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實驗室安全建設(shè)| 走好穩(wěn)步抗疫第一步

2021-08-200

前言


南京疫情傳播鏈延長!再延長!正在國內(nèi)流行的德爾塔變異毒株,傳播速度快!體內(nèi)復(fù)制快!轉(zhuǎn)陰時間長!南京疫情傳播鏈仍在繼續(xù)延伸,且呈多點擴散外溢態(tài)勢,除此之外,剛剛經(jīng)歷了暴雨災(zāi)害的鄭州,疫情形勢也不容樂觀,截至8月4日,鄭州已累計感染101人,目前此次疫情至少波及15省超22個城市,7月全國累計報告新增本土確診病例328例,接近此前5個月的總和,防控形勢嚴峻。


此次疫情來勢兇猛,實驗室的病毒測序及相關(guān)研究是查明病毒來源、研發(fā)疫苗、臨床診治等工作順利進行的前提。而隨互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)運而生的智慧實驗室也給病毒數(shù)據(jù)的采集以及相關(guān)技術(shù)的研究帶來更多可能。


高品質(zhì)的空氣質(zhì)量和濕度正是“智慧實驗室”安全實驗的一個重要的起點保障。實驗室的排風(fēng)機控制系統(tǒng)的升級設(shè)置確保最佳能耗的同時最大化的安全運行,保證實驗室空氣質(zhì)量,為工作人員創(chuàng)建更高效、舒適、安全的實驗室環(huán)境。

圖片



淺談實驗室排風(fēng)機壓力控制


今天,我們就來談一下實驗室的排風(fēng)機控制,用科學(xué)有效的排風(fēng)機控制的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)確保將在實驗過程中危害人體和環(huán)境的有害氣體,經(jīng)過排風(fēng)管道及過濾系統(tǒng)將有害物質(zhì)過濾掉再經(jīng)排風(fēng)機排到大氣中,有效確保實驗室空氣質(zhì)量,保障實驗室安全。


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在排風(fēng)過程中根據(jù)系統(tǒng)的大小和多少就會產(chǎn)生大小不一的排風(fēng)管道,針對單個房間的排風(fēng)相對比較容易控制(如加一個固定風(fēng)量的排風(fēng)系統(tǒng)就可以解決),對于稍微大點的系統(tǒng),如在一個實驗室中有 1 個排風(fēng)柜,2 個萬向罩,這樣就需要通過各個風(fēng)口的風(fēng)閥開關(guān)狀態(tài)來設(shè)定風(fēng)機的頻率,使排風(fēng)量達到各自的要求。


但是對于較大的系統(tǒng)再這樣控制就比較麻煩和難以控制了,如有 3個實驗室,每個實驗室之中都有 2 個到 3 個萬向罩和 3 到 4 個實驗柜,再用單個排風(fēng)機的數(shù)量做排列組合控制風(fēng)機的頻率控制排風(fēng)量就不現(xiàn)實了,因為在這個過程不是所有的設(shè)備都單獨使用或者同時使用,而是隨機性比較大。在這種情況下我們就通過排風(fēng)壓力來控制風(fēng)機的頻率,相對于其它的方式要簡單一些。


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通過排風(fēng)壓力來控制風(fēng)機的頻率從而達到控制風(fēng)量的目的,在這一系統(tǒng)中有排風(fēng)管道系統(tǒng),過濾系統(tǒng),動力及控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中管道的分布及口徑大小的設(shè)計最為重要,如在管道的排風(fēng)近端與遠端的距離很長,就會導(dǎo)致在排風(fēng)量一定的情況下,近端的排風(fēng)量就會很大,遠端就會很小;


再就是管道的粗細和風(fēng)口的大小同樣影響著各個排風(fēng)口的排風(fēng)量,故在設(shè)計時要考慮管道的口徑、分布是否均勻及排風(fēng)口選型是否合理,否則自控根本無法實現(xiàn)!動力及控制系統(tǒng)是決定系統(tǒng)能否正常運行的關(guān)鍵部分,這就要求根據(jù)工藝特點進行控制,一般用風(fēng)速和風(fēng)壓來控制風(fēng)機,其中風(fēng)速在運行過程中相對于風(fēng)壓不是很穩(wěn)定,故選風(fēng)壓來控制。


控制器(RWG)通過風(fēng)壓來控制排風(fēng)的調(diào)試是比較常見的,一般控制思路是測量管道風(fēng)壓(風(fēng)壓傳感器要安裝到直管段上,防止測量不準),通過風(fēng)壓來控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,通過風(fēng)閥的開啟(通過風(fēng)閥的開到位信號來實現(xiàn))來控制風(fēng)機的啟停。


這一控制與我們正常的壓差控制循環(huán)泵很相似,但是它也有自身的一些特點:

01

數(shù)據(jù)采集不穩(wěn)定

風(fēng)的壓力不穩(wěn),與管道的口徑、安裝材料的好壞等都有密切關(guān)系,從而造成采集數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定,對后續(xù)的頻率調(diào)節(jié)造成很大的影響。


02

系統(tǒng)反應(yīng)速度快

系統(tǒng)的控制速度要求反應(yīng)很快,主要是風(fēng)速的變化很快。


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由這兩點就決定著 PID 調(diào)節(jié)要注意以下幾點:

01

設(shè)定合理的PID值

設(shè)定合理的 PID 值,在開機調(diào)節(jié)時,風(fēng)機的轉(zhuǎn)速對風(fēng)壓影響還不是很大,此時 PID 的輸出信號會增強很快,當(dāng)風(fēng)壓到達設(shè)定值時,信號輸出存在一定的延遲會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的壓力急劇上升,如果控制不及時會導(dǎo)致風(fēng)機將通風(fēng)管道吸扁或管道破裂,當(dāng)輸出信號下降過程中也同樣會導(dǎo)致風(fēng)壓急劇下降,所以在調(diào)試時一定要將 PID 值設(shè)定到合理的區(qū)間內(nèi)。


02

設(shè)置合理死區(qū)

為了減少系統(tǒng)的波動,可以設(shè)置合理的死區(qū),防止由于風(fēng)壓的不穩(wěn)導(dǎo)致風(fēng)機頻率的頻繁變化。


03

系統(tǒng)開機時設(shè)置開機頻率

系統(tǒng)開機時設(shè)置開機頻率,該頻率值要大于單開任何一個風(fēng)口的壓力,此時在風(fēng)機啟動后就會直接達到所需要的頻率,當(dāng)風(fēng)機頻率達到設(shè)定頻率后再將頻率轉(zhuǎn)為 PID 調(diào)節(jié),此時調(diào)節(jié)會躲過一開機啟動的震蕩,從而使系統(tǒng)能比較穩(wěn)定的運行。


04

調(diào)試系統(tǒng)設(shè)定最大頻率

在調(diào)試時系統(tǒng)要設(shè)定最大頻率,防止系統(tǒng)在使用過程中由于參數(shù)設(shè)定不合理從而發(fā)生頻率過大對管道造成的傷害。如何設(shè)定最大頻率,此時的方法是將該系統(tǒng)中的所有閥門都打開,讓風(fēng)機全頻運行,測試排風(fēng)口的風(fēng)量,使各個風(fēng)口均達到風(fēng)機設(shè)定風(fēng)速,此時的風(fēng)機頻率就是風(fēng)機的最大頻率。


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總之,排風(fēng)機的壓差控制風(fēng)量在應(yīng)用中是比較好實現(xiàn)的,但是與參數(shù)設(shè)定和系統(tǒng)工藝有很大的關(guān)系,這就要求我們在應(yīng)用中不斷總結(jié)經(jīng)驗來完善控制,使系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定的運行。

面對疫情的肆意侵擾,科學(xué)人員的實驗室研究成果是抵御疫情的一劑良藥,為科研人員營造安全可靠的研究場所,保證實驗室內(nèi)空氣流通的安全性是十分必要的。相信在各界同仁的共同努力下,我們將會在短時間內(nèi)取得有效的戰(zhàn)疫成果。濟南工達也將繼續(xù)為實驗室安全建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻。


濟南工達捷能科技發(fā)展有限公司

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