一种风柜全自动消音系统的制作方法

1.本实用新型涉及风柜技术领域，尤其涉及一种风柜全自动消音系统。


背景技术：

2.随着时代的发展，医药行业的发展，一直是人们重点关注的领域，所以医药的研究备受重视，而在进行生物医药研究时，工作人员经常会用到风柜，保证对气体的通风，方便进行药物研究工作，传统的实验楼通常采用一个大型风柜为整栋实验楼提供风量，由一个控制器即可完成大型风柜的所有控制，存在操作变频速度慢，变频不够方便、只能在大排风量下工作，不能在极小排风量下正常工作，容易造成能源浪费；振动大、噪音高等缺点。
3.现已经授权的实用新型，专利号为cn201821752195.5，专利名称为一种多联风机控制系统，包括上位机、主控制器、若干个子控制器和若干个风机组，每个风机组包括一个电源开关、一个变频器和至少一个风机，主控制器分别与上位机和子控制器通信连接，子控制器的输出端依次通过电源开关和变频器进而与风机的输入端连接。该实用新型采用了分离式的风机组来取代传统的大型风机，不仅可以分组运行，还可以在任意风量下工作，不易造成能源浪费。
4.上述方案依然存在一下问题：1)虽然具有降噪功能，但是仅仅通过对风机的变频控制来减少振动来降低噪音的方式，其降噪功能较差，不能很好的减少噪声，依旧会影响研究人员的工作；2)监控范围不够广泛，只能对风机流量进行监控、无法对气压压力、风机振动、风速等进行监控，风速、振动、流量等均会影响系统的正常运行。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：为了解决现有技术问题，降噪效果差、监控不全面。
6.一种风柜全自动消音系统，包括上位机、主控制器、若干个子控制器和若干个风柜组，每个风柜组包括一个电源开关、一个变频器和至少一个风柜，所述主控制器分别与上位机和子控制器连接，所述子控制器、电源开关、变频器、风柜依次连接；
7.若干子控制器均包括相同的控制电路，所述控制电路包括控制器模块、传感器模块、声音发生装置、报警装置；
8.所述控制器模块包括子控制器、通信模块、电源模块、存储模块、显示模块，所述通信模块、电源模块、存储模块、显示模块分别与子控制器连接；
9.所述传感器模块包括加速度传感器、噪音传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器，所述加速度传感器、噪音传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器分别与子控制器连接；
10.所述声音发生装置、报警装置分别与子控制器连接；
11.所述上位机包括工控机、输入设备、输出设备；
12.所述工控机与主控制器连接；
13.所述输入设备包括鼠标、键盘，所述鼠标、键盘分别与工控机连接；
14.所述输出设备包括打印机、显示器，所述打印机、显示器分别与控制处理器连接。
15.进一步的，所述报警装置为声光报警器。
16.进一步的，所述通信模块包括rs232通信接口、rs485通信接口和移动通信接口中的至少一种。
17.进一步的，所述噪音传感器采用噪音传感器cg
‑
08。
18.进一步的，所述压力传感器采用kap05压力变送器。
19.进一步的，所述风速传感器采用超声波风速传感器。
20.进一步的，所述流量传感器采用afm3000气体流量传感器。
21.进一步的，每个风柜组包括若干个串联连接的风柜。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
23.1.本实用新型一种风柜全自动消音系统，通过若干风柜组的设计，使得风柜变频速度更快，变频更方便，能使得分风柜组在最优的运行功率下运行，满足用户风量需求，使得风柜组的振动更小、噪音更低。
24.2.本实用新型一种风柜全自动消音系统，通过噪音传感器组群的设计，精确拾取各风柜组内部的噪音，并通过声音产生装置产生相反相位、相同大小的声波，通过相消叠加来衰减噪音，实现了风柜组的有效降噪。
25.3.本实用新型一种风柜全自动消音系统，通过加速度传感器、流量传感器、压力传感器、风速传感器对风柜组的运行状态进行实时检测，通过上位机实现了风柜的远程监控，同时通过打印机和显示器可以更好的实现风柜的监测，更加方便维修，有利于提高风柜的使用周期。
附图说明
26.图1为本实用新型的整体系统图；
27.图2为本实用新型的子控制器系统图。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.一种风柜全自动消音系统，包括上位机、主控制器、若干个子控制器和若干个风柜组，每个风柜组包括一个电源开关、一个变频器和至少一个风柜，所述主控制器分别与上位机和子控制器连接，所述子控制器、电源开关、变频器、风柜依次连接；
30.所述若干子控制器均包括相同的控制电路，所述控制电路包括控制器模块、传感器模块、声音发生装置、报警装置；
31.所述控制器模块包括子控制器、通信模块、电源模块、存储模块、显示模块，所述通信模块、电源模块、存储模块、显示模块分别与子控制器连接；
32.所述传感器模块包括加速度传感器、噪音传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器，所述加速度传感器、噪音传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器分别与子控
制器连接；
33.所述声音发生装置、报警装置分别与子控制器连接；
34.所述上位机包括工控机、输入设备、输出设备；
35.所述工控机与主控制器连接；
36.所述输入设备包括鼠标、键盘，所述鼠标、键盘分别与工控机连接；
37.所述输出设备包括打印机、显示器，所述打印机、显示器分别与控制处理器连接。
38.本方案的工作原理简述：
39.风柜组，用于提供风量。本实用新型设置了若干个风柜组每个风柜组只需提供对应的风量即可，通过这样分布式的风柜既可以提供传统大型风柜的大风量，也可以提供小风量，不易造成能源浪费；通过若干个风柜组的变频器来变频，与传统大型风柜通过一个变频器变频的方式相比，变频速度更快，变频更方便。当实验楼需求的风量较小时，只需要通过子控制器控制部分风柜组工作来均摊风量即可，能使得这部分风柜组在最优的运行功率下运行，从而在满足用户风量需求的情况下使得风柜组的振动更小，使得噪音更低，对实验室的仪器和工作人员影响小，采用这样多联风柜可以放到更接近实验室的地方，减少管路设计难度和成本；风柜组的分离式设计也便于在不影响实验楼通风的情况下维护。
40.每个风柜组包括一个电源开关、一个变频器和至少一个风柜，电源开关用于通过电源的开关来控制该风柜组的变频器和风柜是否工作。电源开关、变频器和风柜均可采用现有的常用结构或模块来实现，在此不再重复描述。子控制器用于控制对应连接的风柜组，并与主控制器通信；主控制器，用于控制所有子控制器，并与上位机进行通信。然而，仅仅通过风柜组的变频控制，大量风柜共同的工作时的噪音还是无法彻底消除，风柜组本声的噪音与环境噪音一起作用，也会影响研究人员的正常工作，影响其工作效率，不利于科研工作，针对这一缺点，在每个风柜上都设置了噪音传感器，所述噪音传感器并不是单一的传感器，而是传感器分布群，设置若干传感器，检测效果更好，更加精确，用于拾取风柜组内部噪音，所述声音发生装置用于产生声波，具体的，通过噪音传感器将检测到的噪音信号传送给子控制器，子控制器根据接收的信号控制声音发生装置产生与所述噪声信号的声波大小相等，相位相反的声波辐射，通过相消叠加来衰减所述风柜组内部中发生的声音。
41.子控制器电路均包括控制电路，电源模块内部可包括电源管理芯片，其通过电源线连接控制芯片的电源接口；通信模块，用于实现子控制器与外部设备(如风速传感器、流量传感器、噪音传感器、上位机等)的通信。显示模块，用于对传感器模块检测的数据进行显示。上位机发出的远程控制信号通过移动通信等方式发送给主控制器，主控制器再根据该远程控制信号触发相应的控制信号，并将触发的控制信号通过rs485等方式发送至子控制器；子控制器最后触发电源开关控制信号给对应风柜组的电源开关，使得对应风柜组的风柜工作，实现风量的供给，此外，子控制器还可以通过加速度传感器、流量传感器、风速传感器、压力传感器获取风柜振动、流速、风速、压力等信息并通过主控制器上传给上位机，以便于上位机进行风柜状态的远程监控，若出现异常，通过报警模块报警，提醒工作人员，从而实现了风柜运行状态的监测与预警，继而保证风柜的正常运行，有利于提高风柜的使用寿命，通过若干个风柜组的分组监控与报警，监控更加全面、报警更加精确。
42.上位机包括工控机、输入设备、输出设备，工控机，工控机用于与主控制器进行通信，用户可以通过鼠标键盘输入报警阀值，也可以输入风柜工作时间、工作数量等数据，用
户可以通过显示器获取各个风柜的运行状态，以实现对风柜的远程检测，更加方便，同时可以通过打印机打印风柜组的耗电量、工作时长、振动、流量等相关数据，从而更加方便的观察风柜的运行情况，有利于完成对风柜的维修工作。
43.进一步的，所述报警装置为声光报警器，为了能够保证预警的效果，本实用新型使用声光报警灯来实现。它是通过声音和灯光两种触觉来让人们意识到危险发生。除此之外，该种灯还有颜色之分，有红、黄、蓝这三种常见等级颜色，可以很好的实现基于风柜故障等级的预警。
44.进一步的，所述通信模块包括rs232通信接口、rs485通信接口和移动通信接口中的至少一种，rs485通信接口可用于实现主控制器与子控制器间的通信，rs232通信接口可用于实现主控制器或子控制器与外部设备(如红外设备)的通信；移动通信接口用于实现主控制器与上位机间的通信。
45.进一步的，所述噪音传感器采用噪音传感器cg
‑
08，所述噪音传感器cg
‑
08内置信号采样及放大、漂零及噪声补偿功能，用户接口简洁、方便。外型小巧轻便，便于携带和连接。
46.进一步的，所述压力传感器采用kap05压力变送器，kap05小巧压力变送器是一种高性价比、防潮能力强、抗电磁干扰能力强的变送器。
47.进一步的，所述风速传感器采用超声波风速传感器，超声波风速传感器具有无惯性测量，无启动风速限制零风速工作，360
°
全方位无角度限制，能够同时获得风速和风向数值，输出平稳的优点。
48.进一步的，所述流量传感器采用afm3000气体流量传感器，afm3000系列传感器是奥松电子的气体流量计，afm3000采用5v电源电压工作，具有数字i2c接口。输出测量结果经过内部信号校准和温度补偿，测量数据精确。
49.进一步的，每个风柜组包括若干个串联连接的风柜，本实用新型可以通过在每个风柜组中采用若干个串联连接的风柜来进一步灵活调整该风柜组的风量，更加灵活，扩展性更好。
50.值得注意的是：本方案中的上位机、子控制器、主控制器、电源开关、变频器、风柜、加速度传感器、噪音传感器、风速传感器、流量传感器、压力传感器、声音发生装置等均为现有技术中的常用电路或实物，本方案的创新不在于单个的电路上，而是数个模块以及电路的配合实现了多组风柜的变频控制，实现了风柜组的有效降噪以及风柜振动、流量、风速、风压的远程监测与预警。
51.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。