[发明专利]一种变风量通风控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种变风量通风控制系统，包括控制器、高精度位移传感器和执行器和风阀，高精度位移传感器用于检测视窗的位移速度，并传输至控制器；风阀用于调节通风柜内风量的大小；控制器通过执行器能调节风阀的开度；控制器能通过视窗的位移速度计算出视窗的高度，并对视窗的位移速度与临界速度V进行比较，如果视窗的上升速度大于临界速度V，则控制器通过执行器先将风阀的开度调节至最大，视窗上升结束后再将风阀调节至与视窗的高度对应的开度；如果视窗的下降速度大于临界速度V，则控制器通过执行器缓慢减小风阀的开度，视窗下降结束后再将风阀调节至与视窗的高度对应的开度。通过改进能防止实验时有害气体的外逸。

技术领域

本发明涉及通风柜领域，特别是涉及一种变风量通风控制系统及控制方法。

背景技术

通风柜是实验室重要的安全设备，主要用于排出室内各种废气。在日常的实验时，经常需要进行如倾倒、混合、配置、消化等操作，而这些操作常产生一些有毒、有害的气体、烟雾等，会对实验室工作人员的健康造成一定的危害。通风柜能高效率地将烟雾、气体排放出去，为实验室工作人员提供一个更安全的操作空间。因此，工作人员每天都有很多时间跟通风柜打交道，良好的系统交互对工作人员来说很重要。

通风柜的柜面风速在接近0.5m/s的时候，可以很好的防止有害气体的外逸，过低的柜面风速无法有效捕捉排放的有害物质，过高的柜面风速会导致通风柜内气流形成紊流或涡流，同样可能导致有害物质逸出。为确保排风效果，通风柜通常采用VAV变风量控制方式，使柜面风速稳定在0.5m/s±5%的范围内。在视窗上升和下降的过程中，需要通过位移传感器来获取视窗高度的参数，从而计算出当前视窗高度所需要的风量，根据所需的风量来调节风阀的开度，以获得稳定的柜面速度。这种控制方法可以在一定的响应时间内将柜面风速调整到所需的范围，但是在调节的过程中会有一段时间因为风量不足而导致面风速无法达到理想的风速。例如，当视窗快速拉到最高位置时，在拉升的过程中，高度传感器存在采样周期Δt，因而在对应的这段时间Δt内柜面风速达不到理想数值。在视窗快速下降的过程中，手部动作和视窗运行会干扰气流的走向，如果风速不足的话，也容易导致有害气体的外逸。因而，需要对现有的变风量通风控制系统的控制方法进行改进。

发明内容

本发明的第一个发明目的在于针对背景技术中所述的现有的变风量通风柜的控制系统在响应时间段，柜面风速无法达到理想数值的问题，提供一种能够解决前述问题的变风量通风控制系统。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种变风量通风控制系统，包括控制器、高精度位移传感器和执行器和风阀，

高精度位移传感器用于检测变风量通风柜的视窗的位移速度，并将检测到的视窗的位移速度信号传输至控制器，高精度位移传感器与控制器信号连接；

风阀用于连接抽风装置，通过调节风阀的开度能够调节通风柜内风量的大小；

执行器与风阀连接，执行器与控制器信号连接，执行器能根据控制器发送来的控制信号调节风阀的开度；

控制器用于对高精度位移传感器发送来的视窗的位移速度信号进行计算，计算出视窗的高度值，并对视窗的位移速度与临界速度V进行比较，如果视窗的上升速度大于临界速度V，则判定视窗处于快速拉升状态，控制器向执行器发送控制信号，执行器先将风阀的开度调节至最大，待到视窗上升结束后，控制器根据视窗的高度向执行器发送控制信号，使执行器将风阀的开度调节至与视窗的高度对应的开度；

如果视窗的下降速度大于临界速度V，则判定视窗处于快速下降状态，控制器向执行器发送控制信号，执行器缓慢减小风阀的开度，待到视窗下降结束后，控制器根据视窗的高度，向执行器发送控制信号，将风阀开度调节至与视窗的高度对应的开度。

在上述方案中，所述的执行器优选电动快速风阀执行器。通过这种设置，能通过控制器快速自动调节风阀的开度，满足风量控制的要求。

在上述方案中，所述的高精度位移传感器为高精度拉绳位移传感器。通过这种设置，能使对视窗高度的检测精度更高，响应速度更快。