摘要：隨著工業(yè)化的發(fā)展，實驗室也開始朝著集中化和大型化的方向發(fā)展，在這種背景下，相關(guān)的工作人員便面臨著能耗和安全健康量大問題。而變風(fēng)量排風(fēng)柜的應(yīng)用提供了一種良好的解決途徑，能夠有效解決實驗室面臨的人員安全健康和節(jié)能問題，值得在相關(guān)的實踐中推廣應(yīng)用。

引言

近些年來，全球工業(yè)發(fā)展水平不斷提升，在這一過程中，實驗室發(fā)揮了巨大的作用，并開始逐漸向著集中化和大型化的方向發(fā)展。在這種情況下，實驗室工作人員的健康和安全以及能耗便成為了比較突出的問題。排風(fēng)柜作為一種重要的實驗室局部通風(fēng)設(shè)備，開始獲得了非常廣泛的應(yīng)用，本文主要基于筆者的實踐經(jīng)驗，對其中的基于變風(fēng)量技術(shù)的變風(fēng)量型排風(fēng)柜在工業(yè)實驗室中的具體應(yīng)用進行了探討。

1 變風(fēng)量排風(fēng)柜及其應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 定風(fēng)量技術(shù)

由于變風(fēng)量技術(shù)是在定風(fēng)量技術(shù)上發(fā)展起來的，本文在對變風(fēng)量技術(shù)在工業(yè)排風(fēng)中的應(yīng)用進行分析之前，將首先對定風(fēng)量系統(tǒng)進行簡要的介紹。顧名思義，定風(fēng)量技術(shù)也即是風(fēng)量在控制過程中是不會變化的，其是一個恒定的值，更不會對于控制的設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測等環(huán)節(jié)。從上文中的分析可以看出，定風(fēng)量系統(tǒng)的設(shè)計雖然單，在使用中不需要過多的投資，不過采用該定風(fēng)量系統(tǒng)時還應(yīng)該對安全性進行商榷，究其原因，主要是風(fēng)速會伴隨著排風(fēng)柜調(diào)節(jié)們位置的改變而變化，因此，定風(fēng)量排風(fēng)柜不能控制排風(fēng)柜面風(fēng)速。同時，定風(fēng)量系統(tǒng)的擴展性也相對不靈活，而且存在著較大的噪聲，再加上壓力變化和波動還會導(dǎo)致空氣流量存在著較大的誤差，一旦當(dāng)風(fēng)機或者系統(tǒng)改變、性能變差時，每一個位置的風(fēng)閥都需要重新進行平衡。

1.2 變風(fēng)量技術(shù)

隨著定風(fēng)量技術(shù)的不斷發(fā)展，便出現(xiàn)了變風(fēng)量技術(shù)，也即是說，排風(fēng)柜通常性質(zhì)的功能特征，變風(fēng)量排風(fēng)柜也是具備的，最為明顯的差異便是位于變風(fēng)量排風(fēng)柜中的風(fēng)機轉(zhuǎn)速、閥門等可以依據(jù)實際需求進行調(diào)節(jié)，繼而使其能夠保持在一個可以滿足實際需求的定值之上。排風(fēng)柜設(shè)有當(dāng)操作門關(guān)閉時提供規(guī)定最小風(fēng)量的旁通進風(fēng)百葉。恒定的罩面風(fēng)速可使排風(fēng)柜內(nèi)操作空間的有害物質(zhì)的外溢減少到最低程度,，繼而能夠有效保證工業(yè)實驗室內(nèi)操作人員的身體健康。

1.3 變風(fēng)量排風(fēng)柜的應(yīng)用優(yōu)勢

變風(fēng)量排風(fēng)柜在工業(yè)實驗室中應(yīng)用有著明顯的優(yōu)勢，一是明顯減少了送風(fēng)熱濕處理以及當(dāng)其他控制時候的相應(yīng)能量損耗；二是在前期的系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)中就進行了仔細的考慮，通過對其中相關(guān)風(fēng)速以及功率能耗等的詳細分析，使得設(shè)計出來的變風(fēng)量系統(tǒng)具有較好的節(jié)能潛力，這也是定風(fēng)量系統(tǒng)所無法具備的功能。因此，近些年以來，變風(fēng)量排風(fēng)柜開始被廣泛應(yīng)用到工業(yè)排風(fēng)環(huán)境之中，取得了良好的應(yīng)用效果。

2 工業(yè)實驗室中變風(fēng)量控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 變風(fēng)量控制流程

對于工業(yè)實驗室中的變風(fēng)量排風(fēng)柜的控制來說，最關(guān)鍵的技術(shù)在于對風(fēng)量的改變技術(shù)，而在目前的實際應(yīng)用中，自控技術(shù)以及變頻風(fēng)機技術(shù)是其應(yīng)用的主要技術(shù)，該種控制方式是閉環(huán)的模式，可以將其控制流程歸納如下所示：

圖 變風(fēng)量控制系統(tǒng)的控制流程

其主要的控制流程分析如下：

1）在該控制流程中，輸入變量的選取是第一步也是非常重要的步驟，對于輸入變量的選取，應(yīng)該具有一定的典型型，繼而為后續(xù)的變風(fēng)量有效確定奠定基礎(chǔ)。2）接下來便是關(guān)鍵的控制器處理環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)將針對系統(tǒng)輸入的變量進行相應(yīng)的計算、分析以及處理等過程，也即是說，控制器通過設(shè)置的邏輯分析和判斷功能，將其和設(shè)定值進行對比，最后將執(zhí)行的結(jié)果命令發(fā)送給執(zhí)行器進行下一步驟。3）執(zhí)行器對控制器發(fā)來的命令進行處理也是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其是實現(xiàn)變風(fēng)量控制過程的直接執(zhí)行者，在其執(zhí)行過程中是動態(tài)的修正過程，在一定的時間內(nèi)讓輸入的變量可以進一步貼近系統(tǒng)的設(shè)定值，繼而達到良好控制的目的。

2.2 變風(fēng)量的控制策略

根據(jù)輸入變量之間存在的差異，變風(fēng)量排風(fēng)柜應(yīng)用的控制技術(shù)主要存在如下兩種：1）面風(fēng)速控制技術(shù)。在面風(fēng)速控制技術(shù)之中，面風(fēng)速值是該種控制方法的主要輸入信號，其測量的方法主要是對拉門開口處的位置進行測量，然后基于排風(fēng)管上的閥門有效達到控制的目的。2）拉門位置控制技術(shù)。相比于面風(fēng)速控制方法，拉門位置控制方法應(yīng)用的核心主要是傳感器，在測量到相應(yīng)的流速、風(fēng)量后，最后對需要調(diào)節(jié)的排風(fēng)量進行計算，具有比面風(fēng)速控制方法更為穩(wěn)定和抗干擾能力強的特性，而且還屬于開環(huán)的控制方式。不過究竟需要采用哪一種方法，目前并沒有一個統(tǒng)一的定論，還需要結(jié)合項目的實際情況進行選用。

3 結(jié)束語

隨著我國工業(yè)水平的不斷進步，實驗室的重要性將越來越清晰地展現(xiàn)在人們的面前，而可以預(yù)見的是，未來我國將會出現(xiàn)各種類型的實驗室，而也希望通過本文的分析，能夠為實驗室的通風(fēng)排風(fēng)提供一定的借鑒意義，繼而為實驗室工作人員的健康提供保障。