实验室气路系统是实验仪器和设备运转的基础，对于化学实验、生物实验、物理实验等各种类型的实验都至关重要，它通过为实验仪器提供稳定可靠的气体供应，确保实验的顺利进行，在现代实验室中占据着极其重要的地位。实验室气路系统的建设至关重要，它决定了气路系统的纯度、安全、流量和压力稳定。

01工作原理、分类、结构

1.工作原理

实验室气路系统是一种通过管路将气体输送到使用终端或供给实验室内分析仪器用的一种系统。它是实验室内不可或缺的一部分，是实验室的关键设备。由于气源压力较高，使用点压力较低，管路需要通过减压来保证气体的输送。一般情况下减压分为两级减压，一级减压主要体现为汇流排、特殊气体安全输送柜、气体安全输送架等形式，二级减压主要体现为终端模组箱。同时考虑到气体的特殊性，对于不同的气体需采取安全控制措施，如：低压报警、泄漏报警、紧急切断、通排风联动、消防联动等，所有的安全控制措施通过安全物联网管理系统来实现。

2.结构组成

现代化实验室气路系统通常由气源设备、管路、楼层集控箱、单元集控箱、终端模组箱、安全物联网管理系统等几个部分组成。

1）气源设备主要包括移动气站、特殊气体智能安全输送柜、气体智能安全输送架、空压机、发生器等。根据用户使用需求的不同，可以选择不同的供气方式，如：实验室内压缩空气根据流量大小可选用钢瓶或空压机；氮气可选择发生器、钢瓶、杜瓦罐、制氮机、液氮罐等；气瓶可采用特殊气体安全输送柜、气体安全输送架等形式供气；若实验室没有条件建气瓶间但又有使用需求的情况，可采用移动气站进行供气。

2）气体管道的材质、洁净处理以及阀门的类型、材质的选择应根据管内输送气体纯度和杂质含量确定。阀门的材质与表面处理应与管道匹配。

3）楼层集控箱为楼层总控系统，将本层所有房间总控阀集中安装在楼层集控箱内，配置对应的压力监控、流量监控、紧急切断、泄漏侦测等，来实现对楼层不同房间的整体控制。

4）单元集控箱为房间总控系统，将某个房间所有支路的控制阀集中安装在单元集控箱内，配置对应的压力监控、流量监控、紧急切断、泄漏侦测等，来实现对房间不同支路的整体控制。

5）终端模组箱为使用终端的减压装置，通过将使用点的减压阀集中安装在终端模组箱内，配置对应的压力监控、流量监控、紧急切断、泄漏侦测等，来实现对终端使用点的控制。

6）安全物联网管理系统是集成设备管理、数据分析存储、实时管控的一体化平台，通过建立先进，实用的信息化自动管控平台，提高工作效率和业务流程的规范性，并在此基础上记录下游设备的规范化，流程化，系统化，为用户提供基于信息的数据安全管控平台。

02主要性能指标

1. 移动气站

移动式气站性能要求如下：

1）柜体及各部件涂层色泽统一、厚薄均匀，表面应平整光滑。金属件无锈蚀，柜体焊缝均匀无毛刺。柜体外壳应采用钢制金属材料制造，钢板厚度不应小于1.5 mm。钢板内置耐火保温材料，侧面厚度应不小于80 mm。柜体钢板涂层应采用金属表面磷化处理，防锈底漆封底、户外中层漆满涂、氟碳防盐雾漆饰面。

2）移动气站宜布置在实验室非主入口侧，并应采取遮阳防晒措施，整体结构应采用顶部泄爆，顶部打开方向应朝向空旷、无人的方向。室内地面应防火花、宜采用防静电地面。

3）移动气站的门应设置平推外开式，应向疏散方向开启；当存放有易燃易爆气体时，气站的门窗应采用撞击时不产生火花的材料制作。存放可燃、助燃、毒性、腐蚀性等气体的移动气站的门应上锁。柜体下方及上方应配置铝合金百叶窗及不锈钢防虫网。

4）移动气站应配置急停按钮，在紧急状况下切断气源。

5）移动气站应设置排风系统，正常使用情况下，换气次数不应少于10次/h；出现事故时，紧急情况下，换气次数不应少于20次/h。当柜内存放有易燃易爆、有毒、腐蚀性气体时，应按GB/T 50493—2019的规定配置泄漏探测器，泄漏探测器应在检定有效期内。

2. 特殊气体智能安全输送柜

特殊气体智能安全输送柜功能包括吹扫、自动切换以及紧急情况下的自动安全切断。特殊气体智能安全输送柜通过采用集成芯片处理器控制系统，安卓操作系统，触控屏为人机界面，通过设备安装的压力传感器、气动阀、过流量计等装置，实现设备安全有效的运行。其内部程式设计的安全联锁功能和高纯阀件的合理选择和布局，既满足了特殊气体连续供给和高纯度的要求，同时也确保了工厂正常生产和员工人身安全。

同时输送柜常规配置低压报警，泄漏报警，声、光报警，紧急切断；顶部触摸屏实时显示钢瓶压力、泄漏数值等数据；通常为烤漆箱体，箱体采用2.5mm厚优质冷轧钢板；微负压设计，正面钢丝网玻璃观察窗；带钢瓶固定架；柜体顶部带排风口；带烟感，温感侦测，与物联网平台中心安全联动报警；可搭配远程终端（手机、PAD等)监控功能。

3. 气体智能安全输送架

气体智能安全输送架功能常规包括全自动切换功能，可自行设置自动切换压力，保证最大供气；排空功能、安全泄压等功能。气体智能安全输送架通过采用集成芯片处理器控制系统，安卓操作系统，触控屏为人机界面，通过设备安装的压力传感器、气动阀、过流量计等装置，实现设备安全有效的运行。和输送柜一样，输送架同样配置内部程式设计的安全联锁功能和高纯阀件，并具有与输送柜相同的报警、切断等功能。

无论是气柜还是气架，其盘面设计均应有如下配置：

1）自燃性、易燃性、毒性、腐蚀性气体面板应配置有紧急关断阀门，并应满足为常闭气动隔膜阀，位置应靠近气瓶；

2）自燃性、易燃性、毒性、腐蚀性气体面板应配置有惰性气体吹扫、辅助抽真空装置，真空管路应设止回阀；

3）气体面板应设置工艺气体排气口。

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4. 管道及阀门

气体纯度低于99.99%，露点低于-40℃的气体管道，宜采用AP管或BA管，阀门宜采用不锈钢球阀。气体纯度大于或等于99.99%、小于99.999%，露点低于-60℃的气体管道，宜采用BA管或EP管,阀门应采用同等级低碳不锈钢球阀或隔膜阀。气体纯度大于或等于99.999%，露点低于-70℃的气体管道，应采用EP管,阀门应采用同等级低碳不锈钢隔膜阀或波纹管阀。

5. 楼层集控箱

楼层集控箱为楼层总控系统，将本层所有房间总控阀集中安装在楼层集控箱内，配置对应的压力监控、流量监控、紧急切断、泄漏侦测等，来实现对楼层不同房间的整体控制。楼层集控箱适用于惰性、易燃等气体介质，分为N进N出，带楼层切断功能、楼层流量监控功能、楼层压力监控功能、箱体自带排风系统、气体探测器并与排风系统联动、紧急切断功能、箱体自带控制及智能监控，触摸屏实时显示楼层气体压力，流量，紧急切断，泄漏监控数据，须配置阻火装置。

6. 单元集控箱

单元集控箱为房间总控系统，将某个房间所有支路的控制阀集中安装在单元集控箱内，配置对应的压力监控、流量监控、紧急切断、泄漏侦测等，来实现对房间不同支路的整体控制。单元集控箱适用于惰性、易燃等气体介质，其主要功能、配置与上述楼层集控箱相同。

无论是楼层集控箱或单元集控箱设计均应符合以下规定：

1）集控箱应设计楼层主控阀或房间主控阀；

2）易燃、易爆气体应设计紧急切断阀；

3）集控箱宜设计流量计、压力传感器；

4）集控箱应采用微负压设计；

5）集控箱建议预留通讯接口，与物联网系统联动。

7. 终端模组箱

终端模组箱为使用终端的减压装置，通过将使用点的减压阀集中安装在终端模组箱内，配置对应的压力监控、流量监控、紧急切断、泄漏侦测等，来实现对终端使用点的控制。终端模组箱，适用于惰性、易燃等气体介质，分为N进N出，带开关控制、终端压力监控在触摸屏显示、终端压力调节；箱体自带排风系统；气体探测器并与排风系统联动；箱体自带控制及智能监控，触摸屏实时显示终端压力，泄漏监控数据。

终端模组箱设计应符合以下规定：

1）终端模组箱应设计控制阀、减压阀、压力表；

2）易燃易爆气体应设计紧急切断阀；

3）终端模组箱宜设计流量计、压力传感器；

4）终端模组箱应采用微负压设计；

5）终端模组箱宜预留通讯接口，与物联网系统联动。

8. 安全物联网管理系统

安全物联网管理系统可实现客户设备管理，设备报警记录，设备巡检维护记录，高阀值预警，泄露预警等功能，数据层面包含数据采集、统计、计算、存储、下发等，通过物联网管控平台来实现集成设备管理、数据分析存储、实时管控等功能，通过建立先进，实用的信息化自动管控平台，提高工作效率和业务流程的规范性，并在此基础上记录下游设备的规范化、流程化、系统化，为用户提供基于信息的数据安全性。