CN220795179U - 一种集成式传感器单元箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集成式传感器单元箱，包括传感器单元箱，传感器单元箱包括箱体、多台气体传感器及传感器电源，控制器包括检测设备及电路板，箱体设有供给结构化线缆连接的第一接口和供给真空泵抽气管连接的第二接口，传感器单元箱一侧连接有传感器箱变压器；结构化线缆包括第一绝缘套、电源线、信号线及采气管。分散采样，集中检测，减少实验室的换气次数，降低运行能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验室智能监控技术领域，具体是一种集成式传感器单元箱。
背景技术
实验室存在大量的排风设备，如通风柜、万向罩、原子吸收罩、试剂柜、桌面集气罩等，实验室换气次数大，能耗高，造成的能源费用居高不下。同时，全社会对碳排放等问题也越来越关注，绿色建筑的理念也逐渐深入人心。在一个实验室中，通风空调系统通常是能耗的最重要因素，随着各种先进技术的采用和控制技术的发展，能耗已经在不断降低，但由于系统运行与房间工作人员的舒适和安全息息相关，节能的潜力常常受限于实际的各种运行状况和效果需求。目前实验室的能耗中HVAC的能耗占到60-80%以上，尤其是全新风系统，实验室平时运行的换气次数将达到6-10次/h。
常见使用的技术方案为，在一个房间内设置多个传感器，根据需求设温度探测器、二氧化碳浓度探测器、可吸入颗粒物传感器、挥发性有机物传感器等，多个采样探头安装在各检测点，测量出数据后将测量数据通过通讯传递信号至中控。如公开号为CN 106152407A的一种空气检测与净化系统，传感器包括甲醛浓度传感器、氨浓度传感器、氡浓度传感器、苯浓度传感器和TVOC浓度传感器，甲醛浓度传感器、氡浓度传感器安装在地板上，氨浓度传感器、苯浓度传感器和TVOC浓度传感器成组安装在墙面上，这种结构的缺点是，单个房间内的传感器数量多，需要安装多套传感器布线，需要对室内空气更多的换气次数，能耗大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种集成式传感器单元箱，集中传感器，通过一次性吸气检测室内空气中的不同检测元素的指标含量，减少实验室的换气次数，降低实验室的运行能耗。
本实用新型采用的技术方案为：一种集成式传感器单元箱，包括传感器单元箱，所述传感器单元箱包括箱体、安装在箱体内的多台用于检测实验室内不同气体含量的气体传感器及传感器电源，所述控制器包括检测设备及电路板，所述箱体设有供给结构化线缆连接的第一接口和供给真空泵抽气管连接的第二接口，传感器单元箱一侧连接有传感器箱变压器，所述结构化线缆包括第一绝缘套、设置在第一绝缘套内的电源线、信号线及采气管。
进一步地，所述第一接口设有两个，第二接口设有一个。
进一步地，箱体内设有多个传感器分隔腔，传感器分隔腔上部设有容气腔。
进一步地，气体传感器包括CO2传感器、TVOC传感器、PM 2.5传感器及露点温度传感器的其中两种的组合或三种的组合和四种的组合。
进一步地，电源线和信号线分别为三芯电源线和双绞信号线，三芯电源线通过第二绝缘套包裹，双绞信号线从内到外依次包裹有金属屏蔽网、铝箔和第三绝缘套。
本实用新型的有益效果：
1、采用了结构化线缆及传感器单元箱配置，集中传感器，分散采样，集中测量。对室内空气品质、通风柜等排风设备的运行状况进行实时监视，通过检测控制室内有害物的浓度来控制室内工作环境；
2、结构化线缆采样将电缆与气管结合在一起，避免了重复布线；
3、通过传感器单元箱集成测试参数，避免了一个房间检测点放置多个采样探头及传感器，减少传感器个数，避免了传感器与布线浪费；
4、通过控制实验室内有害气体浓度，来控制房间换气次数和工作环境，与传统的实验室环境只控制室内换气次数和排风设备的面风速相比，直接控制室内有害物的浓度，更加安全、节能、高效。可提高风量控制精度。新风换气量次数减少。
附图说明
图1是本实用新型传感器单元箱立体的结构示意图；
图2是本实用新型一种集成式传感器单元箱平面布局示意图；
图3是本实用新型气体传感器的结构示意图；
图4是本实用新型结构化线缆的结构示意图；
图5是本实用新型结构化线缆的横截面结构示意图；
图6是本实用新型一种集成式传感器单元箱用于对实验室空气品质管理系统的平面结构示意图。
附图标注：1-末端取样探头；3-结构化线缆；4-传感器单元箱；41-传感器舱；42-控制器； 43-第一接口；44-第二接口； 5-真空泵；6-真空泵抽气管；7-气路路由器变压器；8-传感器箱变压器；9-电源线；10-信息管理服务器；11-CAT5网线；12-CO2传感器；13-TVOC传感器；14-PM2.5传感器；15-露点温度传感器；16-传感器电源；17-铝箔；18-金属屏蔽网；19-气管；20-三芯电源线；21-双绞信号线；25-UPS不间断电源；26-交换机；27-触摸控制屏。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
如图1-6所示，本实用新型一种集成式传感器单元箱，包括传感器单元箱4，传感器单元箱4包括箱体、安装在箱体内的多台实验室用于不同检测功能的传感器及传感器电源16，真空泵5通过真空泵抽气管6连接传感器单元箱4,箱体设有供给结构化线缆3连接的第一接口43和供给真空泵抽气管连接的第二接口44，传感器单元箱4一侧连接有传感器箱变压器8，箱体内设有多个传感器分隔腔，传感器分隔腔上部设有容气腔。传感器单元箱4内的传感器包括CO2传感器12、TVOC传感器13、PM 2.5传感器14及露点温度传感器15的其中两种的组合或三种的组合和四种的组合；传感器单元箱4通过真空泵抽气管6连接真空泵5。
本实施例结构化线缆3包括第一绝缘套31、设置在第一绝缘套31内的三芯电源线20、双绞信号线21以及采气管19，三芯电源线20通过第二绝缘套23包裹，双绞信号线21从内到外依次包裹有金属屏蔽网18、铝箔17和第三绝缘套24。本实施例三芯电源线20包括18AWG的黑线、红线和绿线，双绞信号线21包括22AWG的白线和蓝线。
本实施例结构化线缆3的采气管19和真空泵抽气管6均连通传感器单元箱4的箱体，通过真空泵5抽取箱体的空气，使得箱体产生真空，带动采气管19抽取检测房间的空气到箱体中，气体传感器的检测设备对抽进来的空气进行检测，检测结果通过通讯方式上传到信息管理服务器10，同时联动真空泵5抽走箱体中已经检测完的空气。信息管理服务器10可以外置控制屏幕控制。
作为一种实施例，在上述实施例的基础上，传感器单元箱4还设有隔离腔或隔离箱，控制器42的电路板安装于隔离腔或隔离箱中，再安装散热风向，防止或减少被检测气体进入，使电路板和电子元件处于一个空气相对干净的环境内。
本实施例传感器单元箱4的输入通道通过结构化线缆3连接至少一个气路路由器2，传感器单元箱4分别通过电源线9连接气路路由器变压器7和传感器箱变压器8；传感器单元箱4中配置的传感器完成测量工作，并将测量数据通过通讯方式把信号传递给信息管理服务器10，信息管理服务器10根据测量结果和预先设定的控制程序，控制实验室里的新风、排风变风量阀门角度，从而控制风量，实现按需控制风量的要求，同时可按需检测各个不同房间的各参数状态。
本实施例信息管理服务器10的集成芯片设有循环检测模块，循环检测模块通过末端取样探头1对实验室各个房间循环动态检测，对各个房间内空气品质、通风柜等排风设备的运行状况进行实时监视，并对能耗进行分析。
本实施例通讯模块包括与电路板上连接的信号线，传感器单元箱4通过信号线的方式与信息管理服务器10连接。也可以是，通讯模块包括设置在电路板上的无线信号发射器和无线信号接收器，传感器单元箱4通过无线发射信号的方式与信息管理服务器10连接。
本实施例气路路由器变压器7和传感器箱变压器8均采用24V电压。
本实施例信息管理服务器10设有相关联的计算机软件和集成设备，设有用户控制管理中心，还可以通过互联网连接数据/信息中心。
如图6所示，本实用新型一种集成式传感器单元箱用于对实验室31个房间空气品质管理系统的实施例。每个气路路由器2设有4个供给末端取样探头1连接的插槽；4个末端取样探头1分别安装给4个实验室房间以对该房间内空气进行取样。各个气路路由器2是串连连接，每个气路路由器2设有2-6个槽，且气路路由器2设有扩展模块。采用8个气路路由器2，31个末端取样探头1，设有结构化线缆3、传感器单元箱4、真空泵5、气路路由器变压器7、传感器箱变压器8及信息管理服务器10，末端取样探头1带有温度传感器，信息管理服务器10包括集成芯片；末端取样探头1的一端连接气路路由器2，末端取样探头1的另一端安装至需要检测的实验室房间，真空泵系统5通过真空泵抽气管6连接传感器单元箱4；每一个气路路由器2设有2-6个插槽，末端取样探头1分别通过结构化线缆3连接气路路由器2；气路路由器2通过结构化线缆3连接传感器单元箱4。本实用新型检测一个房间检测需要30秒，全部房间为一个循环，一个循环的周期控制在15～20分钟左右。大概整个能带30-40个房间左右。
采用了本实用新型的技术，在气流组织良好条件下，日间3-4次/h（夜间2-3次/h）的新风换气量也能保证实验室的运行安全，实验室暖通能耗将下降40-70%，整个实验室的能耗就会降至50%以下，通过空气品质管理系统可达到节能目的。
本实用新型实验室空气品质管理系统末端取样探头1与传感器通过结构化线缆3连接，通过多路复用的采样管路，系统将空气样本从各检测地点顺序抽取到集中配置的传感器单元箱4，完成预设的测量工作，将测量数据通过通讯传递信号到空气品质管理系统。系统根据测量结果和预先设定的控制程序，控制新风、排风变风量阀门角度，从而控制风量，实现按需控制风量的要求。整个系统是一个动态的过程。该系统可对室内空气品质、通风柜等排风设备的运行状况进行实时监视，并对能耗进行分析。
本实用新型实验室空气品质管理系统，按照需求控制实验室换气次数：根据室内空气品质动态削减最低的换气次数，以达到节能的目的。确定实验室中的送、排风量时，最小通风换气率常常是决定性因素。正常的运行状态下，房间内的空气一般都是干净的，并且较低的通风换气率是可以接受的。因此当工作区域的空气是干净的时候，系统动态削减空气换气率以节省大量能耗；当有害物质偶然溢漏、释放出来时，系统会动态提高空气换气率以满足快速稀释要求。此种控制方式相对传统实验室控制方式更加节能和安全。
本实用新型实验室空气品质管理系统除了在维持实验室的正常运行情况下，还能应对各种实验室的突发状况，如通风柜内意外泄漏，实验室房间内意外泄漏，火灾等。当意外情况发生时，就地进行手动/自动安全应对，切换至紧急排风状态，同时接受房间一键紧急排风需求，当送排风阀断电情况下自动保护，针对紧急事件就地声光报警，支持紧急事件远程监视、报警及系统远程诊断。
上述实施例仅为本实用新型一个实施方式，但并不构成限制。任何未背离本实用新型的精神实质下所作的简单的修饰、改变、替代、组合、或简化，等同为等效的置换方式，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种集成式传感器单元箱，其特征在于：包括传感器单元箱（4），所述传感器单元箱（4）包括箱体、安装在箱体内的多台用于检测实验室内不同气体含量的气体传感器及传感器电源（16），所述箱体设有供给结构化线缆（3）连接的第一接口（43）和供给真空泵抽气管连接的第二接口（44），传感器单元箱（4）一侧连接有传感器箱变压器（8），所述结构化线缆（3）包括第一绝缘套（31）、设置在第一绝缘套（31）内的电源线、信号线及采气管（19）。
2.根据权利要求1所述的一种集成式传感器单元箱，其特征在于：所述第一接口（43）设有两个，第二接口（44）设有一个。
3.根据权利要求1所述的一种集成式传感器单元箱，其特征在于：所述箱体内设有多个用于容置气体传感器的传感器分隔腔，传感器分隔腔上部设有容气腔。
4.根据权利要求1或3所述的一种集成式传感器单元箱，其特征在于：所述气体传感器包括CO2传感器（12）、TVOC传感器（13）、PM 2.5传感器（14）及露点温度传感器（15）的其中两种的组合或三种的组合和四种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种集成式传感器单元箱，其特征在于：所述电源线和信号线分别为三芯电源线（20）和双绞信号线（21），所述三芯电源线（20）通过第二绝缘套（23）包裹，所述双绞信号线（21）从内到外依次包裹有金属屏蔽网（18）、铝箔（17）和第三绝缘套（24）。
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