深圳红宇定制型智能氮气柜（软硬件参数如下）

作用：给原料提供无氯、干爆的保存环境，防止原料发生化学反应或变质；对精密机械零件可防止其受到氧化和腐蚀，确保零件性能和使用寿命。

功能/特色介绍 ：根据用户/项目需求及结合生产现场环境定制的低能耗，环保，防静电的智能氮气柜。

氮气柜方案采用树莓派系统：独立，成本低，易构建，系统集成了多种采集程序，同时配备了传感方案，功能强大而且小巧, 易安装，接口丰富， 性能优良 ，可为不同的平台系统提供采集数据依据.

硬件方面：

1.支持柜体自定义设计，可根据用户的实际需要提供不同的柜体和储物格布局设计

2.柜体采用304不锈钢材料

3.柜门采用防静电及硅胶密封条，确保防静电及良好的密封效果，防止氮气泄漏。

4.密封及氮气柜等特殊需求支持

5.支持多台主副柜体串并联，支持后续扩展。

6.内置15.6寸的触摸屏操作终端

7.集成智能卡读卡器、条码扫描仪、三色报警灯,电池，漏电保护等外围设备

软件系统:

1.支持物料分类的高度自定义，包括物料的分类、名称、展示图片等信息，

2、支持精确库存管理(每个物料都有唯一条码)或模糊库存管理(无条码的，或无唯-条码的物料)

3.支持物料的状态自定义管理。

4.支持存取时的自定义元数据录入和管理，并支持录入数据的校验和编码转换

5.支持存取流程的自定义。

6.支持用户基础数据的统一导入和独立的用户授权管理，实现基于用户工卡的快速身份验证。

7.支持柜组及库存的集中管理，可选择独立或集中部署柜组管理后台数据库及服务

8.支持对外联动接口，可由第三方系统进行库存查询和进行存取操作。

9.支持选择Windows或Linux作为终端控制系统。

10,提供中英文或其它语言定制。

11.高精度传感器实时监测柜内环境参数，如氮气浓度、湿度、温度等，并通过控制系统自动调节氮气输入和排气装置，确保氮气柜在高效运行

12 设置报警系统当柜内环境参数超出设定范围时，报警系统会自动启动，提醒操作人员及时处理。

13.数据记录与导出可选配数据记录仪，记录历史数据并导出分析报告，便于追溯和问题分析

一、 项目背景与需求分析

1. 背景：

   博物馆藏品的长期保存面临着环境因素的严峻挑战，其中湿度和氧气是两大主要元凶。

   高湿度会导致金属文物锈蚀、纸质文物霉变、纺织品纤维水解、照片粘连等。

   氧气会参与几乎所有材质的氧化反应，导致金属腐蚀、纸张发黄脆化、颜料褪色、有机材料老化等。

   传统的恒温恒湿库房或展柜能解决大环境问题，但难以对单一、珍贵或对环境极其敏感的文物进行“一对一”的精准保护。

2. 需求分析：

   精准控制需求： 为不同材质的珍贵文物（如青铜器、铁器、古籍、书画、丝绸、漆木器、象牙等）提供独立、稳定、超低氧和精确恒湿的微环境。

   安全无损需求： 保护手段必须绝对安全，无二次污染风险，避免使用化学药剂可能带来的挥发物损害。

   智能管理需求： 实现文物保存环境的24小时不间断监控、数据记录、远程报警和集中管理，减轻工作人员负担，提升管理效率。

   预防性保护需求： 从“事后修复”向“事前预防”转变，将环境风险扼杀在萌芽状态，最大限度地延长文物寿命。

二、 智能氮气柜系统解决方案

智能氮气柜通过向柜内充入高纯度氮气，置换并维持一个低氧环境，并结合先进的传感与控制系统，实现对保存微环境的精确管理。

1. 系统核心构成：

柜体系统：

  材质： 采用优质冷轧钢板，内外表面经环保环氧树脂粉末喷涂处理，耐腐蚀、无挥发。

  气密性： 核心指标。柜门采用特制硅胶密封条，并配备气压平衡阀，确保柜内环境与外界隔绝，氮气泄漏率极低（通常要求<0.05Vol%/天）。

  结构： 多层可调搁板，承重性强，表面铺垫无酸、无硫的惰性材料。内部角落圆滑处理，避免积尘。

  观察窗： 可选配双层防紫外线钢化玻璃观察窗，便于查看文物同时阻隔光害。

气体管理系统：

  氮气源： 外接高纯度（≥99.999%）氮气钢瓶或氮气发生器。对于大型博物馆，集中管道供气是更优选择。

  气体净化模块： 内置高效催化剂，可分解柜内文物释放的微量有害气体（如硫化氢、甲醛等）。

  循环系统： 内置低速、静音风机，确保柜内气体均匀流通，避免温湿度分层。

智能控制系统：

  核心传感器：

    氧浓度传感器： 实时监测柜内氧气含量，控制精度可达±0.1%。

    温湿度传感器： 高精度传感器（湿度精度±1.5%RH，温度精度±0.5℃），实时监测环境数据。

  控制单元（PLC/微处理器）： 接收传感器信号，通过预设逻辑自动控制氮气通断和除湿模块。

  人机交互界面： 高清彩色触摸屏，实时显示氧浓度、温度、湿度、设备状态等所有参数，并可进行参数设置。

数据管理与通讯系统：

  数据记录： 自动、持续记录所有环境数据，存储容量大，可生成历史数据曲线和报表。

  远程通讯： 标配以太网/Wi-Fi/4G/5G接口，支持TCP/IP协议。

  云平台与移动端： 数据可上传至专属云平台，授权人员可通过电脑网页或手机APP进行远程实时监控。

  多级报警系统： 当氧浓度、温湿度超出设定范围，或出现断电、设备故障时，系统会通过柜体声光、平台消息、短信、电话等多种方式立即向指定管理人员报警。

2. 技术参数示例：

氧浓度控制范围： 可设定在0.1% - 5.0%之间（根据文物需求设定，通常1%以下即可有效抑制氧化）。

湿度控制范围： 30%RH - 60%RH（可调，控制精度±3%RH）。

温度显示范围： 与库房环境温度一致，通常为15℃-25℃。

电源： AC 220V ±10%， 50/60Hz。

三、 具体应用与实施步骤

第一步：前期评估与规划

1. 文物筛选： 确定首批需要使用智能氮气柜的文物清单，重点考虑一级文物、易损文物、对氧/湿敏感的文物。

2. 需求定制： 根据文物材质和数量，确定氮气柜的尺寸、数量、内部配置（如抽屉、挂架等）。

3. 点位规划： 确定氮气柜在库房或展厅的摆放位置，确保空间足够、便于维护，并规划好氮气管道或气瓶的安置点。

第二步：设备选型与采购

1. 制定技术标书： 基于本方案的核心要求，制定详细的采购技术标书，重点考核厂商的气密性指标、控制精度、数据可靠性及售后服务能力。

2. 厂商调研与招标： 选择在文博行业有成功案例的知名品牌。

第三步：安装、调试与验证

1. 专业安装： 由厂家专业工程师进行现场安装，连接气源和电源。

2. 系统调试：

   设置目标参数（如：青铜器设定为氧浓度<1%，湿度35%±3%RH；古籍设定为氧浓度<1%，湿度45%±3%RH）。

   进行气密性测试，确保达标。

   模拟运行，验证控制系统的稳定性和报警功能的灵敏性。

3. 文物入柜：

   文物在入柜前，应在过渡环境中稳定一段时间。

   使用无酸材料进行包装和支撑。

   轻拿轻放，科学摆放，预留空间保证气体流通。

   填写《文物入柜登记表》，记录文物状态。

第四步：运行、监控与维护

1. 日常监控： 工作人员每日通过触摸屏或手机APP巡检一次各项数据。

2. 定期维护：

   每周： 检查氮气余量，及时更换气瓶。

   每季度： 清洁柜体外部和观察窗。

   每半年/每年： 由厂家进行专业校准（传感器）和全面保养。

3. 数据管理： 定期从云平台导出并备份环境数据，作为文物预防性保护的重要档案。

4. 应急响应： 制定应急预案，确保在收到报警后，工作人员能迅速按照流程处置。

四、 预期效益分析

文物保护效益：

  根本性抑制氧化与腐蚀： 低氧环境从根源上切断了大多数化学劣化反应的路径。

  精准稳定微环境： 为每件珍贵文物提供“量身定制”的最佳保存环境。

  显著延长文物寿命： 是实现“子子孙孙永保用”现代化目标的利器。

管理效益：

  提升管理效率： 实现无人化、自动化值守，降低人工巡检强度和频次。

  决策科学化： 完整的环境数据链为文物保护研究和管理决策提供坚实的数据支撑。

  安全风险前置化： 智能报警系统将被动发现变为主动预警，极大降低了因环境失控造成的文物损失风险。

社会与学术效益：

  展示了博物馆在运用高科技手段保护文化遗产方面的先进形象。

  积累的长期环境数据可用于文物保护领域的学术研究。

五、 管理规范建议

1. 制定《智能氮气柜操作规程》，明确开关机、参数设置、文物存取等流程。

2. 制定《智能氮气柜维护保养制度》，明确各级维护的责任人、周期和内容。

3. 将智能氮气柜数据纳入博物馆藏品预防性保护监测平台，实现统一管理。

4. 对相关工作人员进行系统化培训，确保其能熟练操作和应对常见问题。

应用智能氮气柜是博物馆迈向更高水平预防性保护的关键一步。它不仅是简单的设备采购，更是一套涉及技术、管理和观念的综合性系统解决方案。通过本方案的实施，博物馆能够为其最珍贵的藏品提供一个近乎“永恒”的安眠之所，真正履行好守护人类文明瑰宝的神圣职责。