1、在一些涉及到有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì)的實驗中，為了保護實驗者的安全，防止實驗中的污染物質(zhì)向?qū)嶒炇抑袛U散，實驗過程通常要在通風柜中完成。通風柜包括柜體、柜面視窗和與之相連通的通風管道，通風管道與排風系統(tǒng)相連接，排風系統(tǒng)向外部排風使柜體內(nèi)形成負壓，使得柜體內(nèi)的有害氣體沿通風管道排出，即需要在柜面視窗開口處保持一定的新風吸入速度才能防止通風柜內(nèi)有害氣體逸出。
 2、正常情況下，新風吸入速度與實驗物質(zhì)有關，一般無毒的污染物為0.25～0.38m／s，有毒或有危險的有害物為0.4～0. 5m／s，毒或有少量放射性為0.5～0.6m／s，氣狀物為0. 5m／s，粒狀物為Im/s。
3、為了確保這樣的風速就需要實驗室通風柜風機持續(xù)排風，使通風柜內(nèi)維持一定的負壓。但是由于在實驗過程中需要不斷進行調(diào)整實驗儀器、更改實驗步驟等操作，開啟、關閉柜面視窗，柜面視窗開啟的大小，會造成窗口處風速的變化，會使柜面視窗開啟窗口處的表征窗口面積與風速關系的柜面風速改變，通風柜內(nèi)的負壓無法維持，因此在設計風機排風功率時需要以柜面視窗*開啟時能夠維持柜內(nèi)負壓的排風量為參考值，但是柜面視窗*開啟或部分開啟的時間只占實驗過程的10%至30%，會造成排風系統(tǒng)設計時的功率浪費，對于需要連接眾多通風柜的排風系統(tǒng)來說，浪費更甚。同時由于柜面視窗關閉或部分關閉時，柜內(nèi)的負壓容易維持，風機大功率排風會導致柜內(nèi)的負壓過高，新風吸入速度成倍增長，形成空氣流動噪音，破壞實驗室的靜音環(huán)境。
4、通常解決問題的方法是人工調(diào)整通風管道中的風量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)通風柜的排風量，當風量調(diào)節(jié)閥的碟板調(diào)節(jié)到某一角度時柜面視窗開口處達到希望的柜面風速。人工方式控制精度不高，時效性差，容易造成通風柜內(nèi)有害氣體逸出。
5、本發(fā)明的目的是提供一種通風柜的柜面風速控制系統(tǒng)，解決通風柜的柜面風速無法隨柜面視窗開啟尺寸有效調(diào)節(jié)的技術(shù)問題。
7、本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用上述通風柜的柜面風速控制系統(tǒng)，進行風速控制的方法，解決通風環(huán)節(jié)能耗過高的技術(shù)問題。
8、本發(fā)明的通風柜柜面風速控制系統(tǒng)，其中：包括位移傳感器，PID控制器，風閥驅(qū)動器，減速機，碟閥，微控制單元，輸入鍵盤，顯示裝置，告警裝置；
9、位移傳感器，用于采集柜面視窗開啟和關閉時的相對高度信息，將高度信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號，位移傳感器的信號輸出端連接PID控制器的信號輸入端；
10、PID控制器，用于將位移傳感器輸入的電信號與預置的相應柜面視窗開啟高度的柜面風速參數(shù)對比，生成維持通風柜內(nèi)負壓所需要的排風風速數(shù)據(jù)，將風速數(shù)據(jù)傳送至微控制單元，并將風速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號通過信號輸出端，傳送到風閥驅(qū)動器的控制信號輸入端；
11、風閥驅(qū)動器，用于根據(jù)輸入的控制信號控制驅(qū)動電機輸出軸的轉(zhuǎn)動，驅(qū)動電機輸出軸連接減速機的輸入軸；
12、減速機，用于將驅(qū)動電機輸出軸的高速低扭矩輸出轉(zhuǎn)換為低速高扭矩輸出，帶動碟閥閥芯轉(zhuǎn)動；
13、碟閥，用于調(diào)節(jié)排風管道中的排風量；微控制單元，用于接收輸入鍵盤輸入的數(shù)據(jù)和PID控制器傳送的風速數(shù)據(jù)，將預置參數(shù)傳送至PID控制器，更新預置參數(shù)，將實時的風速數(shù)據(jù)、碟閥開啟角度和系統(tǒng)狀態(tài)信息傳送至顯示裝置和排風系統(tǒng)，當系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)偏離正常范圍時，向告警裝置發(fā)送告警信號；
14、輸入鍵盤，用于輸入系統(tǒng)基本控制數(shù)據(jù)和系統(tǒng)預置參數(shù)；
15、顯示裝置，顯示微控制單元傳送的系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
16、告警裝置，用于將微控制單元發(fā)送的告警信號轉(zhuǎn)換為聲光報警。
17、在通風柜內(nèi)的側(cè)壁上，矩形通孔上方安裝一個位移傳感器，位移傳感器的探頭固定在柜面視窗的下部邊緣處，隨柜面視窗上下移動，位移傳感器根據(jù)探頭與位移傳感器本體的距離變化采集柜面視窗上下移動的高度。
18、通風柜的側(cè)壁外側(cè)固定安裝控制盒，控制盒內(nèi)集成安裝有PID控制器、微控制單元，控制盒上集成安裝有顯示屏、輸入鍵盤和告警器，通過控制盒的信號連接端子完成相應的電路連接。
19、通風柜的側(cè)壁外側(cè)安裝有風閥驅(qū)動器，風閥驅(qū)動器的信號輸入端子與控制盒的信號輸出端子通過信號線連接。
20、所述蝶閥包括閥體、閥桿和碟板，閥體安裝在通風柜頂部排氣管道內(nèi)，垂直于排氣管道軸線，閥桿垂直于排氣管道軸線，閥桿帶動碟板沿閥桿軸線轉(zhuǎn)動。
21、所述風閥驅(qū)動器和蝶閥之間通過安裝在通風柜的側(cè)壁外側(cè)的減速機連接，減速機的輸出軸連接閥桿，減速機的輸入軸連接風閥驅(qū)動器的驅(qū)動電機輸出軸。
22、利用上述的通風柜柜面風速控制系統(tǒng)實現(xiàn)的控制方法，其中包括以下步驟：
23、 改變柜面視窗位置，位移傳感器向PID控制器傳送采集的信號，PID控制器形成風速數(shù)據(jù)并形成相應的控制信號，風速數(shù)據(jù)傳送至微控制單元，控制信號傳送至風閥驅(qū)動器：
24、風閥驅(qū)動器根據(jù)控制信號帶動蝶閥中碟板轉(zhuǎn)動相應角度，改變排風風量，維持通風柜柜面風速保持在風速下限；
25、微控制單元將風速數(shù)據(jù)傳送至排風系統(tǒng)；
26、與排風系統(tǒng)相連接的各通風柜的柜面風速控制系統(tǒng)完成以上步驟。
27本發(fā)明的通風柜柜面風速控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了通風柜柜面視窗開啟尺寸與柜面進風風速的聯(lián)動調(diào)節(jié)，在維持柜內(nèi)必須的負壓時，隨著柜面視窗開啟尺寸自動調(diào)節(jié)柜面風速，使排風系統(tǒng)風機可以適應變頻運行的工作方式，有效降低了風機的能耗，同時降低了實驗室內(nèi)的風噪，改善了實驗環(huán)境。