CN212301601U - 生物安全柜下降气流流速自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物安全柜下降气流流速自动检测装置，包括主测量板单元、全方位移动单元、测量支架单元和气流流速检测单元，其中，主测量板单元的底部固定有全方位移动单元，顶部安装有测量支架单元，测量支架单元的顶部连接有多个气流流速检测单元，气流流速检测单元与主测量板单元电连接，所述的主测量板单元上还设有照度检测模块、压力检测模块和温度检测模块，所述测量支架单元包括支架固定板，支架固定板的底部与主测量板单元连接，顶部间隔连接有多个支撑杆。本实用新型集照度、下降气流、温升以及负压于一体，满足极低风速动态实时检测的需求，实现全方位移动，且运动位移精密控制，无需手动干预，装置整体采用金属材质，不易损坏。

Description

生物安全柜下降气流流速自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种气流流速检测装置，尤其涉及一种生物安全柜下降气流流速自动检测装置。

背景技术

生物安全柜(biological safety cabin.BSC)是能防止实验操作处理过程中某些含有危险性或者未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱型空气净化负压安全装置。生物安全柜属于高风险设备，为保证工作人员和实验室环境不被污染，对生物安全柜的质量检测很有必要。

生物安全柜分为三级：Ⅰ级生物安全柜、Ⅱ级生物安全柜和Ⅲ级生物安全柜。Ⅱ级生物安全柜依赖气流形成的部分屏障系统提供人员、环境和产品保护。由安全柜前栅格栏形成的向内和向下的气流组合提供人员和产品保护。经HEPA(高效过滤器)/ULPA(超高效过滤器)过滤的下降气流朝工作台表面流动，然后被吸入前后进气格栅，从而将产品的侧向交叉污染降至最小。排出气流经HEPA/ULPA过滤后排出安全柜保护环境。

目前关于生物安全柜下降气流流速检测的装置，基本还是采用一个夹具固定风速仪探针的方式来对每个需要测量的测量点进行气流流速的检测，有部分装置使用了特殊的支架，一个支架有三根撑杆，撑杆之间间距150mm，可以一次完成三次检测，但是，在进行II级生物安全柜下降气流检测时，仍需手动布局测量点，手动进行测量点位置的调整，操作繁琐，不能准确定位。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的是提供一种生物安全柜下降气流流速自动检测装置，满足极低风速动态实时检测的需求，实现全方位移动，运动位移精密控制，无需手动干预。

技术方案：本实用新型包括主测量板单元、全方位移动单元、测量支架单元和气流流速检测单元，其中，主测量板单元的底部固定有全方位移动单元，顶部安装有测量支架单元，测量支架单元的顶部连接有多个气流流速检测单元，所述的气流流速检测单元与主测量板单元电连接，所述的主测量板单元上还设有照度检测模块、压力检测模块和温度检测模块。

所述的测量支架单元包括支架固定板，所述支架固定板的底部与主测量板单元连接，顶部间隔连接有多个支撑杆，所述支撑杆的顶部连接有导轨管夹。

所述的支架固定板通过多个自锁快速插头与主测量板单元连接。

所述的气流流速检测单元包括风速传感器模块，所述的风速传感器模块通过导轨管夹固定在支撑杆上。

所述的风速传感器模块通过带线的航空插头与主测量板单元连接。

所述全方位移动单元的底部设有多个轮子，每个轮子均连接有一个电机。

所述全方位移动单元的底部在垂直相邻的两个方向上设有横向和纵向测距传感器模块。

所述的全方位移动单元与主测量板单元电连接。

有益效果：本实用新型集照度、下降气流、温升以及负压于一体，满足极低风速动态实时检测的需求，实现全方位移动，且运动位移精密控制，装置整体采用金属材质，不易损坏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的全方位移动单元示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括主测量板单元1、全方位移动单元2、测量支架单元3和气流流速检测单元4，其中，主测量板单元1的底部固定有全方位移动单元2，顶部安装有测量支架单元3，测量支架单元3的顶部连接有三个气流流速检测单元4，气流流速检测单元4通过带有航空插头的电线与主测量板单元1相应的插座41电连接。

主测量板单元1负责整个系统供电，控制整个装置工作，集成照度、温度、压力检测模块，并采集气流流速检测单元4的气流流速和全方位移动单元2的测距参数，控制全方位移动单元2的步进电机8移动。主测量板单元1上还设有两个照度检测模块7、两个压力检测模块5和一个温度检测模块6，其中，两个照度检测模块7的间距为300mm，温度检测模块6选用型号为WZP-Pt100，带螺纹封装的温度传感器；照度检测模块7选用型号为OPT3001的环境光传感器；压力检测模块5选用型号为SM5652-001-D的压力传感器。

测量支架单元3包括三根长度为250mm，间距为150mm的支撑杆32，支撑杆32为部分螺纹设计，其顶部安装有单孔导轨管夹33，用于固定气流流速检测单元4，单孔导轨管夹33通过螺纹固定并调节测量高度，支撑杆32底部与支架固定板31螺纹连接。支架固定板31的底部通过两个自锁快速插头34与主测量板单元1连接。

气流流速检测单元4选用三个型号为MFS02、测量范围为0～2m/s的风速传感器模块，一端通过单孔导轨管夹33固定在三根支撑杆32上，另一端通过带线的航空插头连接主测量板单元1，负责测量当前方向下降气流流速，并将测量的数据传送给主测量板单元1进行调理采集。

如图2所示，全方位移动单元2与主测量板单元1电连接，全方位移动单元2采用凹型外壳，外壳底部设有四个麦克纳姆轮21，并通过步进电机8驱动其全向运动，在垂直相邻的两个方向上设有横向和纵向测距传感器模块9，通过采集横向/纵向的激光测距传感器模块测量的距离参数，利用主测量板单元1控制步进电机8正反转以及转动的步数，从而控制麦克纳姆轮21的运行轨迹和距离。其中，步进电机8选用Risym的型号为28BYJ-48，直径28mm的4相5线5V步进电机；麦克纳姆轮21选用ROTACASTER35mm全向轮，型号为R2-0354-35；横向和纵向测距传感器模块9选用型号为ATK-VL53LOX的无线激光测距传感器模块。

本实用新型通过设有的照度检测模块7、温度检测模块6、压力检测模块5分别检测照度、温度、压力参数；并通过主测量板单元1设有的控制器模块进行数据的采集存储和上传；主测量板单元1控制整个装置工作，设有无线WiFi模块，可进行数据的上传；主测量板单元1通过采集全方位移动单元2设有的横向和纵向测距传感器模块9测量的数据，计算并给出生物安全柜在进行计量检测试验时，需要移动的步数，来驱动步进电机8带着麦克纳姆轮21进行移动；气流流速检测单元4实时动态测量每个测量点的气流流速并通过主测量板单元1存储上传。

照度测试：将本实用新型置于生物安全柜内，控制装置移动至横向中心线，置于生物安全柜工作台面两侧中心连线并与侧壁约150mm的距离位置上，打开主测量板单元1的电源开关，进行照度测试，测试后左右平行移动300mm，连续测试，距前窗操作口侧边距离小于150mm时停止测量。

温升/负压测试：控制装置移动至生物安全柜前窗操作口面中心向外80mm处，打开主测量板单元1的电源开关，进行环境温度测试。装置置于生物安全柜工作区中心，打开主测量板单元1的电源开关，进行生物安全柜内温度测试；压力测试需在主测量板单元1的两个压力传感器模块的其中一个接软管，软管伸出生物柜工作台面外，打开主测量板单元1电源开关，同时进行生物安全柜内压力和环境压力测试。

下降气流流速检测：将气流流速检测单元4的三个风速传感器模块，一端通过单孔导轨管夹33固定在三根支撑杆32上，另一端通过三根带线的航空插头连接主测量板；调整测量支架单元3的单孔导轨管夹33的高度，使其距离生物安全柜前窗操作口上沿100mm，锁紧单孔导轨管夹33，固定好风速传感器模块，三个风速传感器模块探头所在平面与工作台平行；控制装置移动至生物安全柜工作台面两侧中心线上，打开主测量板单元1电源开关，进行下降气流流速测试，测试后控制装置左右平行移动150mm，继续测试，一共测试7次。

记录所有测量点的测量值并根据公式(1)计算平均下降气流流速，下降气流流速的单点测量偏差按照公式(2)或者公式(3)进行计算。

式中，

—平均下降气流流速；DF_ij—每个测量点单次测量的下降气流流速；n—测量点个数；ΔDF—下降气流流速的单点测量偏差绝对值；ΔDF_rel—下降气流流速的单点测量偏差相对值。

Claims (8)

1.一种生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，包括主测量板单元(1)、全方位移动单元(2)、测量支架单元(3)和气流流速检测单元(4)，其中，主测量板单元(1)的底部固定有全方位移动单元(2)，顶部安装有测量支架单元(3)，测量支架单元(3)的顶部连接有多个气流流速检测单元(4)，所述的气流流速检测单元(4)与主测量板单元(1)电连接，所述的主测量板单元(1)上还设有照度检测模块(7)、压力检测模块(5)和温度检测模块(6)。

2.根据权利要求1所述的生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，所述的测量支架单元(3)包括支架固定板(31)，所述支架固定板(31)的底部与主测量板单元(1)连接，顶部间隔连接有多个支撑杆(32)，所述支撑杆(32)的顶部连接有导轨管夹(33)。

3.根据权利要求2所述的生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，所述的支架固定板(31)通过多个自锁快速插头(34)与主测量板单元(1)连接。

4.根据权利要求1所述的生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，所述的气流流速检测单元(4)包括风速传感器模块，所述的风速传感器模块通过导轨管夹(33)固定在支撑杆(32)上。

5.根据权利要求4所述的生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，所述的风速传感器模块通过带线的航空插头与主测量板单元(1)连接。

6.根据权利要求1所述的生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，所述全方位移动单元(2)的底部设有多个轮子(21)，每个轮子(21)均连接有一个电机(8)。

7.根据权利要求1或6所述的生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，所述全方位移动单元(2)的底部在垂直相邻的两个方向上设有横向和纵向测距传感器模块(9)。

8.根据权利要求7所述的生物安全柜下降气流流速自动检测装置，其特征在于，所述的全方位移动单元(2)与主测量板单元(1)电连接。

Images