接有不锈钢针管，该不锈钢针管置于反应容器中。
6.根据权利要求4所述的远程控制的安全化学反应装置，其特征在于：所述移液装置还包括驱动单元，该驱动单元与控制系统的主控模块相连，主控模块根据远程监控平台的指令控制驱动单元以驱动相应的蠕动泵动作。
7.根据权利要求1所述的远程控制的安全化学反应装置，其特征在于：还包括一报警装置，所述报警装置与主控模块相连，并在主控模块控制下启动。
8.根据权利要求1所述的远程控制的安全化学反应装置，其特征在于：所述主控模块是单片机，所述通信模块是WiFi模块、蓝牙模块或LAN连接模块，所述远程监控平台是计算机或智能手机。
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