CN106814213A - 一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置，所述通风柜面风速测量装置包括：设置于通风柜的正面通风区域的边缘至少一个测量探头传感器；所述测量探头传感器为热电阻探头传感器、热电偶探头传感器和/或压差传感器。所述测量探头传感器根据所测量的风速获取所述通风柜的面风速：去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值，获取的所述风速的平均值即为所述通风柜的面风速。本发明可以完全避免外界气流的扰动，而且测量不受通风柜的视窗的高度影响，有利于提高测量精度，而且本发明安装方便，安装要求低，适应性强，工厂标定后，即可现场安装，无需现场再次标定，具有较强的通用性和实用性。

Description

一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置
技术领域
本发明涉及工业通风技术领域，特别是通风柜技术领域，具体为一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置。
背景技术
实验室通风是实验室设计中不可缺少的一个组成部分。为了使实验室工作人员不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机体、实验室中应有良好的通风。为阻止一些蒸气、气体和微粒(烟雾、煤烟、灰尘和气悬体)的吸收，污染物质须用通风柜、通风罩或局部通风的方法除去。通风柜是实验室中最常用的一种局部排风设备，种类繁多，由于其结构不同，使用的条件不同，其排风效果也不相同。通风柜的性能好环，主要取决于通过通风柜空气移动的速度。使用通风柜的最大目的是排出实验中产生的有害气体，保护实验人员的健康，也就是说要有高度的安全性和优越的操作性。由于通风柜在生化实验室中占有非常重要的位置，从改善实验室环境、改善劳动卫生条件，提高工作效率等方面考虑，通风柜的使用台数飞跃地增加。随之而来的是通风管道，配管、配线、排风等都成为实验室建设的重要课题。实验室气流装置中变风量通风柜为保持安全的面风速进行变风量控制。
通风柜的排风控制主要基于其正面视窗下的面风速测量而进行排风量的及时调整，从而达到人员使用的安全面风速，从而使得通风柜不会溢出污染气流而对人体造成影响和伤害。如图1和图2所示，传统的面风速测量方式中，通风柜面风速测量装置2'(风速传感器)安装于视窗11'外侧，主要通过测量通风柜1'外侧与通风柜1'内侧之间旁通管13'内的风速间接获得通风区域12'正面面风速的数值。这种方式的缺点主要有：风速测量装置2'(风速传感器)安装限制较大，有些通风柜1'的结构形式造成，安装困难；风速测量受视窗最高高度A影响，当视窗最高高度A超过一定位置，则面风速测量失效，而且容易受到房间内气流扰流等影响。此外，这种测量方式中，现场必须进行标定，才可测量实际风速。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置，用于解决现有技术中对通风柜面风速的测量不方便，测量所要求的条件高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种通风柜面风速测量装置，所述通风柜面风速测量装置包括：设置于通风柜的正面通风区域的边缘至少一个测量探头传感器；所述测量探头传感器根据所测量的风速获取所述通风柜的面风速。
作为本发明的一种优选方案，所述测量探头传感器根据所测量的风速获取所述通风柜的面风速具体为：去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值，获取的所述风速的平均值即为所述通风柜的面风速。
作为本发明的一种优选方案，所述测量探头传感器为热电阻探头传感器、热电偶探头传感器和/或压差传感器。
作为本发明的一种优选方案，所述热电阻探头传感器包括：传感器基座、设置于所述传感器基座上的至少一个热电阻、与所述热电阻相连的探头引线和与所述探头引线相连的变送器。
作为本发明的一种优选方案，所述热电阻探头传感器中的热电阻为热敏电阻或金属热电阻。
作为本发明的一种优选方案，所述热电偶探头传感器包括：传感器基座、设置于所述传感器基座上的至少一个热电偶、与所述热电偶相连的探头引线和与所述探头引线相连的变送器。
作为本发明的一种优选方案，所述压差传感器包括具有一空腔的传感器基座，设置于所述传感器基座上的取压口，与所述传感器基座的空腔相对接的气管、与所述气管相连的压差变送器以及与所述压差变送器相连的风速转换电路。
作为本发明的一种优选方案，所述测量探头传感器设置于所述通风柜视窗的把手下边缘，所述通风柜通风区域左右两侧边缘和/或所述通风柜通风区域的下边缘。
为实现上述目的，本发明还提供一种通风柜，所述通风柜包括如上所述的通风柜面风速测量装置。
为实现上述目的，本发明还提供一种通风柜面风速测量方法，所述通风柜面风速测量方法包括：于通风柜的正面通风区域的边缘设置至少一个测量探头传感器；根据所述测量探头传感器测量的风速获取所述通风柜的面风速。
如上所述，本发明的一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置，具有以下有益效果：
1、本发明通过于通风柜的正面通风区域的边缘设置至少一个测量探头传感器，可以完全避免外界气流的扰动，而且测量不受通风柜的视窗的高度影响，有利于提高测量精度。
2、本发明通过去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值作为所述通风柜的面风速，可以提高测量精度，保证所有边缘区域气流处于安全风速下，即可保证整体通风区域的安全。
3、本发明安装方便，安装要求低，适应性强，工厂标定后，即可现场安装，无需现场再次标定，具有较强的通用性和实用性。
4、本发明结构简单灵活，价格低廉。
附图说明
图1显示为现有技术中通风柜面风速测量装置与通风柜的安装示意图。
图2显示为现有技术中通风柜面风速测量装置的测量风速示意图。
图3显示为本发明的一种通风柜面风速测量装置和包含该测量装置的通风柜的结构示意图。
图4显示为本发明的一种通风柜面风速测量装置中热电阻或热电偶探头传感器的结构示意图。
图5显示为本发明的一种通风柜面风速测量装置中压差传感器的结构示意图。
图6显示为现有技术中通风柜面风速测量方法的流程示意图。
元件标号说明
1'、1 通风柜
11'、11 视窗
12'、12 通风区域
13' 旁通管
2'、2 通风柜面风速测量装置
20 测量探头传感器
21 热电阻或热电偶探头传感器
210 传感器基座
211 测温元件
212 探头引线
213 变送器
22 压差传感器
220 传感器基座
221 静压取压口
222 全压取压口
223 气管
224 压差变送器
225 风速转换电路
A 视窗最高高度
S1～S2 步骤
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图3至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本实施例的目的在于提供一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置，用于解决现有技术中对通风柜面风速的测量不方便，测量所要求的条件高的问题。以下将详细阐述本实施例的一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置。
本实施例提供一种通风柜及通风柜面风速测量方法及装置，根据通风柜安全要求设置多点风速测量探头，包括视窗把手下缘，通风区域左右侧边缘，通风柜通风区域下缘。测量探头可采用热敏电阻(NTC)、金属热电阻、热电偶、压差(动压)测量方式，测量灵活度高，各测量探头采集数值采取算术平均值、最大值、最小值的计算，保证所有边缘区域气流处于安全风速下，即可保证整体通风区域的安全。
具体地，如图3所示，本实施例提供一种通风柜面风速测量装置2，所述通风柜面风速测量装置2包括：设置于通风柜1的正面通风区域12的边缘至少一个测量探头传感器20，其中，所述测量探头传感器20根据所测量的风速获取所述通风柜1的面风速。
具体地，于本实施例中，所述测量探头传感器20设置于所述通风柜1视窗11的把手下边缘，所述通风柜1通风区域12左右两侧边缘和/或所述通风柜1通风区域12的下边缘。也就是于本实施例中，可以根据通风柜1安全要求设置多点风速测量探头传感器20，包括视窗11把手下缘，通风区域12左右侧边缘，通风柜1通风区域12下缘等。通过于通风柜1的正面通风区域12的边缘设置至少一个测量探头传感器20，可以完全避免外界气流的扰动，而且测量不受通风柜1的视窗11的高度影响，有利于提高测量精度。
其中，所述测量探头传感器20的数量为1～4个。
具体地，于本实施例中，所述测量探头传感器20为热电阻或热电偶探头传感器21和/或压差传感器22，即所述测量探头传感器20为热电阻探头传感器、热电偶探头传感器和/或压差传感器22。
具体地，如图4所示，所述热电阻或热电偶探头传感器21包括：传感器基座210、设置于所述传感器基座210上的至少一个测温元件211(测温元件为热电阻或热电偶)、与所述测温元件211相连的探头引线212和与所述探头引线212相连的变送器213。
具体地，于本实施例中，所述热电阻为热敏电阻或金属热电阻。
其中，热电阻(thermal resistor)是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。
其中，热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。
具体地，于本实施例中，如图5所示，所述压差传感器22包括具有一空腔的传感器基座220，设置于所述传感器基座220上的取压口，与所述传感器基座220的空腔相对接的气管223、与所述气管223相连的压差变送器224以及与所述压差变送器224相连的风速转换电路225，其中所述取压口包括设置于传感器基座220上端的一排静压取压口221和设置于传感器基座220下端的一排全压取压口222。
本实施例中的测量探头传感器20安装方便，安装要求低，适应性强，工厂标定后，即可现场安装，无需现场再次标定，具有较强的通用性和实用性。
于本实施例中，所述测量探头传感器20根据所测量的风速获取所述通风柜1的面风速具体为：去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值，获取的所述风速的平均值即为所述通风柜1的面风速。
本实施例通过去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值作为所述通风柜1的面风速，可以提高测量精度，保证所有边缘区域气流处于安全风速下，即可保证整体通风区域12的安全。
如图3所示，本实施例还提供一种通风柜1，所述通风柜1包括如上所述的通风柜面风速测量装置2。所述通风柜面风速测量装置2的具体结构和与所述通风柜1的安装连接在上面已经进行了详细描述，在此不再赘述。
此外，如图6所示，本实施例还提供一种通风柜面风速测量方法，所述通风柜面风速测量方法包括以下步骤：
步骤S1，如图3所示，于通风柜1的正面通风区域12的边缘设置至少一个测量探头传感器20。
步骤S2，根据所述测量探头传感器20测量的风速获取所述通风柜1的面风速。
其中，于本实施例的步骤S1中，所述测量探头传感器20设置于所述通风柜1视窗11的把手下边缘，所述通风柜1通风区域12左右两侧边缘和/或所述通风柜1通风区域12的下边缘。也就是于本实施例中，可以根据通风柜1安全要求设置多点风速测量探头传感器20，包括视窗11把手下缘，通风区域12左右侧边缘，通风柜1通风区域12下缘等。通过于通风柜1的正面通风区域12的边缘设置至少一个测量探头传感器20，可以完全避免外界气流的扰动，而且测量不受通风柜1的视窗11的高度影响，有利于提高测量精度。
其中，所述测量探头传感器20的数量为1～4个。
具体地，于本实施例中，所述测量探头传感器20为热电阻探头传感器、热电偶探头传感器和/或压差传感器。
具体地，如图4所示，所述热电阻探头传感器包括：传感器基座、设置于所述传感器基座上的至少一个热电阻(即测温元件为热电阻)、与所述热电阻相连的探头引线和与所述探头引线相连的变送器。
具体地，于本实施例中，所述热电阻探头传感器中的热电阻为热敏电阻或金属热电阻。
其中，热电阻(thermal resistor)是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。
其中，如图4所示，所述热电偶探头传感器包括：传感器基座、设置于所述传感器基座上的至少一个热电偶(即测温元件为热电偶)、与所述热电偶相连的探头引线和与所述探头引线相连的变送器。
其中，所述热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。
具体地，于本实施例中，如图5所示，所述压差传感器包括具有一空腔的传感器基座，设置于所述传感器基座上的取压口，与所述传感器基座的空腔相对接的气管、与所述气管相连的压差变送器以及与所述压差变送器相连的风速转换电路，其中所述取压口包括设置于传感器基座上端的一排静压取压口和设置于传感器基座下端的一排全压取压口。
本实施例中的测量探头传感器20安装方便，安装要求低，适应性强，工厂标定后，即可现场安装，无需现场再次标定，具有较强的通用性和实用性。
其中，于本实施例的步骤S2中，所述测量探头传感器20根据所测量的风速获取所述通风柜1的面风速具体为：去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值，获取的所述风速的平均值即为所述通风柜1的面风速。
本实施例通过去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值作为所述通风柜1的面风速，可以提高测量精度，保证所有边缘区域气流处于安全风速下，即可保证整体通风区域12的安全。
综上所述，本发明通过于通风柜的正面通风区域的边缘设置至少一个测量探头传感器20，可以完全避免外界气流的扰动，而且测量不受通风柜的视窗的高度影响，有利于提高测量精度；本发明通过去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值作为所述通风柜的面风速，可以提高测量精度，保证所有边缘区域气流处于安全风速下，即可保证整体通风区域的安全；本发明安装方便，安装要求低，适应性强，工厂标定后，即可现场安装，无需现场再次标定，具有较强的通用性和实用性；本发明结构简单灵活，价格低廉。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述通风柜面风速测量装置包括：
设置于通风柜的正面通风区域的边缘至少一个测量探头传感器；
所述测量探头传感器根据所测量的风速获取所述通风柜的面风速。
2.据权利要求1所述的通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述测量探头传感器根据所测量的风速获取所述通风柜的面风速具体为：
去除所述测量探头测得的风速的最大值和最小值后获取所述风速的平均值，获取的所述风速的平均值即为所述通风柜的面风速。
3.根据权利要求1所述的通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述测量探头传感器为热电阻探头传感器、热电偶探头传感器和/或压差传感器。
4.根据权利要求3所述的通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述热电阻探头传感器包括：传感器基座、设置于所述传感器基座上的至少一个热电阻、与所述热电阻相连的探头引线和与所述探头引线相连的变送器。
5.根据权利要求3或4所述的通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述热电阻探头传感器中的热电阻为热敏电阻或金属热电阻。
6.根据权利要求3所述的通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述热电偶探头传感器包括：传感器基座、设置于所述传感器基座上的至少一个热电偶、与所述热电偶相连的探头引线和与所述探头引线相连的变送器。
7.根据权利要求3所述的通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述压差传感器包括具有一空腔的传感器基座，设置于所述传感器基座上的取压口，与所述传感器基座的空腔相对接的气管、与所述气管相连的压差变送器以及与所述压差变送器相连的风速转换电路。
8.根据权利要求1所述的通风柜面风速测量装置，其特征在于，所述测量探头传感器设置于所述通风柜视窗的把手下边缘，所述通风柜通风区域左右两侧边缘和/或所述通风柜通风区域的下边缘。
9.一种通风柜，其特征在于，所述通风柜包括权利要求1至权利要求8任一权利要求所述的通风柜面风速测量装置。
10.一种通风柜面风速测量方法，其特征在于，所述通风柜面风速测量方法包括：
于通风柜的正面通风区域的边缘设置至少一个测量探头传感器；
根据所述测量探头传感器测量的风速获取所述通风柜的面风速。
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