物联网技术在化学化工实验室安全管理中的应用探讨

2021-01-07高挪挪

化工时刊 2021年7期

高挪挪

(河南护理职业学院，河南安阳 455000)

化工化学实验室属于开放性场所，人流量大，化学相关物品多且杂，采用人工管理方式具有很大难度。与此同时，实验室管理人员还需要做好数据保存、调试仪器、统计设备数量以及检修保养设备等工作。人工管理会受到多方面不确定因素影响，非常容易出现操作失误等情况，导致管理效率难以提升。而引入物联网技术，可以实现智能化、数字化管理，提升管理水平的同时，也使得管理人员自身安全以及实验室内的财物安全得到保障。

1 物联网技术概述

物联网建立在GPS定位系统、射频识别技术、红外感应系统、激光扫描等设备基础上，利用当中的传感器，按照相关协议，促使互联网与实物之间进行连接，从而实现信息之间的互换、交流，为工作人员提供准确的实物定位、有效识别并进行跟踪，进而实现智能管理的目的[1]。在物联网技术中，传感器技术、嵌入式技术是其中最为关键的技术。在计算机技术运用过程中，传感器技术发挥了重要的基础性作用。目前，传感器技术已经发展为智能传感器，可以实现自动诊断、测量多参数，同时，也可以发挥网络通信等功能。其中射频识别系统就是该技术的一种，应用该技术可以对物品进行自动识别，在物流运输管理行业中发挥了重要作用。而嵌入式技术也得到了飞速发展，比如导航系统、数字电视、多媒体终端设备、手机等。

2 物联网技术在化学化工实验室安全管理中的应用实践

2.1 实验室物资管理

从传统化学化工实验室物品管理方式看，无论是药品还是耗材，主要是以贴标签方法为主，利用人工操作的方式，在标签中记录相关设备的购买日期、使用、保养等情况，统计化学药品，同时，为了便于管理，会打印出药品的清单贴在药品柜上。此种实验室管理方式可以较为直观的看到相关物品情况。但不足之处便是，标签容易破损，也不容易保存，同时，增加了管理人员的工作量，不利于提升工作效率。对此，可以引入物联网技术，借助无线射频技术实现智能化物资管理，在该技术作用下，可以利用电子标签，记录对应的化学药品具体信息，其中包含了药品使用情况、剩余情况等。在无线射频系统中，天线是其中最为关键的部分，其主要职责就是接收、传输信号，经过处理后传输到读写器中[3]。此外，利用电子标签的方式，还可以实现动态管理实验室资产，比如，实验室设备购入日期、分配调拨以及维修保养等具体信息。通过智能化管理，有利于提升化学化工实验室管理水平、工作效率。同时，也可以实现动态监测，帮助管理人员随时掌握设备情况，为后续安全管理打好基础。

2.2 实验室安全管理

2.2.1 监测实验室温湿度

化学化工实验室内的物资具有一定的特殊性，当中部分化学药品还属于高危物品，所以，对室内环境具有较高的要求，比如服务器、X射线衍射仪、红外光谱仪等设备，必须满足一定的通风性。同时，室内湿度、温度都要达到设备存放标准，主要是因为高温、湿度环境会严重影响其散热情况，造成仪器损坏[4]。而一些强碱性化学药品，如果处于高湿度环境中，会因为其吸水性作用，导致重量发生变化，直接影响后续实验准确性。为解决上述问题，有必要采用物联网技术，利用远程监控系统，实时掌握、调节实验室的温湿度[5]。

基于物联网技术下的远程监控系统，包含了温湿度采集系统、数据处理系统、数据传输系统。系统将获取到的数据，借助路由器，实时传回到电脑、手机客户端，给管理人员掌握实验室环境提供帮助。其中温湿度采集系统，涉及温度以及湿度传感器和不同节点模块，而后经过温湿度数据传输系统[6]，输送到数据处理系统中，在服务器与户端之间的数据信息的交互，最终得到温湿度数据。实验室管理人员可依托局域网，通过手机随时查看温湿度数据，进而实现有效监测，保证实验室安全[7]。

2.2.2 实施实验室火灾监测

如果化学化工实验室不慎出现火灾、爆炸等事故，将会严重危害到实验室财物安全、人员安全，导致不可逆的严重后果，对周围环境造成严重影响。因此，必须要对实验室实施火灾预警监测[8]。一般情况下，为达到火灾预警的目的，会采用安装烟雾报警器的方法，但对于实验室无人的情况，此种烟雾报警器并不能较好的起到报警作用[9]。对此，可以引入物联网技术，监测实验室火灾情况，如果发生火灾，会进行声光报警，同时，管理人员的手机、电脑都会同时收到报警信息，从而及时实施救火。在物联网技术作用下，系统会将火灾报警信息直接发送到就近消防站，以便及时救援，将财产损失、人员伤亡降到最低。

依托物联网技术的新型火灾报警器，在火灾报警器中融入了GSM模块或者网络，一旦监测到实验室内发生火灾，系统的温度传感器或者烟雾传感器，会及时获得感知，并向火灾探测器传输数据。经过火灾探测器分析后，确定为火灾，该系统便会直接发出声光火灾报警，此时，新型火灾报警器的控制器会直接向网络发送火灾报警数据，实验室管理人员手机、消防站进而会接收到具体的火灾情报，从而第一时间实施救援，降低火灾损失[10]。