现代化实验室气路系统建设是实验室建设中的关键环节，它直接关系到实验室的安全性、实验结果的准确性以及实验效率。实验室气路系统是实验仪器和设备运转的基础，对于化学、生物、物理等各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。

一、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。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。

二、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。

2、管路设备

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

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

单元集控箱用于进一步控制和监测气体的使用。

5、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。

6、安全物联网管理系统

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。

三、主要性能指标

1、气源设备

      室外移动式集中供气柜，是一种专为室外设计的供气设备，可用于规范储存各类不同类型的压缩气体。它集成了多种先进的技术和安全特性，以确保安全、可靠和高效的气体供应。

     柜体应该具备防爆、防火、防水、防锈等功能，以确保危化品储存的安全，配备相应的安全附件，如气体探测报警器、灭火器等，提高整体安全性能。具备设置气体储存环境、实时监控、查看气体储存状态、存取、录像回放等功能，更好的帮助使用人员进行管理。

       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，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。

2、管路

        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。

3、楼层集控箱、单元集控箱

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。

4、终端模组箱

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。

5、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。

四、建设要点

1、确定需求：

根据实验室的具体需求和实验类型，确定所需的气体种类、流量和压力等参数。

2、设计系统：

根据需求设计气路系统，包括管道的材质、直径、长度、连接方式等。同时，需要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。

3、绘制施工图：

根据设计方案绘制详细的施工图，包括管道布局、阀门、过滤器等设备的安装位置。

4、施工安装：

包括管道的加工、安装，以及阀门、过滤器等设备的安装。在施工过程中，需要注意管道的连接方式和密封性能，确保无泄漏现象。

5、检测验收：

对气路系统进行气密性检测和性能测试，包括流量、压力等参数的检测。验收合格后，方可交付使用。

五、注意事项

1、安全问题：

在实验室气路系统建设中，安全问题是首要考虑的。需要遵守安全操作规程、使用安全防护设备等。同时，气瓶间应建设在实验室临近处（大楼背阴面），不能远离使用气点，且禁止阳光直射。气瓶间应选用符合标准的阻燃材料（一般使用阻燃岩棉钢制板材），内部须加装可燃气体浓度报警装置，且不得有暖气沟、地漏及其他地下构筑物；外部应当设置明显的安全警示标志；应当使用防爆型照明灯电气设备，电器开关设置在室外。易燃气体和助燃气体不得在同一房间，应有效隔离。

2、协调其他工程：

实验室气路系统建设需要与实验室的其他工程（如通风系统、供电系统等）进行协调，确保整个实验室的稳定运行。

3、定期检查与维护：

定期对气路系统进行检查和维护，包括管道、阀门、过滤器等设备。如发现设备损坏或性能下降，及时进行维修或更换。

六、案例分析

以一个实际的实验室气路系统设计为例，该系统可能包括多种气体的供应，如乙炔、氮气、氢气等。每种气体都有主供和备供气瓶，通过半自动切换系统实现不间断供气。管道采用316L不锈钢BA级无缝钢管，所有管道采用全自动氩弧焊机无缝焊接。终端采用二级减压阀控制压力，实现稳压。同时，系统中还配置了泄露浓度报警器+探头，以确保安全。

综上所述，现代化实验室气路系统建设是一个复杂而重要的过程，需要综合考虑多个因素。只有确保气路系统的稳定性和安全性，才能保证实验室的正常运行和实验结果的准确性。