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現代化實驗室氣路系統建設是實驗室建設中的關鍵環(huán)節(jié)，它直接關系到實驗室的安全性、實驗結果的準確性以及實驗效率。實驗室氣路系統是實驗儀器和設備運轉的基礎，對于化學、生物、物理等各類型的實驗都至關重要，它通過為實驗儀器提供穩(wěn)定可靠的氣體供應，確保實驗的順利進行，在現代實驗室中占據著極其重要的地位。

一、工作原理

實驗室氣路系統是一種通過管路將氣體輸送到使用終端或供給實驗室內分析儀器用的一種系統。一般情況下減壓分為兩級減壓，一級減壓主要體現為匯流排、特殊氣體安全輸送柜、氣體安全輸送架等形式，二級減壓主要體現為終端模組箱。同時考慮到氣體的特殊性，對于不同的氣體需采取安全控制措施，如：低壓報警、泄漏報警、緊急切斷、通排風聯動、消防聯動等，所有的安全控制措施通過安全物聯網管理系統來實現。

二、結構組成

 現代化實驗室氣路系統通常由氣源設備、管路、樓層集控箱、單元集控箱、終端模組箱、安全物聯網管理系統等幾個部分組成。

1、氣源設備

主要包括移動氣站、特殊氣體智能安全輸送柜、氣體智能安全輸送架、空壓機、發(fā)生器等。根據用戶使用需求的不同，可以選擇不同的供氣方式。

2、管路設備

氣體管道的材質、潔凈處理以及閥門的類型、材質的選擇應根據管內輸送氣體純度和雜質含量確定。閥門的材質與表面處理應與管道匹配。

3、樓層集控箱

樓層集控箱為樓層總控系統，將本層所有房間總控閥集中安裝在樓層集控箱內，配置對應的壓力監(jiān)控、流量監(jiān)控、緊急切斷、泄漏偵測等，來實現對樓層不同房間的整體控制。

4、單元集控箱

單元集控箱用于進一步控制和監(jiān)測氣體的使用。

5、終端模組箱

終端模組箱為使用終端的減壓裝置，通過將使用點的減壓閥集中安裝在終端模組箱內，配置對應的壓力監(jiān)控、流量監(jiān)控、緊急切斷、泄漏偵測等，來實現對終端使用點的控制。

6、安全物聯網管理系統

安全物聯網管理系統是集成設備管理、數據分析存儲、實時管控的一體化平臺，通過建立先進、實用的信息化自動管控平臺，提高工作效率和業(yè)務流程的規(guī)范性，并在此基礎上記錄下游設備的規(guī)范化、流程化、系統化，為用戶提供基于信息的數據安全管控平臺。

三、主要性能指標

1、氣源設備

      室外移動式集中供氣柜，是一種專為室外設計的供氣設備，可用于規(guī)范儲存各類不同類型的壓縮氣體。它集成了多種先進的技術和安全特性，以確保安全、可靠和高效的氣體供應。

     柜體應該具備防爆、防火、防水、防銹等功能，以確保?；穬Υ娴陌踩?，配備相應的安全附件，如氣體探測報警器、滅火器等，提高整體安全性能。具備設置氣體儲存環(huán)境、實時監(jiān)控、查看氣體儲存狀態(tài)、存取、錄像回放等功能，更好的幫助使用人員進行管理。

       氣體智能安全輸送架功能常規(guī)包括全自動切換功能，可自行設置自動切換壓力，保證最大供氣；排空功能、安全泄壓等功能。氣體智能安全輸送架通過采用集成芯片處理器控制系統，通過設備安裝的壓力傳感器、氣動閥、過流量計等裝置，實現設備安全有效的運行。

2、管路

        氣體純度低于99.99%，露點低于-40℃的氣體管道，宜采用AP管或BA管，閥門宜采用不銹鋼球閥。氣體純度大于或等于99.99%、小于99.999%，露點低于-60℃的氣體管道，宜采用BA管或EP管,閥門應采用同等級低碳不銹鋼球閥或隔膜閥。氣體純度大于或等于99.999%，露點低于-70℃的氣體管道，應采用EP管,閥門應采用同等級低碳不銹鋼隔膜閥或波紋管閥。

3、樓層集控箱、單元集控箱

樓層集控箱或單元集控箱設計均應符合以下規(guī)定：

1）集控箱應設計樓層主控閥或房間主控閥；

2）易燃、易爆氣體應設計緊急切斷閥；

3）集控箱宜設計流量計、壓力傳感器；

4）集控箱應采用微負壓設計；

5）集控箱建議預留通訊接口，與物聯網系統聯動。

4、終端模組箱

終端模組箱設計應符合以下規(guī)定：

1）終端模組箱應設計控制閥、減壓閥、壓力表；

2）易燃易爆氣體應設計緊急切斷閥；

3）終端模組箱宜設計流量計、壓力傳感器；

4）終端模組箱應采用微負壓設計；

5）終端模組箱宜預留通訊接口，與物聯網系統聯動。

5、安全物聯網管理系統

        安全物聯網管理系統可實現客戶設備管理，設備報警記錄，設備巡檢維護記錄，高閥值預警，泄露預警等功能，數據層面包含數據采集、統計、計算、存儲、下發(fā)等，通過物聯網管控平臺來實現集成設備管理、數據分析存儲、實時管控等功能，通過建立先進，實用的信息化自動管控平臺，提高工作效率和業(yè)務流程的規(guī)范性，并在此基礎上記錄下游設備的規(guī)范化、流程化、系統化，為用戶提供基于信息的數據安全性。

四、建設要點

1、確定需求：

根據實驗室的具體需求和實驗類型，確定所需的氣體種類、流量和壓力等參數。

2、設計系統：

根據需求設計氣路系統，包括管道的材質、直徑、長度、連接方式等。同時，需要考慮到氣體的特殊性，對于不同的氣體需采取安全控制措施，如低壓報警、泄漏報警、緊急切斷、通排風聯動、消防聯動等。

3、繪制施工圖：

根據設計方案繪制詳細的施工圖，包括管道布局、閥門、過濾器等設備的安裝位置。

4、施工安裝：

包括管道的加工、安裝，以及閥門、過濾器等設備的安裝。在施工過程中，需要注意管道的連接方式和密封性能，確保無泄漏現象。

5、檢測驗收：

對氣路系統進行氣密性檢測和性能測試，包括流量、壓力等參數的檢測。驗收合格后，方可交付使用。

五、注意事項

1、安全問題：

在實驗室氣路系統建設中，安全問題是首要考慮的。需要遵守安全操作規(guī)程、使用安全防護設備等。同時，氣瓶間應建設在實驗室臨近處（大樓背陰面），不能遠離使用氣點，且禁止陽光直射。氣瓶間應選用符合標準的阻燃材料（一般使用阻燃巖棉鋼制板材），內部須加裝可燃氣體濃度報警裝置，且不得有暖氣溝、地漏及其他地下構筑物；外部應當設置明顯的安全警示標志；應當使用防爆型照明燈電氣設備，電器開關設置在室外。易燃氣體和助燃氣體不得在同一房間，應有效隔離。

2、協調其他工程：

實驗室氣路系統建設需要與實驗室的其他工程（如通風系統、供電系統等）進行協調，確保整個實驗室的穩(wěn)定運行。

3、定期檢查與維護：

定期對氣路系統進行檢查和維護，包括管道、閥門、過濾器等設備。如發(fā)現設備損壞或性能下降，及時進行維修或更換。

六、案例分析

以一個實際的實驗室氣路系統設計為例，該系統可能包括多種氣體的供應，如乙炔、氮氣、氫氣等。每種氣體都有主供和備供氣瓶，通過半自動切換系統實現不間斷供氣。管道采用316L不銹鋼BA級無縫鋼管，所有管道采用全自動氬弧焊機無縫焊接。終端采用二級減壓閥控制壓力，實現穩(wěn)壓。同時，系統中還配置了泄露濃度報警器+探頭，以確保安全。

綜上所述，現代化實驗室氣路系統建設是一個復雜而重要的過程，需要綜合考慮多個因素。只有確保氣路系統的穩(wěn)定性和安全性，才能保證實驗室的正常運行和實驗結果的準確性。