CN203117220U - 应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全柜控制技术领域的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，包括第一风速测量单元，该第一风速测量单元与第一处理系统连接，还包括第二风速测量单元，第二风速测量单元与第二处理系统连接，所述处理系统均与主控单元连接，报警模块与主控单元连接。本实用新型是在单个热式风速传感器基础上增加一个风速测量单元，即有两个风速测量单元放在同一风速传感器中测量风速。当两个风速测量单元输出电信号结果的差分值在一个时间段内比较超过预先设定的阈值，所述阈值为该差分值50%~150%，主控单元及时给出报警信号，提示风速传感器异常需要及时校正或者更换，增加生物安全柜运行时的安全系数，降低实验风险，比如操作人员受到污染气流的威胁，或者实验样品被污染气流所污染影响实验结果。

Description

应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器

技术领域

本实用新型涉及一种生物安全柜控制技术领域的仪器，特别是涉及应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器。 

背景技术

生物安全柜是防止操作过程中含有危害性或未知生物气溶胶散逸的空气净化安全装置，该装置能够将工作区已被污染的空气通过专门的过滤通道人为地控制排放到室外，避免对人和环境造成危害，是一种安全的微生物专用设备，可应用于生物实验室、医疗卫生、生物制药等相关行业，对改善工艺条件，保护操作者的身体健康均有良好效果。 

生物安全柜主要依赖于前窗操作口向内吸入的负压气流来保护人员的安全，经高效过滤器过滤的垂直气流用以保护产品的安全和交叉污染；为了保证气流流速在一定范围内，需要风速传感器来测量流入的水平气流流速和垂直气流流速。由于热式风速传感器灵敏度高，适合测量1.0m/s以下微小的风速，所以目前生物安全柜上使用的风速传感器主要为热式风速传感器。其原理是在热式风速传感器上的风速测量单元加热以后产生热量并保持热平衡，当气流通过风速测量单元时会带走一部分热量，热量损耗导致风速测量单元温度变化从而引起阻值变化，气体流速信号即转变成电信号，再通过信号处理和计算得到相应风速值。 

但是单个热式风速传感器容易受到外界温度、湿度、压力等效应的综合影响下而使得测量出的风速不准确，如果在风速传感器上采用两个风速测量单元，主控单元会在其中一个风速测量单元发生漂移时及时发出报警信号，可以提高生物安全柜运行时的安全系数，保护操作人员和实验样品的安全。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种改良的热式风速传感器，应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器是在单个热式风速传感器基础上增加一个风速测量单元，即有两个风 速测量单元放在同一风速传感器中测量风速，当两个风速测量单元输出电信号的结果比较超过预先设定的阈值时，及时给出报警信号，提示风速传感器异常需要及时校正或者更换，提高生物安全柜的安全性能。 

为了达到上述目的，本实用新型提供一种应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，包括第一风速测量单元，该第一风速测量单元与第一处理系统连接，还包括第二风速测量单元，第二风速测量单元与第二处理系统连接，所述处理系统均与主控单元连接，报警模块与主控单元连接。 

所述第一风速测量单元和第二风速测量单元放置在同一风速传感器中，两个风速测量单元垂直放置或者水平放置。 

所述风速测量单元主要元件为热敏元件，所述热敏元件与其他精密电阻组成惠斯登桥式电路，所述热敏元件的输出端与对应的处理系统的输入端连接。 

所述热敏元件为铂膜或者铂丝电阻。 

所述惠斯登桥式电路由至少由四个精密电阻构成，其中一个为热敏元件。 

所述处理系统为差值放大电路，所述差值放大电路的输入端与对应的风速测量单元的输出端连接，所述差值放大电路输出端与主控单元的输入端连接。 

所述的报警模块包括发声器和光学显示器，所述发声器和光学显示器均与处理系统的输出端连接。 

所述主控单元包括一微控制器，该微控制器通过外部单独或者内部集成的AD转换电路接收每个信号处理系统的信号。计算出当前的风速并且实时比较两个风速测量单元输出电信号的结果来监控当前得到的风速值是否准确。 

所述报警模块是当主控单元监控当前传感器得到的风速不正确，或者流入风速和下降风速波动超过其标称值±1％～20％时，通过该报警模块发出报警信号提示使用者； 

所述的报警模块过发出声音和光学显示变化两种方式同时提示使用者注意警报信号，并且该报警信号一直保持直到系统恢复正常。 

当把两个风速测量单元放在同一位置测量风速，理论上这两个风速测量单元由于气体流过而损失的热量是一致的，所述第一风速测量单元和第二风速测量单元的信号传输到处理系统，当其中一个风速测量单元损坏或者受到环境影响漂移，其中一路输出的信号值改变，即两个风速测量单元输出电信号结果的差分值在一个时间段内比较超过预先设定的阈值，所述阈值为该差分值50%～150%，则说明测量得到的风速数值不准确，此时主控单元发出信号给报警模块，提示传感器有故障需要及时校正或者更换，否则将会 影响到生物安全柜的安全性能，增加操作人员和实验样品受到污染的风险。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，其中：图(a)为两个风速测量单元垂直放置的结构示意图，图(b)为两个风速测量单元水平放置的结构示意图。 

图2为本实用新型的处理系统示意图。 

图3为本实用新型的模块框图。 

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。 

实施例1 

如图1－(a)、1－(b)、图2和图3所示，本实用新型的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，包括第一风速测量单元1，该第一风速测量单元1与第一处理系统3连接，还包括第二风速测量单元2，第二风速测量单元2与第二处理系统4连接，所述处理系统3、4均与主控单元5连接，报警模块6与主控单元5连接。 

所述第一风速测量单元1和第二风速测量单元2放置在同一风速传感器7中，两个风速测量单元1、2垂直放置或者水平放置。 

所述风速测量单元1、2主要元件为热敏元件33，所述热敏元件33与其他精密电阻组成惠斯登桥式电路31，所述热敏元件33的输出端与对应的处理系统3、4的输入端连接。 

所述热敏元件33为铂膜或者铂丝电阻。 

所述惠斯登桥式电路31由至少由四个精密电阻构成，其中一个为热敏元件33。 

所述处理系统3、4主要为差值放大电路32，所述差值放大电路32的输入端与对应的风速测量单元1的输出端连接，所述差值放大电路32输出端与主控单元5的输入端连接。 

所述的报警模块6包括发声器61和光学显示器62，所述发声器61和光学显示器62均与处理系统的输出端连接。所述的报警模块6通过发出声音和光学显示变化两种方式同时提示使用者注意警报信号，并且该报警信号一直保持直到系统恢复正常。 

所述主控单元5包括微控制器，该微控制器通过外部单独或者内部集成的AD转换电路接收每个信号处理系统的电信号，根据电信号计算出当前的风速并且实时比较两个 风速测量单元输出电信号的结果来监控当前得到的风速值是否准确。 

将两个风速测量单元放在同一位置测量风速，理论上这两个风速测量单元由于气体流过而损失的热量是一致的，所述第一风速测量单元1和第二风速测量单元2的信号传输到处理系统，当其中一个风速测量单元损坏或者受到环境影响漂移，其中一路输出的信号值改变，即两个风速测量单元输出电信号结果的差分值在一个时间段内比较超过预先设定的阈值，所述阈值为该差分值50%～150%，则说明测量得到的风速数值不准确，此时主控单元5发出信号给报警模块6，提示传感器有故障需要及时校正或者更换，否则将会影响到生物安全柜的安全性能，造成污染。 

Claims (10)

1.一种应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，包括第一风速测量单元，该第一风速测量单元与第一处理系统连接，其特征在于，还包括第二风速测量单元，第二风速测量单元与第二处理系统连接，所述处理系统均与主控单元连接，报警模块与主控单元连接。 

2.根据权利要求1所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，其特征在于，所述第一风速测量单元和第二风速测量单元放置在同一风速传感器中，两个风速测量单元垂直放置或者水平放置。 

3.根据权利要求2所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，其特征在于，所述风速测量单元主要元件为热敏元件，所述热敏元件与其他精密电阻组成惠斯登桥式电路，所述热敏元件的输出端与对应的处理系统的输入端连接。 

4.根据权利要求3所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，其特征在于，所述热敏元件为铂膜或者铂丝电阻。 

5.根据权利要求4所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，其特征在于，所述惠斯登桥式电路由至少由四个精密电阻构成，其中一个为热敏元件。 

6.根据权利要求5所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，其特征在于，所述处理系统主要为差值放大电路，所述差值放大电路的输入端与对应的风速测量单元的输出端连接，所述差值放大电路输出端与主控单元的输入端连接。 

7.根据权利要求1所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，其特征在于，所述的报警模块包括发声器和光学显示器，所述发声器和光学显示器均与处理系统的输出端连接。 

8.根据权利要求1所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，所述主控单元包括一微控制器，该微控制器通过外部单独或者内部集成的AD转换电路接收每个信号处理系统的信号。 

9.根据权利要求1所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，所述第一风速测量单元和第二风速测量单元的信号传输到处理系统，当其中一个风速测量单元损坏或者受到环境影响漂移，其中一路输出的信号值改变，即两个风速测量单元输出电信号结果的差分值在一个时间段内比较超过预先设定的阈值，所述阈值为该差分值50%～150%，则判断测量得到的风速数值不准确，此时主控单元发出信号给报警模块。 

10.如权利要求1所述的应用于生物安全柜的双风速测量单元传感器，其特征在于，所述报警模块是当主控单元监控当前传感器得到的风速不正确，或者流入风速和下降风速波动超过其标称值±1％～20％时，通过该报警模块发出报警信号提示使用者； 

所述的报警模块过发出声音和光学显示变化两种方式同时提示使用者注意警报信号，并且该报警信号一直保持直到系统恢复正常。 

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