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遼寧現(xiàn)代化博物館恒溫恒濕檢測控制系統(tǒng)

作者:CEO 時間:2023-09-13

信息摘要:現(xiàn)代化博物館空氣質(zhì)量一體化3D可視化管控平臺博物館溫濕度在線監(jiān)控系統(tǒng)博物館光照在線監(jiān)控系統(tǒng)博物館二氧化碳在線監(jiān)控系統(tǒng)博物館在線監(jiān)控系統(tǒng)博物館紫外線在線監(jiān)控系統(tǒng)博物館TVOC在線監(jiān)控系統(tǒng)博物館有線/無線環(huán)境參數(shù)一體化在線監(jiān)控系統(tǒng)北京盛世宏博前言:北京盛世宏博根據(jù)博物

遼寧現(xiàn)代化博物館恒溫恒濕檢測控制系統(tǒng)

遼寧現(xiàn)代化博物館恒溫恒濕檢測控制系統(tǒng)

  現(xiàn)代化博物館空氣質(zhì)量一體化3D可視化管控平臺

  博物館溫濕度在線監(jiān)控系統(tǒng)

  博物館光照在線監(jiān)控系統(tǒng)

  博物館二氧化碳在線監(jiān)控系統(tǒng)

  博物館在線監(jiān)控系統(tǒng)

  博物館紫外線在線監(jiān)控系統(tǒng)

  博物館TVOC在線監(jiān)控系統(tǒng)

  博物館有線/無線環(huán)境參數(shù)一體化在線監(jiān)控系統(tǒng)

  北京盛世宏博

  前言:

  北京盛世宏博根據(jù)博物館溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)用來監(jiān)控博物館展會、庫房的溫濕度,實時監(jiān)控溫濕度,具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、超限告警、遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控使文物庫房,確保文物的妥善和安全。

  博物館里有許多珍貴的文物和文獻(xiàn),因為隨著時間的推移,這些物品不可避免地受到環(huán)境的威脅,其中之一就是空氣中濕度影響。

  高濕度會導(dǎo)致空氣中水平衡的破壞,細(xì)菌的生長,物體的腐蝕。溫度和濕度必須合理和穩(wěn)定,以保持文物文件處于狀態(tài)。

  不同的收藏對溫度和濕度有不同的要求。

  博物館庫房溫濕度國家標(biāo)準(zhǔn)如下:

  金屬材質(zhì)的文物:

  、鐵器、金銀器、金屬錢幣這些存放溫度在20℃,濕度在0~40%RH之間;

  錫器、鉛器這些存放溫度在25℃,濕度在0~40%RH之間;

  琺瑯器、搪這些存放溫度在20℃,濕度在40~50%RH之間;

  硅酸鹽材質(zhì)的文物:

  陶器、陶俑、唐三彩、紫砂器、磚瓦、這些存放溫度在20℃,濕度在40~50%RH之間;

  玻璃器這些存放溫度在20℃,濕度在0~40%RH之間;

  巖石材質(zhì)的文物:

  石器、碑刻、石雕、畫像石、巖畫、、寶石、古生物化石、巖礦標(biāo)本、彩繪泥塑、壁畫這些存放溫度在20℃,濕度在40~50%RH之間;

  紙質(zhì)材質(zhì)的文物:

  紙張、文獻(xiàn)、經(jīng)卷、書法、國畫、書籍、拓片、郵票等這些存放溫度在20℃,濕度在50~60%RH之間;

  織品類、油畫:

  絲毛棉麻紡織品、織繡、服裝、、油畫這些存放溫度在20℃,濕度在50~60%RH之間;

  竹木制品:

  漆器、木器、木雕、竹器、藤器、家具、版畫這些存放溫度在20℃,濕度在50~60%RH之間;

  動植物材料:

  制品、甲骨制品、角制品、貝殼制品這些存放溫度在20℃,濕度在50~60%RH之間;

  皮革、皮毛這些存放溫度在5℃,濕度在50~60%RH之間;

  動物標(biāo)本、植物標(biāo)本這些存放溫度在20℃,濕度在50~60%RH之間;

  黑白照片及膠片這些存放溫度在15℃,濕度在50~60%RH之間;

  背景

  據(jù)國家文物局調(diào)查統(tǒng)計:全國有55.6%館藏文物遭到不同程度的破壞,主要原因是庫房環(huán)境不達(dá)標(biāo)。而環(huán)境不達(dá)標(biāo)的主要根本因素就是環(huán)境溫濕度的不合理。

  溫度對文物的影響

  1、溫度升高會加快文物的物理變化速度,尤其對紙質(zhì)、絲綢文物、、書畫的影響很大。

  2、溫度升高會加快化學(xué)反應(yīng)速率.特別是金屬文物、紙質(zhì)文物的老化會加劇。

  3、庫房溫度過高,給有害物質(zhì)提供了生存環(huán)境。微生物生長溫度在25~37℃,害蟲生長溫度在22~32℃。在此范圍內(nèi),每升高10℃,就會提高害蟲繁衍速度。

  4、庫房溫度升高后、會加速藏品熱脹冷縮速度,尤其是年代久的藏品,損壞會更大。

  5、庫房溫度過低,尤其對紙質(zhì)文物結(jié)構(gòu)、紙張輕度、質(zhì)量都會產(chǎn)生直接的影響。

  濕度對文物的影響

  1、濕度不斷增加,會增加空氣中的無機(jī)鹽含量,導(dǎo)致金屬出現(xiàn)銹蝕,青鋼器常見的銅綠就跟濕度高有很大關(guān)系。

  2、濕度較大會加快紙質(zhì)文物的紙張纖維素水解,降低紙張的耐久性。

  3、庫房濕度較大會加劇有害氣體與灰塵的損壞程度.特別是紙張纖維會吸收水分,導(dǎo)致紙張潮濕,出現(xiàn)溶脹問題,對文物的破壞是非常大的。

  4、濕度過大會促進(jìn)有害生物的繁衍,物體容霉,導(dǎo)致紙張字跡褪色。

  5、濕度高低導(dǎo)致木質(zhì)、紙質(zhì)以及絲綢品等藏品的變形或開裂。影響文物的本身價值。

  目前,我們專門研究溫濕度監(jiān)控系統(tǒng),主要是針對博物館文物溫濕度監(jiān)測

  1、研究了文物保存濕度指標(biāo)的確定方法和展柜的溫濕度控制技術(shù),提出了溫濕度獨立控制的技術(shù)方案。

  2、對文物保存展柜微環(huán)境控制技術(shù)進(jìn)行了試驗研究。

  3、設(shè)計了恒溫恒濕一體機(jī)文物柜,未涉及文物保管和陳列用溫濕度無線聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)。

  4、研究的環(huán)境溫濕度監(jiān)測系統(tǒng),可用于檔案、庫房和文物保存環(huán)境。

  5、采用以太網(wǎng)總線實行分散監(jiān)控,集中管理的方式,集溫濕度數(shù)據(jù)采集、溫濕度控制、數(shù)據(jù)庫自動更新于一體,實現(xiàn)溫濕度的測量監(jiān)視控制以及數(shù)據(jù)的自動保存。

  6、研究了由上位機(jī)、下位機(jī)和傳感器三大部分組成的檔案資料庫溫濕度控制系統(tǒng)。與本項目采用國際通用的無線數(shù)傳頻段構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)不同。

  7、研究了無線傳輸溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)和室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控儀,側(cè)重于檢測,不具備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能。

  8、設(shè)計一種室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控儀,由傳感器、變送器、多路智能監(jiān)控儀、無線發(fā)射與接收模塊、機(jī)箱和電源轉(zhuǎn)換插座盒所構(gòu)成。

  北京盛世宏博方案實施

  國外研究發(fā)展?fàn)顩r

  國外博物館溫濕度環(huán)境主要是由中央空調(diào)控制,從上世紀(jì)80年始關(guān)注展柜內(nèi)小環(huán)境的濕度控制。由于文物展柜大多制作優(yōu)良,具備良好的密閉性,因此普遍采用文物專用的調(diào)濕劑使柜內(nèi)濕度恒定。但采用調(diào)濕劑控制濕度,其發(fā)揮作用是一個緩慢的過程,要求展柜具有極高的氣密性,因此國內(nèi)生產(chǎn)的大多數(shù)展柜無法滿足這種應(yīng)用方式的要求。與此同時,采用藥劑控濕,很難達(dá)到的控制,其使用壽命及控制效果受到眾多外界因素的影響。其優(yōu)點是初期投資較低,但使用效果隨壽命而衰減,需要定期更換,因此維護(hù)的費用較大。其次,也有針對展柜的電子式恒濕機(jī)的使用和無線監(jiān)測設(shè)備。如:東京國立博物館2002年開始采用無線感應(yīng)系統(tǒng),所采用的系統(tǒng)也是無線搭配有線的系統(tǒng)。英國維多利亞與愛伯特博物館2004年開始使用無線感測系統(tǒng)。但其還處于監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集和就地控制的狀態(tài),無法組成便捷的通訊網(wǎng)絡(luò),更無法實現(xiàn)集中的管理和控制。

  以上資料顯示,國內(nèi)外文獻(xiàn)中未見采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研制的博物館文物保管和陳列用溫濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的報道和具體應(yīng)用。

  二、常用溫濕度控制方法和傳統(tǒng)溫濕度檢測手段的局限性

  目前,國內(nèi)外博物館調(diào)節(jié)控制環(huán)境溫濕度措施包括:裝備集中式中央空調(diào)系統(tǒng);局部空間使用恒溫恒濕機(jī)、空調(diào)器、去濕機(jī)、加濕機(jī)和使用調(diào)濕材料等。被調(diào)節(jié)控制的溫濕度環(huán)境是否達(dá)到文物保存環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn),需用溫濕度測量儀表測定。通常使用的溫濕度測量儀表有:液體膨脹式溫度計、固體膨脹式溫度計、毛發(fā)濕度計、自動記錄溫濕度計、微電子溫濕度記錄器等。溫濕度測量儀表分布在文物展廳中的每個展柜中,采集溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)手段是人工巡檢記錄,然后進(jìn)行匯總,記錄存檔。首都博物館新館開館以后,環(huán)境監(jiān)測仍然采用傳統(tǒng)的人工巡檢手抄記錄方法。由于展廳數(shù)量多、面積大,工作人員完整巡檢一遍需要走5公里左右。因此,利用人工抄表的方式,每日記錄溫濕度的次數(shù)極為有限,而且在夜間也無法巡查記錄。更為重要的是,對于博物館的“心臟”——文物庫房,由于嚴(yán)格的人員出入管理制度,使得日常的人工抄表巡檢無法進(jìn)行,成為溫濕度監(jiān)控的盲區(qū)。一旦中央空調(diào)出現(xiàn)問題,需要經(jīng)過很長時間才能被文物保護(hù)中心察覺到,因此存在極大的隱患。這就要求我們采用更加便捷的方法,獲取更加詳細(xì)的信息,適應(yīng)現(xiàn)代化文物保護(hù)工作的需要。解決這一問題的關(guān)鍵首先就是使用何種手段進(jìn)行溫濕度的檢測、記錄及分析和控制文物所處的溫濕度環(huán)境,確保文物始終處于一種相對的穩(wěn)定環(huán)境中。

  三、適應(yīng)博物館現(xiàn)狀的溫濕度檢測新手段

  為了提高首都博物館的文物保護(hù)科技水平,實現(xiàn)對文物的有效保護(hù),急需一種現(xiàn)代化的檢測手段來滿足博物館環(huán)境的特殊需求,我們研發(fā)博物館專用的無線溫濕度檢測系統(tǒng)。該無線系統(tǒng)監(jiān)控分為:無線zigbee、無線射頻和無線gprs三種監(jiān)控系統(tǒng),本系統(tǒng)采用無線通訊方式,通過放置在各個陳列柜、展廳及文物庫中的采集節(jié)點構(gòu)成無線通訊網(wǎng)絡(luò),集中監(jiān)控。每個無線采集節(jié)點可采集多種空氣環(huán)境信息,中央監(jiān)控系統(tǒng)可實時動態(tài)顯示各個采集點的位置信息及該點的空氣狀態(tài)信息,當(dāng)某個空氣環(huán)境指標(biāo)超出限制值時,系統(tǒng)自動發(fā)出報警信息,可自行啟動博物館內(nèi)恒溫恒濕設(shè)備,并對歷史報警信息進(jìn)行存儲;人員可瀏覽2-3年內(nèi)由各節(jié)點采集來的所有空氣狀態(tài)數(shù)據(jù);亦可通過人工手動控制調(diào)節(jié)無線網(wǎng)絡(luò)博物館內(nèi)恒溫恒濕機(jī)電設(shè)備等。該系統(tǒng)具有如下特點:

  1、采用無線通訊方式,無需繁雜的人工布線,項目實施簡單快捷??捎糜诓杉构瘛⒄箯d及庫房內(nèi)溫濕度信號。

  2、通過放置在各個陳列柜、展廳及儲藏庫中的采集節(jié)點構(gòu)成無線通訊網(wǎng)絡(luò),其通訊距離可覆蓋整座建筑物。

  3、每個無線采集節(jié)點體積小巧,可放置于展柜內(nèi)角落處,隱蔽性好。

  4、每個節(jié)點所采集的空氣環(huán)境信息會被實時記錄在中央監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。該中央監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括:

  a、動態(tài)顯示功能:在監(jiān)控屏幕中可顯示各個采集點的位置信息及該點的實時空氣狀態(tài)信息。

  b、報警功能:當(dāng)某個空氣環(huán)境指標(biāo)超出限制值時,系統(tǒng)自動發(fā)出報警信息,并對歷史報警信息進(jìn)行長時間的存儲,以便日后分析。

  c、趨勢記錄功能:可瀏覽2-3年內(nèi)由各節(jié)點采集而來的所有空氣狀態(tài)數(shù)據(jù),并作出趨勢分析,人員可以此為依據(jù),對現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)做出改進(jìn)。

  d、報表打印功能:可通過系統(tǒng)自帶的打印機(jī),將所關(guān)心的數(shù)據(jù)以報表形式打印出來。其中包括報警紀(jì)錄、趨勢記錄等。

  四、傳統(tǒng)濕度控制手段的局限性

  當(dāng)濕度的檢測、記錄及分析手段完善后,對于現(xiàn)有濕度環(huán)境的改善及控制便成為更加突出的問題?,F(xiàn)實中有時會遇見這樣的尷尬,當(dāng)無線濕度檢測系統(tǒng)探知異常并發(fā)出實時報警后,管理人員束手無策,一籌莫展。因為傳統(tǒng)的環(huán)境濕度控制手段是采用中央空調(diào),但由于初期設(shè)計缺陷,極易出現(xiàn)夏季除濕能力不足,冬季加濕效果不夠的狀況。更為重要的是,對于同一展廳,中央空調(diào)只能統(tǒng)一設(shè)定濕度,因此,差異化的濕度需求無法得到滿足。例如,在同一展廳中,需要濕度低于40%RH的盡可能干燥的環(huán)境,而書畫和紡織品文物則需要將濕度控制在55%RH左右,這些特殊的要求僅靠大環(huán)境控制是無法滿足的??梢?,中央空調(diào)對于文物濕度的控制受到諸多因素的局限,無法達(dá)到理想的狀態(tài)。

  五、適應(yīng)博物館無線濕度控制新手段

  為了彌補中央空調(diào)的局限性,新的手段必須滿足如下要求:首先,設(shè)備體積小巧,能安裝于展柜內(nèi)部,為不同的展柜提供獨立的濕度控制;其次,該設(shè)備應(yīng)同時具備加濕與除濕功能,以滿足全年各種氣候的變化;另外,該設(shè)備必須能夠穩(wěn)定而且高精度的持續(xù)運行;與此同時,當(dāng)設(shè)備臺數(shù)較多時,應(yīng)具備集中監(jiān)控的功能,便于管理。

  利用陳列柜將文物有效的隔絕在一個單獨小環(huán)境內(nèi),再對這個小環(huán)境實施的控制。通過在密閉的展柜內(nèi)形成獨立的、可循環(huán)的氣流組織,控制濕度。采用半導(dǎo)體制冷的原理,將經(jīng)過充分加濕的空氣進(jìn)行減濕處理,以控制柜體內(nèi)的濕度值,兼具加濕與除濕的功能,低噪音,體積小巧,控制。采用電子式恒濕機(jī),能夠通過調(diào)節(jié)空氣的循環(huán)量來克服展柜的泄露,各種展柜經(jīng)改造便能實施控制,因此更能適應(yīng)國內(nèi)展柜的現(xiàn)狀。電子式恒濕機(jī)內(nèi)置各種智能控制程序,能夠針對外界各種影響迅速、自動的做出調(diào)整,因此其控制效果更、更穩(wěn)定,人為干預(yù)的因素較少。

  與中央空調(diào)相比,小環(huán)境控制顯得更為有效:其特點是:(1)每個展柜內(nèi)的控制目標(biāo)都可以是不同的,能夠滿足不同種類文物對于濕度的差異化需求;(2)由于在較小的空間內(nèi)實施控制,精度要大大提高,能夠達(dá)到±1.5%;(3)小環(huán)境控制柔性較高,不僅噪音低,而且體積小巧,能與展陳有機(jī)的融為一體。

  當(dāng)展柜濕度控制設(shè)備分布較分散且數(shù)量較多時,集中監(jiān)控能極大方便使用者的管理。與此同時為了展廳內(nèi)有可能不斷變化的展陳布局,靈活的無線通訊方式能更好的滿足博物館的需求。

  博物館3D可視化監(jiān)控系統(tǒng)平臺

  博物館無線環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

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