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摘要：本文深入分析高校电学实验室在环境和节能方面存在的问题。利用物联网技术将传感器和节能设备，运用自动控制、智能控制的方法，实现一个不增加管理工作量的前提下，建设一个节能降耗、绿色环保的电学实验室。
关键词：绿色；节能；环保；智能控制
本文引用格式：彭卫韶，等.高校电学实验室的绿色节能环保探索与实践[J].教育现代化,2019,6(48):244-245.
Exploration and Practice of Green Energy Saving and Environmental Protection in University Electrical Laboratory
PENG Wei-shao,CHEN Ning,JIANG Xia
(Central South University School of Automation,Changsha,Hunan,China)
Abstract:This paper deeply analyzes the problems of university electrical laboratory in environment and energy saving.By using the Internet of things technology,sensors and energy-saving equipment can be controlled automatically and intelligently.On the premise of not increasing the management workload,an energy-saving and environment-friendly electrical laboratory can be built.
Key words:Green;Energy saving;Environmental protection;Intelligent control
绿色、节能、环保已经成为全世界发展的主流。高校实验室是老师和学生学习实践的场所，其安全、健康、环保、节能对实验室的工作人员和学生显得尤为重要。为了人类的健康，建设绿色实验室已成为21世纪实验室建设的主流：实现设备安全防护、提高资源利用效率、保持健康环境和可持续节能。通过降低设备能耗，提高能量效率，减少有害物质或垃圾，改善室内和室外环境，保护人体健康，已成为建设实验室的必备条件。
一 高校电学实验室在环境和节能方面存在的问题
（一）有毒气体危害老师和学生的身体健康
电学实验室在实验运行过程中产生的有毒气体虽然不如生化类实验室那么明显，但危害性不能被人们忽视。例如：拥有大量电烙铁焊接设备的电子焊接工艺实习室，焊接过程中助焊的松香在高温下是会产生并放出有毒气体，老师和学生都是近距离使用松香助焊，其产生的有毒气体就直接被人吸入肺部，长时间在这样环境的实验室工作和实验，对人体的健康构成一定的危害。
（二）电磁辐射对老师和学生的身体健康影响越来越大
电子电气设备在工作过程中会产生电磁辐射，当电磁场的强度达到一定的量后，必然会造成对环境的污染，这就是电磁污染。电学实验室存在大量高能耗的仪器设备，如电工电子实验室：一间实验室分为56组，每组配里有示波器、信号源、直流电源、交流毫伏表和实验箱等高能耗设备共计280多台，由于教学任务繁重，所有设备从早到晚满负荷运行，产生的电磁辐射使长期呆在实验室工作的老师和实验人员经常感觉头晕沉沉，非常不舒服。有证据表明，当人体所处环境的电磁辐射强度超过一定限度时,或产生累积效应时,会对人体健康产生不良影响,甚至造成伤害。
（三）废旧电池的随意丢弃，严重污染环境
万用表是电学实验室最常用的测量工具。仅电工电子实验室为例，使用的便携式万用表数量约500台左右，该仪器每年总共需要消耗9v干电池约2千颗；电子工艺实习安装调幅收音机，每年约3千人次，每台收音机需要2颗5号1.5v干电池，总共需要耗费6千颗，两类电池合计消耗约8千颗。1节电池随意丢入土中可以污染1立方米土地。由于我国没有建立完备的废旧电池处理回收体系。这些数量庞大的废旧电池只能和普通生活垃圾一起处理，给环境带来了不可弥补的破坏。
（四）实验室在节能降耗方面做得很不够
近年国家和学校加大了实验室的投入和发展，实验室的规模和用途也在不断扩大，电学实验室的用电损耗也是年年飞速增长。然而却长期得不到人们的重视，在节能降耗方面也没有很好的方法和措施。因此，迫切需要我们对实验室的节能损耗进行深入研究分析，探寻解决之路。
二 高校电学实验室的绿色节能环保探索与实践
（一）有毒气体管理的研究与解决方案设计
深入研究分析电学实验室在运行过程中会产生PM2.5有害气体，通过气体传感器、激光颗粒检测传感器对空气质量进行实时监控，并通过物联网建立传感器网络，采用智能控制算法适时开起、调整通风、净化设备运行状态实现绿色健康的实验环境。实现环境数据的采集，对通风、净化设备的有效控制，并实现对能耗、环境的双重优化。通过后台服务可以实现对所有设备的实时控制、故障诊断、数据存储与分析等深度服务。
（二）实验室预防或减少电磁辐射的解决办法
预防或减少电磁辐射的伤害，其根本出发点是消除或减弱人体所在位置的电磁强度。通过实验室电源纹波治理，提高实验室的电网质量，从而减小电磁波辐射对人体的伤害。目前预防和减少电网谐波电磁辐射的伤害主要采用无源滤波器、有源滤波器、混合型滤波器。
（三）节能降耗的研究与设计
电学实验室的仪器设备是耗电大户，以电子工艺实习室为例，许多学生由于初次接触，导致设备长期处于通电无使用状态，能耗大、效率低，设备损耗大、寿命大大降低。我们开发了一套系统：通过传感器和智能检测算法，判断焊台一段时间无人使用自动进入节能状态，如果更长时间无人使用将自动关闭焊台，从而达到节能降耗、延长使用寿命的作用。通过物联网智能开关、RFID技术，对设备用电进行签到开启、签出关闭、准时关闭从而达到对电源的严格控制实现节能。该系统无需增加甚至会减少实验室管理工作量，也确保用电安全，做到人在通电、人离断电，从而达到节能降耗的目的。
三展望
通过对当代物联网技术、传感器技术、自动控制技术等的研究，在不增加实验室的管理工作量的前提下，探寻电学实验室的节能、降耗、环保的解决办法。让实验室工作更安全、更方便、更省时、更省力、更体现个性化和人性化的结合，使教师和学生身心更健康，在新的实验室环境中提高智商、改善情商、激发工作灵感。
参考文献
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