苏州在线尘埃粒子检测,kanomax 尘埃粒子计数器

作者: www.szchinaway.com 时间:2019-10-14 浏览:
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【摘 要】洁净手术室空调系统的温度与湿度控制效果对于手术有直接的影响。介绍了一种基于西门予S7―200PLC和TD一400C的控制系统来实现洁净手术室对温湿度的控制。由于温湿度具有大滞后性,使用传统PID调节方法难以得到满意效果,通过引入温度变化率来调整死区,改善了系统的控制效果,有效避免了过冲。经过实际运行,验证其在洁净手术室控制系统中的可行性。  【关键词】洁净手术室 空调控制系统 设计与实现 引 言  洁净手术室作为医院中控制要求最高的单位之一,其对温湿度有着恒定的控制要求。但由于手术室内的无影灯、普通照明灯等均会对温度和湿度产生影响,导致其很难满足手术时温度和湿度需保持恒定的要求,故温、湿度指标是洁净手术室中最重要的控制指标。温度直接影响病人及医护人员的舒适程度,而当房间湿度大于60%时候,细菌繁殖的速度就会大大加快,从控制细菌滋生的角度出发,湿度控制也极为重要。这就要求手术室内的空调系统能够根据特定的算法调节温湿度,并根据相应操作面板上的设定值快速响应实时控制要求。这里采用基于西门子S7―224cnPLC和文本显示器TD400C构成控制系统。  l、系统控制要求  1.1温度控制要求  通过设置在风管里的温湿度一体传感器检测回风温度,并将所测得的温度信号送到PLC的模拟输入端。PLC将测得的温度和通过手术室面板温度设定值比较并进行PID计算,将结果输出到相应模拟量输出,如冷冻/热水的电动调节阀,通过控制其开度达到温度控制的目的。  1.2湿度控制要求  通过设置在风管里的温湿度一体传感器检测回风湿度,并将所测得的温度信号传送到PLC的模拟输入端。PLC将测得的湿度和通过手术室面板湿度设定值比较并进行PID计算,将结果输出到相应模拟量输出。在冬季模式里通过对加湿器电动调节阀的开度调节达到湿度控制的目的。而在夏季模式里,湿度的控制并非通过对加湿器开度的单一控制,而是对水阀调节器和加热器的综合PID控制实现的。  1.3风道压力控制  按照工艺要求,风道内压力需保持一定值,以满足手术室医用要求。系统通过变频器驱动送风机,事先将满足工艺要求时的变频器频率值作为设定值,将设置在管道内的回风压力检测传感器测得的压力值作为反馈值,通过PID计算控制变频器的输出频率,以达到风压控制要求。  1.4人机界面要求  按照现场工艺要求,在手术室内设有操作面板一块,可以设定温度,湿度并控制系统启停,同时面板上有实时温度和湿度显示功能;同样,在控制柜上安装了人机界面TD400C,通过TD400C也可设定温度湿度启停机组。出于调试系统的目的,在TD400C上设有强制模式,及人工设定回风温湿度,屏蔽报警信号。  TD400C的控制优先权高于手术室设定面板,可屏蔽来自手术室的设定信号。  1.5安全要求  该系统中故障信号有3种,分别是送风机故障信号,缺风保护故障信号,中效压差信号。这3种信号都是为了保障风道内的空气流通。报警要有声光显示,提醒工作人员采取措施。  2、系统硬件及工艺简介  2.1硬件组成  整个系统硬件由检测元件,控制元件与执行元件组成。  通过设置在风道内的温湿度一体传感器来检测回风温湿度;通过设置在管风道内的压力传感器检测回风压力;通过设置在水管上的温度传感器来检测水温并以此判断工作模式;控制元件主要指S7―224PLC,TD400C及手术室控制面板;执行元件包括水管的电动调节阀,加湿器调节阀和加热器调节阀等。  2.2工艺介绍  系统启动后若无缺风保护等报警信号,则开始通过安装在送水管上的传感器检测水温工作模式系统。工作模式分为冬夏两季。若送水管水温大于30℃则为冬季模式,低于30℃则为夏季模式。  在冬季模式里,若回风温度低于设定温度,则打开水阀执行器,流出更多的热水以提高温度;若回风湿度低于设定湿度,则打开加湿器开度,以提高湿度。冬季模式里若回风温度高于设定值,则减小水阀执行器的输出开度;通常情况下冬季模式里回风湿度总是低于设定湿度的,故不考虑回风湿度高于设定湿度的可能。在夏季模式里,控制要求主要是除温除湿。该系统要求湿度优先调节。所谓湿度优先调节是指夏季湿度较高时候,控制器通过计算后调节送水管的开度(管内是7℃左右的冷冻水)达到降温除湿的目的,而由此造成的温度差则通过打开电加热器来补偿。当回风湿度达到设定要求时,系统自动进入温度控制状态。  3、系统软件设计  根据工艺要求和硬件配置,采用西门子公司的STEP7MICRO/WIN32软件进行系统组态和TD400C人机界面设计。  软件设计主要包括温湿度控制,强制模式选择,工作模式选择和故障报警处理。  3.1模式选择  控制模式设置是指系统控制分为TD400C设置(手动)和手术室控制面板设置(自动)两种。在手动模式下又有强制和非强制模式。在手动模式下可以屏蔽手术室面板的设定温、湿度及系统启停信号。出于调试系统的考虑,系统还设置了强制模式。在强制模式下,可以手动设定回风温度、回风湿度、回风压力等传感器信号,并可以手动复位各种故障报警信号。  3.2故障报警处理  按照设计要求,如果出现送风机故障信号,缺风保护故障信号,中效压差信号,将有声光显示,提醒工作人员采取措施。  3.3温湿度控制  软件设计的核心部分是温湿度控制,采用PID控制来调节温湿度。PID控制指的是闭环控制系统的比例积分微分控制。  PID是一种线性控制器,它根据给定值r(t)和实际输出值y(t)构成控制偏差:  e(t)=r(t)一y(t)  将偏差比例(P),积分(I)和微分(D)通过一定线性组合构成控制量u(t)对被控对象进行控制。它的控制规律为:   式中:KP为比例系数;TI为积分时间常数,TD为微分时间常数。  当控制量的目标值与检测值之间存在误差(或称为控制偏差)时,误差小,操作量就小,误差越大,操作量就越大,故控制算法中含有偏差比例项,简称P动作。对具有自平衡性的控制对象施行比例控制,最后其步阶变化会留下一定的误差,称为稳态误差或偏移。使控制算法中含有误差积分比例项,可消除稳态误差,简称I动作。偏差的增减反映在操作量上,为了改善控制特性,所以使控制算法中含有偏差微分比例项,简称D动作,为一种预先动作。包含以上三种动作的控制算法即为PID控制。  式(1)也可以写成:   式中:KI=KP/TI为积分系数;KD=KP・TD为微分系数。  考虑到被控对象具有大滞后性,且PLC处理的是数字量,将式(2)离散化得:   式中:θ代表采样周期,e(k)代表此刻的误差,e(k一1)代表上次采样周期的误差。如果θ足够小,这种逼近可相当准确,被控过程与连续控制过程十分接近。这种算法称为位置式算法。位置式算法由于全量输出,所以每次输出均与过去的状态有关,计算时要对e(k)进行累加,计算机运算工作量大。而且,因为计算机输出的u(k)对应的是执行机构的实际位置,如计算机出现故障,u(k)的大幅度变化,会引起执行机构位置的大幅度变化,这种情况往往是生产实践中不允许的。考虑到本系统控制对象均为阀门,故采用增量式PID控制算法为宜。  将式(3)按递推原理推得:   式(5)称为增量式PID算法。  由于控制增量△u(k)的确定仅与最近k次的采样值有关,所以较容易通过加权处理而获得较好的控制效果。  根据现场控制要求,被控过程不能有过冲现象即超调出现。然而结合现场施工情况且温度、湿度具有大滞后特性,不可避免地具有超调。  温度控制质量的决定性环节在于温度的PID控制参数的整定调节,PID参数整定质量决定了温度控制质量。在实际应用中,院方希望手术室的温度调节时间尽可能的快。然而温度的快速响应,会造成超调,并很可能形成长时间的温度震荡。温度调节速度和温度控制精度往往不可调和,如果在精度允许的前提下加快调节速度就意味着尽可能地减少震荡。通常的做法是在PID调节过程中引入死区来调节控制效果。然而,即使加了死区保护,但受制于现场条件,其效果不具备普遍性。  若设定Er为温度误差值,Es为温度设定值,Eb为温度实际值,Et为温度的死区,则:  这样带来的后果就是即使引入了死区,对PID调节效果的改善也是有限的。为此,引入温度变化率,通过温度变化率的变化来人为地改变死区,这样PID计算的误差值就会改变,调节速度也会随之改变。  设T1为一分钟之前的温度,T2为此刻的温度,Tc为温度的变化率,则Tc=T2一T1。通过Tc不仅能够判断温度的升降变化,亦能知道温度变化的快慢。  由此,利用Tc和当前的温度实际误差Es一Eb来设定温度死区。  若Es―Eb>0即温度没有达到设定值,且Tc>1,则令Et=|Es―Eb|,即对温度PID调节来说,误差Er输入为零,这时温度PID则停止调节,让温度自动上升,达到设定值。反之亦然。  结 语  针对洁净手术室的控制要求,建立了以S7―224PLC作为控制核心和TD400C作为人机界面的控制系统。通过该系统满足了手术室对温湿度控制要求,最大程度地避免了过冲现象,提高了整个系统的可控性和稳定性。
 
尘埃粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器。它可广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量监督所等权威机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门。
 

尘埃粒子计数器发展历程

 
粒子计数器由显微镜发展而来,经历了显微镜、沉降管、沉降仪、离心沉降仪、颗粒计数器、激光空气粒子计数器、PCS纳米激光空气粒子计数器的过程,其中因激光空气粒子计数器测试速度快、动态分布宽、不受人为影响等各方面的优势,而成为很多行业的主流产品。
 

尘埃粒子计数器基本原理

 
空气中的微粒在光的照射下会发生散射,这种现象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言,有一个基本规律,就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小,就是光散射式粒子计数器的基本原理。
 
实际上,每个粒子产生的散射光强度很弱,是一个很小的光脉冲,需要通过光电转换器的放大作用,把光脉冲转化为信号幅度较大的电脉冲,然后再经过电子线路的进一步放大和甄别,从而完成对大量电脉冲的计数工作。此时,电脉冲数量对应于微粒的个数,电脉冲的幅度对应于微粒的大小。
 
尘埃粒子计数器的具体工作原理:来自光源的光线被透镜组聚焦于测量腔内,当空气中的每一个粒子快速地通过测量腔时,便把入射光散射一次,形成一个光脉冲信号。这一光信号经过透镜组2被送到光检测器,正比地转换成电脉冲信号,再经过仪器电子线路的放大、甄别,拣出需要的信号,通过计数系统显示出来。
 
需要指出的是,虽然仪器称为“计数器”,但是仪器分辨微粒大小的能力更为重要。因为电脉冲的计数很简单,而判断粒子的大小非常重要。
 

尘埃粒子计数器主要部件

 
光源是尘埃粒子计数器的关键部件,对仪器的性能影响很大。光源要求稳定性高、寿命长、不受干扰。激光尘埃粒子计数器的光源有普通光源和激光光源两种。普通光源为碘钨灯,体积大、发热量高、寿命短,开机后需要预热。激光光源为激光器,体积小、稳定性高、寿命长,常与检测腔及光检测器做成一体,组成传感器。常见的激光光源有HeNe激光器、激光二极管。采用普通光源的激光尘埃粒子计数器对0.3μm以下的微粒信号响应很低,其信号幅度与计数器本身的噪声幅度相差无几,信号很难从噪声中检测出来。此类仪器虽然标有0.3μm这一通道,但只适于测定大于0.3μm特别是0.5μm以上的微粒。由于激光的单色性好,光能量集中稳定,所以采用激光光源的激光尘埃粒子计数器其传感器有较高的信噪比,此类仪器有些能检测到0.1μm的微粒。
 

尘埃粒子计数器主要分类

 
1、按测试原理:光散乱法测试(白光、激光)、显微镜法测试、称重法测试、DMA法测试(粒径分析仪)、惯性法测试、扩散法测试、凝聚核法测试(CNC)等。
 
2、按流量:小流量 0.1cfm(2.83L/min) 大流量 1cfm(28.3L/min),GMP新规定中也有50L/min,100L/min流量的仪器;
 
3、按形状、体积大小:手持式、台式
 
4、按测试通道:单通道(只测某一种粒子径);双通道(测试某两种粒子径); 多通道(测试多种粒子径)
 
5、其他:粒子计数器的应用领域
 

尘埃粒子计数器使用事项

 
1.入口管被盖住或堵塞时,请勿启动计数器。
 
2.激光尘埃粒子计数器应在干净的环境中使用,以防止损坏激光传感器。
 
3.不要测量可能发生反应的混合气体(如氢气和氧气)。这种气体也可能在柜台内爆炸。要测试这些气体,请与制造商联系以获取更多信息。
 
4.没有高压减压设备(如高压扩散器)不应采样压缩空气。所有粒子计数器都设计为在一个大气压下运行。
 
5.水,溶液或其他液体不能从进气管进入传感器。
 
6.颗粒计数器主要用于测试净化车间的清洁环境。当被测材料具有松散的颗粒材料,灰尘源和喷雾时,它必须与入口管保持至少12英寸的距离。为了避免传感器和管道被上述颗粒和液体污染。
 
7.在取样时,对从柜台本身或柜台排出的气体污染的气体进行取样。
 
8.连接外部打印机或连接外部温度和湿度传感器时,需要先关闭计数器;执行打印操作时,打印机必须有打印纸,否则打印头会损坏。
 

尘埃粒子计数器使用步骤

 
1、阅读安全说明
 
使用前认真阅读“安全须知”,防止操作不当导致测试结果不准确或对仪器本身造成不良影响。请记住要完整地阅读用户手册,以便获取更详细信息。键盘用键盘在显示屏的不同屏幕之间导航。
 
2、取下等向性运动探头的罩盖(黑色帽盖)
 
使用之前先取下等向性运动探头的罩盖(黑色帽盖),否则会损坏粒子计数器。要在粒子计数器伸及有困难的区域使用,请遵照下列步骤操作:
 
a、松开螺纹连接的等向性运动探头。
 
b、用吸气管嘴代替取下的探头。
 
c、将高纯度管与吸气管嘴连接。
 
d、将倒钩型等向性运动探头与管子的开口端连接。设置粒子计数模式
 
3、参数选择。
 
粒子计数器主屏幕中的参数可通过设置屏幕、时钟设置菜单和标签设置菜单进行选择。
 
在参数设置界面下按 “▲”“▼”及“确认“键,设定所需工作参数。若数据库清零,将光标移至数据清零处,按“▲”令数字由“0”改成“5”然后按“确认”键,数字变成“9”即可。若不修改工作参数,直接按“确认”键进入测量界面。
 
按“确认”键进入测量界面后,按“采样”键,打开泵源进行采样测试,采集数据。若采样结果理想,则按“确认”键,令液晶屏下方“Rec”为ON,存贮采样数据,否则就按“确认”键,令“Rec”为OFF。按“模式”键,转换显示方式。按“▲”“▼”键,在*、第三状态可翻动观察以前某周期采样记录。再按“采样”键,则为关。
 
在测试界面时,若需改变工作参数,按“退出”键退回到参数设置状态进行。
 
4、取样
 
按下POWER(电源)键,之后再按下取样键开始取样。背光灯粒子计数器配有一个自动背光灯,当启动仪表电源时,背光灯可保持点亮2分钟。如果2分钟内无按钮操作,背光灯将自动关闭以节省电池电量。在背光灯熄灭后,按任意功能键或箭头键即可重新将其点亮。
 
在开始取样之前,应使用零计数过滤器粒子计数器进行净化。对粒子计数器进行净化可确保计数器的读数准确。要净化粒子计数器:
 
a、将过滤器适配器装入零计数过滤器的端部。请注意过滤器上的箭头表示空气流动方向。
 
b、将适配器直接与等向性运动探头的端部连接。
 
c、运行计数器5分钟左右。
 
d、验证显示屏上的数据:?按平均数来说,5分钟内多只能出现一个大于0、3μm的粒子或每0、5立方英尺多只能出现一个粒子。
 
e、在仪表经过净化后,就可恢复正常使用。将零计数过滤器从等向性运动探头上取下。在无尘室的应用中,零计数过滤器需要验证计数器不对内部元器件发出的电噪声信号进行计数,也没有受到外部的干扰。在其它应用中,在高浓度取样后,应立即使用零计数过滤器净化传感器。
 

尘埃粒子计数器和空气净化器净化效率检测仪区别

 
空气净化器净化效率检测仪是专用于测量空气净化机进出气风口单位体积内尘埃粒子数并根据进出气口尘埃粒子的个数计算出效率的仪器。其基本原理是激光经尘埃粒子散射后,对光学传感器输出的脉冲信号进行数字信号处理,测量参数设定,结果显示、按键、时间、日期等都由内置微机(MCU)控制和实现。
 
尘埃粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器。具体工作原理:来自光源的光线被透镜组聚焦于测量腔内,当空气中的每一个粒子快速地通过测量腔时,便把入射光散射一次,形成一个光脉冲信号。这一光信号经过透镜组2被送到光检测器,正比地转换成电脉冲信号,再经过仪器电子线路的放大、甄别,拣出需要的信号,通过计数系统显示出来。
 
所以,这两个东西的原理都差不多,都是用来反映空气净化效果的机器。
 

赛纳威厂家生产尘埃粒子计数器介绍

 
深圳市赛纳威环境科技有限司成立于2005年,是一家专业从事环境检测仪器及环境监测治理系统开发和制造的高科技企业,拥有由留美博士、硕士和光机电及软件工程师组成的一流研发团队。赛纳威开发的净化车间专用尘埃粒子计数器系列产品和气体检测仪器系列产品已经在国内外市场上占据了较高的市场份额,公司遵循"求实创新,用户至上"的企业宗旨,聚焦和满足客户的需求,提供极具竞争力的优质空气检测及治理产品和售后服务,帮助用户实现"高效便捷”的工作目标,努力为客户创造长期价值.
 
三通道高精度手持式激光尘埃粒子计数器是依据国际标准ISO14644-1和GMP设计,有中英文版本可供选择,能同时对三个粒径档(用户可任意设定待测粒径)进行检测,并能通过USB接口高速下载,可广泛应用于电子工业和制药工业中的无尘车间环境检测、室内环境检测、过滤器效率分析测试、检查污染源分析、粒径分布分析等。
 
三通道高精度手持式激光尘埃粒子计数器
 
CW-PPC300三通道台式激光尘埃粒子计数器是按照国际标准ISO14644-1和GMP设计、按照国家计量总局颁布的JJG546-88计量规范要求标定。中/英文双语显示,采用微电脑控制实时监测,测量精度高、速度快、直接打印检测结果等功能。主要用于检测洁净室或无尘车间的空气尘埃颗粒浓度,以及分布状况,是确定环境洁净等级的专用测量仪器。广泛应用于电子工业和制药工业中检测净化环境、净化室、无尘室洁净级别。
 
三通道台式激光尘埃粒子计数器
 
CW-HPC600&CW-HPC600A型手持式激光尘埃粒子计数器是深圳市赛纳威环境科技有限公司独创的集手持式和台式打印于一体的高灵敏激光尘埃粒子计数器。其受专利保护的设计不仅在传感器技术的灵敏度、分辨率和稳定性也领先于国际同类产品。更以独具一格的多功能化集成设计满足和方便用户的使用需求。能实时准确地测量所在环境的微粒数量和分布;对各种测量参数可进行设定,如自动实时显示、粒径选择、定时、延时和自动重复测量、时间、和日期设定、数据存储和打印、计数超限报警灯功能等。
 
手持式激光尘埃粒子计数器
 
CW-HPC600&CW-HPC600A手持式粒子计数器按照国际标准ISO14644-1设计和中英文双语带背光显示,新颖的FPGA技术保证六个用户任意设定待测粒径通道同时进行实时检测的可靠性和准确性,多达1000组的采样数据可存储在内置闪存内,并通过USB接口实现高速数据下载。该仪器测试精度高,性能稳定,多功能性强,是质量监督所等权威检验机构、超大规模集成电路超净车间(室),电子行业、医疗卫生、食品加工、光学或精密机械等生产企业和航空航天等科研部门检测净化环境、无尘室洁净级别的理想仪器。
 
CW-RPC300远程遥测激光尘埃粒子计数器是智能多点净化检测系统的终端设备。为用户提供实时准确地远程测量所监控环境的微粒数量和净化等级。根据不同需要增加或减少控制终端,可实现7*24实时远程自动监测,通过RJ45网络接口、WiFi、485(moudbus)等,将数据送给PC终端,显示当前监测环境的洁净状况。该粒子计数器按照国际标准ISO14644-1,GMP和日本工业标准(JIS)要求标定,专业应用于电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工等洁净室环境自动监测系统。
 
三通道远程遥测激光尘埃粒子计数器