实验室环境监控系统由环境测点、监控主机、远程管理软件及工控模块组成,能够对实验室的内部环境和外部环境进行监测及必要控制,具有实时性好、数据传输可靠性高、智能性好等优势特点。
(1)空气温湿度监测:
实验室内气温、相对湿度和气流速度等,对在实验室工作的人员和仪器设备有影响。所以实验室要求温度控制在23±5℃,相对湿度保持在50~70%。所以,在实验室环境监测系统中通常使用温湿度变送器对实验室的空气温湿度进行长期在线监测。
温湿度变送器采用标准的86尺寸壳体,采用军工级弹簧式免螺丝端子,一压一插即可接线,现场安装简单方便;测量模块使用带有自校准功能的进口温湿度传感器,能够精确测量实验室的空气温湿度,经内部进口的工业级微处理芯片处理后,将实时信息通过自带的液晶屏实时显示,同时按照一定的规律将数据输出;而且其内置蜂鸣器,若温湿度超限会就地报警。
(2)消防监测
火情是实验室重点监测的要素之一。烟雾报警器作为消防预警装置,它能够监测有无火情并发出强烈的报警声。烟雾报警器由烟雾传感器和光电感烟器件组成,采用光电感烟式监测原理,当烟雾虽空气运动到报警器内部后,烟雾粒子会将部分光束散射到感光元件上,当到散射在传感器上的光束达到一定的程度时,报警器自动识别有火警,这时蜂鸣器会就地发出强烈的响声,并将火警信号发送至火警消防监测中心。
(3)安防监测
从安全的角度考虑,实验室一般是不准外人进入的。在实验室的出入口处通过安装人体红外探测器,设备通过内置的人体双元热释红外传感器和少量外接元器件,能够对实验室门口实现360度的全方位探测,当有人或动物误闯入红外探测区域时,探测器会自动对他进行探测,若发现他在区域内活动,会立刻启动安全报警功能,起到安防的作用。
(4)洁净度监测
室内洁净度是也是实验室重点监测的要素之一。空气质量变送器是一款工业级通用颗粒物浓度的监测设备。它采用激光散射测量原理,通过独有的双频数据采集技术和独特的科学算法,对单位体积内的等效粒径颗粒物粒子个数进行筛分,并以±10%的一致性同时输出颗粒物PM2.5PM10的质量浓度,实现精准监测。
(5)环境监控主机
在实验室环境监控系统中环境监控主机起到数据收集,数据存储及数据上传的功能。同时,小主机还具有设备管理,设置各要素上下限值的功能。若数据超限,它一方面通过屏幕轮显式,另一方面通过内置的手机卡以电话、短信的方式可同时向5个人通知环境超限的信息,实现脱机报警。
(6)智能控制
工控模块是一种通用型开关量数据采集模块,主要由电源电路、隔离开关量输入电路、隔离 RS485 通信电路及 MCU 等部分组成。一旦系统监测到实时数据超限,会立即通过平台报警、电话报警、短信报警、邮件报警、声光报警等形式告警,并同时通过监控主机发送智能联动命令给M88工控模块,智能开启或关闭空调、通风等相关设施。
(7)远程管理中心
环境监控平台是实验室环境监控系统的管理中心,它接收环境主机上传的所有数据,以数字、曲线、地图的形式在界面显示各实验室环境的实时情况;主动存储接收的所有历史数据,通过列表、曲线、柱状图等形式展示,支持用户生成分析报表下载打印,并将其保存两年的时间。
(8)各类气体监测
实验室内因化学反应产生产生的有毒气体,如一氧化碳,二氧化硫等,或可燃性气体甲烷等,在低密度时对人体基本无害,若一旦超限就会对实验室内的工作人员构成巨大危,为保证室内气体浓度在安全数值以下,需要通过安装一氧化碳变送器、二氧化硫变送器、甲烷变送器、氨气变送器等各类气体变送器对各类气体进行实时监测。
实验室环境监控系统采用Web架构设计,采用传感器、物联网、数据传输及云计算等技术,管理人员通过云平台能够对实验室内的监测设备进行远程监控管理及参数设定,实现了管理的便捷性、数据的实时性,提高实验室的运维效率,确保环境安全。
(1)空气温湿度监测:
实验室内气温、相对湿度和气流速度等,对在实验室工作的人员和仪器设备有影响。所以实验室要求温度控制在23±5℃,相对湿度保持在50~70%。所以,在实验室环境监测系统中通常使用温湿度变送器对实验室的空气温湿度进行长期在线监测。
温湿度变送器采用标准的86尺寸壳体,采用军工级弹簧式免螺丝端子,一压一插即可接线,现场安装简单方便;测量模块使用带有自校准功能的进口温湿度传感器,能够精确测量实验室的空气温湿度,经内部进口的工业级微处理芯片处理后,将实时信息通过自带的液晶屏实时显示,同时按照一定的规律将数据输出;而且其内置蜂鸣器,若温湿度超限会就地报警。
(2)消防监测
火情是实验室重点监测的要素之一。烟雾报警器作为消防预警装置,它能够监测有无火情并发出强烈的报警声。烟雾报警器由烟雾传感器和光电感烟器件组成,采用光电感烟式监测原理,当烟雾虽空气运动到报警器内部后,烟雾粒子会将部分光束散射到感光元件上,当到散射在传感器上的光束达到一定的程度时,报警器自动识别有火警,这时蜂鸣器会就地发出强烈的响声,并将火警信号发送至火警消防监测中心。
(3)安防监测
从安全的角度考虑,实验室一般是不准外人进入的。在实验室的出入口处通过安装人体红外探测器,设备通过内置的人体双元热释红外传感器和少量外接元器件,能够对实验室门口实现360度的全方位探测,当有人或动物误闯入红外探测区域时,探测器会自动对他进行探测,若发现他在区域内活动,会立刻启动安全报警功能,起到安防的作用。
(4)洁净度监测
室内洁净度是也是实验室重点监测的要素之一。空气质量变送器是一款工业级通用颗粒物浓度的监测设备。它采用激光散射测量原理,通过独有的双频数据采集技术和独特的科学算法,对单位体积内的等效粒径颗粒物粒子个数进行筛分,并以±10%的一致性同时输出颗粒物PM2.5PM10的质量浓度,实现精准监测。
(5)环境监控主机
在实验室环境监控系统中环境监控主机起到数据收集,数据存储及数据上传的功能。同时,小主机还具有设备管理,设置各要素上下限值的功能。若数据超限,它一方面通过屏幕轮显式,另一方面通过内置的手机卡以电话、短信的方式可同时向5个人通知环境超限的信息,实现脱机报警。
(6)智能控制
工控模块是一种通用型开关量数据采集模块,主要由电源电路、隔离开关量输入电路、隔离 RS485 通信电路及 MCU 等部分组成。一旦系统监测到实时数据超限,会立即通过平台报警、电话报警、短信报警、邮件报警、声光报警等形式告警,并同时通过监控主机发送智能联动命令给M88工控模块,智能开启或关闭空调、通风等相关设施。
(7)远程管理中心
环境监控平台是实验室环境监控系统的管理中心,它接收环境主机上传的所有数据,以数字、曲线、地图的形式在界面显示各实验室环境的实时情况;主动存储接收的所有历史数据,通过列表、曲线、柱状图等形式展示,支持用户生成分析报表下载打印,并将其保存两年的时间。
(8)各类气体监测
实验室内因化学反应产生产生的有毒气体,如一氧化碳,二氧化硫等,或可燃性气体甲烷等,在低密度时对人体基本无害,若一旦超限就会对实验室内的工作人员构成巨大危,为保证室内气体浓度在安全数值以下,需要通过安装一氧化碳变送器、二氧化硫变送器、甲烷变送器、氨气变送器等各类气体变送器对各类气体进行实时监测。
实验室环境监控系统采用Web架构设计,采用传感器、物联网、数据传输及云计算等技术,管理人员通过云平台能够对实验室内的监测设备进行远程监控管理及参数设定,实现了管理的便捷性、数据的实时性,提高实验室的运维效率,确保环境安全。