CN114226391A - 一种通风柜风量及移门控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通风柜风量及移门控制方法和系统，该方法包括：通过传感器获取移门的位移；根据移门的位移计算移门的实际开启面积；根据面风速、移门的实际开启面积，计算实际的通风量，面风速为空气进入通风柜移门的速度，面风速为设定值；计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制移门移动。本申请提高了通风柜通风量的控制精度，使通风量符合目标要求。
Description
技术领域
本发明属于通风柜领域，具体而言，涉及一种通风柜风量及移门控制方法及系统。
背景技术
通风柜是实验室中最为常见的一种局部排风设备，特别是在理化实验室里，是实验室科研人员不可或缺的实验设备。通风柜的好坏直接影响着工作人员的安全。当然，即使性能优良的通风柜，如果操作不当，也会出现各种问题，危害实验人员安全。通风柜是一个密闭的同时又能排风的工作空间。其设计目的是为了控制、稀释以及排除这个密闭空间内产生制造的烟气、气雾和微粒，同时它也是实验室预防泄露控制的重要组成部分。
在大多数实验室中，通风柜是保护实验室操作者免受有毒有害化学物质伤害的主要控制设备。同时，通风柜在最小操作高度状态下也能对突发的火灾、爆炸以及化学物质飞溅起到保护作用。典型的通风柜由一个橱柜配以安全玻璃或钢化玻璃构成的活动移门组成。所有的通风柜工作原理都是基于对有毒有害物质的有效控制能力。相对的负压环境有效的阻止有毒有害的物质的扩散，室内的新鲜空气以平稳的速度通过通风柜的移门进入其密闭内腔。恰当的面风速(即空气进入通风柜移门的速度)对于安全高效的通风柜在操作时起到至关重要的作用。过高的面风速将会导致紊流从而减低其对有毒有害物质的控制能力，而同时过低的面风速也将影响到通风柜的性能。
发明内容
第一方面，本申请实施例提供了一种通风柜风量及移门控制方法，包括：
通过传感器获取移门的位移；
根据移门的位移计算移门的实际开启面积；
根据面风速、所述移门的实际开启面积，计算实际的通风量，所述面风速为空气进入通风柜移门的速度，所述面风速为设定值；
计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制所述移门移动。
其中，计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制所述移门移动，包括：
计算实际的通风量与目标通风量的差值，当该差值小于第一阈值时，所述移门不需要移动；当该差值大于第一阈值时，控制所述移门移动。
其中，还包括：将零和第一阈值的区间均分为第一区间、第二区间、第三区间，所述第一区间的数值小于第二区间，所述第二区间的数值小于第三区间；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第一区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为a；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第二区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为b；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第三区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为c；
且a<b<c。
其中，所述第一阈值为预设值。
其中，所述传感器为位移传感器。
第二方面，本申请提供了一种通风柜风量及移门控制系统包括：
获取单元，用于通过传感器获取移门的位移；
第一计算单元，用于根据移门的位移计算移门的实际开启面积；
第二计算单元，用于根据面风速、所述移门的实际开启面积，计算实际的通风量，所述面风速为空气进入通风柜移门的速度，所述面风速为设定值；
控制单元，用于计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制所述移门移动。
其中，控制单元用于：
计算实际的通风量与目标通风量的差值，当该差值小于第一阈值时，所述移门不需要移动；当该差值大于第一阈值时，控制所述移门移动。
其中，检测频率确定单元，用于：
将零和第一阈值的区间均分为第一区间、第二区间、第三区间，所述第一区间的数值小于第二区间，所述第二区间的数值小于第三区间；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第一区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为a；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第二区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为b；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第三区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为c；
且a<b<c。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
本申请实施例通风柜风量及移门控制方法和系统具有如下有益效果：
本申请实施例通风柜风量及移门控制方法包括：通过传感器获取移门的位移；根据移门的位移计算移门的实际开启面积；根据面风速、移门的实际开启面积，计算实际的通风量，面风速为空气进入通风柜移门的速度，面风速为设定值；计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制移门移动。本申请提高了通风柜通风量的控制精度，使通风量符合目标要求。
附图说明
图1为本申请实施例通风柜风量及移门控制方法流程示意图；
图2为本申请实施例通风柜风量及移门控制系统的结构示意图；
图3为本申请实施例计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请进行进一步的介绍。
在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本发明的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
如图1所示，本申请通风柜风量及移门控制方法包括：S101，通过传感器获取移门的位移；通过传感器获取移门的位移；S103，根据移门的位移计算移门的实际开启面积；S105，根据面风速、移门的实际开启面积，计算实际的通风量，面风速为空气进入通风柜移门的速度，面风速为设定值；S107，计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制移门移动。
其中，计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制移门移动，包括：计算实际的通风量与目标通风量的差值，当该差值小于第一阈值时，移门不需要移动；当该差值大于第一阈值时，控制移门移动。
本申请中，计算实际的通风量与目标通风量的差值，当差值在误差允许范围内时，不移动移门，当差值大于允许误差时，控制移门移动，以使通风柜中实际的通风量与目标通风量相同，通过以上调节，提高了通风柜通风量的控制精度，使通风量符合目标要求。
在一些实施例中，本申请通风柜风量及移门控制方法还包括：将零和第一阈值的区间均分为第一区间、第二区间、第三区间，第一区间的数值小于第二区间，第二区间的数值小于第三区间；当实际的通风量与目标通风量的差值位于第一区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为a；当实际的通风量与目标通风量的差值位于第二区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为b；当实际的通风量与目标通风量的差值位于第三区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为c；且a<b<c。
本申请中，第一阈值为允许误差的最大值，当实际的通风量与目标通风量的差值小于第一阈值，而且比较大(比较接近第一阈值)，说明实际的通风量与目标通风量的差值超过第一阈值的风险比较大，所以检测的频率也比较大，这样当实际的通风量与目标通风量的差值超过第一阈值时，能够及时发现。
在一些实施例中，第一阈值为预设值。传感器为位移传感器。
通风柜的组成结构：通风柜外壳，通风柜的可见部分用来控制有毒有害气体和烟雾。导流板，导流板使气流均匀的通过通风柜的开启移门平面，从而消除死角同时优化捕捉效率。移门，移门即通风柜的滑动的活动门。通过调节通风柜移门的开度，通风柜可达到对有毒有害物质的捕捉能力和效率最强点。每个通风柜需标记有最适宜移门开度(工作高度)。在使用过程中通风柜移门必须处于工作高度，当通风柜处于不适用状态时务必将移门关闭。当向通风柜内放置仪器设备时，通风柜移门可以暂时高于工作高度，但是一旦放置完成后必须立刻复位以保证其有效控制能力。补风翼，通风柜的补风翼沿着工作台面的布置。通过补风翼进入通风柜的流线型气流可以有效的阻止紊流的发生，紊流可导致烟气、气雾和微粒溢出通风柜。当通风柜完全关闭时，补风翼下方的空间可使室内空气进入通风柜排至室外。移除补风翼会导致紊流发生和导致捕捉效率的降低。工作台面，通风柜内供仪器设备使用的区域。排气口，排气口的一项重要的工程特点就是其有益于气流平稳均匀的通过通风柜的移门表面。如纸巾或其他物体被吸入排气口内，此处将会产生紊流，进而导致不良气流和不稳定的性能。移门平面，假想的平面位于移门底部和工作台面之间，通风柜的面风速就是从此处测量的。
通风柜的移门设计：通风柜的移门设计通常是由操作者来开启和关闭。通风柜移门的开启度通常取决于制造商的设计，然而大多数通风柜移门的操作高度被设计在500mm。这个操作高度通常会有一个限位器来限制移门继续往上或在通风柜一边立柱上贴有限位标识，还有种做法就是安装移门报警器，当移门大于安全工作高度后会自动报警。正常操作下的通风柜设计风量就是移门开度面积乘以设计的面风速。
如图2所示，本申请通风柜风量及移门控制系统包括：获取单元201，用于通过传感器获取移门的位移；第一计算单元202，用于根据移门的位移计算移门的实际开启面积；第二计算单元203，用于根据面风速、移门的实际开启面积，计算实际的通风量，面风速为空气进入通风柜移门的速度，面风速为设定值；控制单元204，用于计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制移门移动。
其中，控制单元用于：
计算实际的通风量与目标通风量的差值，当该差值小于第一阈值时，移门不需要移动；当该差值大于第一阈值时，控制移门移动。
其中，检测频率确定单元，用于：
将零和第一阈值的区间均分为第一区间、第二区间、第三区间，第一区间的数值小于第二区间，第二区间的数值小于第三区间；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第一区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为a；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第二区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为b；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第三区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为c；
且a<b<c。
本申请中，通风柜风量及移门控制系统实施例与通风柜风量及移门控制方法实施例基本相似，相关之处请参考通风柜风量及移门控制方法实施例的介绍。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、IC(Integrated Circuit，集成电路)等。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述通风柜风量及移门控制方法步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统(包括分子存储器IC)，或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
图3为本申请实施例计算机设备的结构示意图，如图3所示，本申请的计算机设备例如为膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。计算机设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本申请计算机设备包括处理器401、存储器402、输入装置403和输出装置404。处理器401、存储器402、输入装置403和输出装置404可以通过总线405或者其他方式连接。存储器402上存储有计算机程序，该计算机程序可在处理器401上运行，而且处理器401执行程序时实现上述通风柜风量及移门控制方法步骤。
输入装置403例如为触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入装置。输出装置404可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子体显示器和触摸屏。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
以上介绍仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通风柜风量及移门控制方法，其特征在于，包括：
通过传感器获取移门的位移；
根据移门的位移计算移门的实际开启面积；
根据面风速、所述移门的实际开启面积，计算实际的通风量，所述面风速为空气进入通风柜移门的速度，所述面风速为设定值；
计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制所述移门移动。
2.根据权利要求1所述通风柜风量及移门控制方法，其特征在于，计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制所述移门移动，包括：
计算实际的通风量与目标通风量的差值，当该差值小于第一阈值时，所述移门不需要移动；当该差值大于第一阈值时，控制所述移门移动。
3.根据权利要求2所述通风柜风量及移门控制方法，其特征在于，还包括：将零和第一阈值的区间均分为第一区间、第二区间、第三区间，所述第一区间的数值小于第二区间，所述第二区间的数值小于第三区间；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第一区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为a；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第二区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为b；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第三区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为c；
且a<b<c。
4.根据权利要求1-3任一项所述通风柜风量及移门控制方法，其特征在于，所述第一阈值为预设值。
5.根据权利要求1-3任一项所述通风柜风量及移门控制方法，其特征在于，所述传感器为位移传感器。
6.一种通风柜风量及移门控制系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于通过传感器获取移门的位移；
第一计算单元，用于根据移门的位移计算移门的实际开启面积；
第二计算单元，用于根据面风速、所述移门的实际开启面积，计算实际的通风量，所述面风速为空气进入通风柜移门的速度，所述面风速为设定值；
控制单元，用于计算实际的通风量与目标通风量的差值，根据该差值控制所述移门移动。
7.根据权利要求6所述通风柜风量及移门控制系统，其特征在于，控制单元用于：
计算实际的通风量与目标通风量的差值，当该差值小于第一阈值时，所述移门不需要移动；当该差值大于第一阈值时，控制所述移门移动。
8.根据权利要求7所述通风柜风量及移门控制系统，其特征在于，检测频率确定单元，用于：
将零和第一阈值的区间均分为第一区间、第二区间、第三区间，所述第一区间的数值小于第二区间，所述第二区间的数值小于第三区间；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第一区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为a；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第二区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为b；
当实际的通风量与目标通风量的差值位于第三区间时，检测实际的通风量与目标通风量的差值的频率为c；
且a<b<c。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现所述权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，该计算机设备应用于通风柜中，所述处理器执行所述程序时实现所述权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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