博物馆文物保护环境空气质量综合监测系统
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博物馆温湿度在线监控系统
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在线监控系统集成博物馆有线/无线环境参数
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前言：
北京盛世宏博科技有限公司具有数据采集、数据统计、超限报警、远程监控等功能库的温湿度，具有数据采集、数据统计、超限报警、远程监控等功能。文物仓库通过远程监控，确保文物的正确和安全。
博物馆里有许多珍贵的文物和文献，因为随着时间的推移，这些物品不可避免地会受到环境的威胁，其中之一就是空气中的湿度。
高湿度会损害空气中的水平衡、细菌的生长和物体的腐蚀。为了保持文物文件处于状态，必须合理稳定地保持温度和湿度。
不同的收藏对温度和湿度有不同的要求。
国家博物馆仓库温湿度标准如下：
金属文物：
、铁器、金银器、金属硬币的储存温度为20℃，湿度在0~40%RH之间；
锡器和铅器的储存温度为25℃，湿度在0~40%RH之间；
搪瓷和搪瓷的储存温度为20℃，湿度在40~50%RH之间；
硅酸盐文物：
陶器、陶俑、唐三彩、紫砂器、砖瓦的储存温度为20℃，湿度在40~50%RH之间；
这些玻璃器具的储存温度为20℃，湿度在0~40%RH之间；
岩石材质的文物：
石器、碑刻、石雕、肖像石、岩画、宝石、古生物化石、岩矿标本、彩绘泥塑、壁画等储存温度为20℃，湿度在40~50%RH之间；
纸质文物：
20年纸张、文献、经卷、书法、国画、书籍、拓片、邮票等。℃，湿度在50~60%RH之间；
织类、油画：
丝毛棉麻纺织品、织绣、服装、、油画这些存放温度在20℃，湿度在50~60%RH之间；
竹木制品：
漆器、木器、木雕、竹器、藤器、家具、版画的储存温度为20℃，湿度在50~60%RH之间；
动植物材料：
储存温度为20℃，湿度在50~60%RH之间；
皮革和皮毛的储存温度为5℃，湿度在50~60%RH之间；
动物标本和植物标本的储存温度为20℃，湿度在50~60%RH之间；
黑白照片和胶片的储存温度为15℃，湿度在50~60%RH之间；
背景
据国家文物局调查统计，全国有55个.6%的收藏文物因仓库环境不达标而受到不同程度的破坏。环境不达标的主要根本因素是环境温湿度不合理。
温度对文物的影响
1.温度升高会加速文物的物理变化，尤其是纸张、丝绸文物、书画。
2.温度升高会加速化学反应，尤其是金属文物和纸质文物的老化。
3.仓库温度过高，为有害物质提供了生存环境。微生物生长温度为25~37℃，害虫的生长温度为22~32℃。在此范围内，每升10℃，会提高害虫的繁殖速度。
4.仓库温度升高后，收藏的热胀冷缩速度会加快，尤其是老收藏，损坏会更大。
5.仓库温度过低，会直接影响纸质文物的结构、轻度和质量。
湿度对文物的影响
1.随着湿度的增加，空气中的无机盐含量会增加，导致金属腐蚀。青钢常见的铜绿与高湿度有很大关系。
2.高湿度会加速纸张纤维素水解，降低纸张的耐久性。
3.仓库湿度高会加重有害气体和灰尘的损坏。特别是纸纤维会吸收水分，导致纸张潮湿、膨胀，对文物造成很大的损坏。
4.湿度过高会促进有害生物的繁殖，物体容霉，导致纸张字迹褪色。
5.湿度导致木材、纸张、丝绸等收藏品变形或开裂。影响文物本身的价值。
目前，我们专门研究博物馆文物温湿度监测系统
1、研究了文物保存湿度指标的确定方法和展示柜的温湿度控制技术，提出了温湿度独立控制的技术方案。
2.对文物保存展示柜微环境控制技术进行了实验研究。
3、设计了恒温恒湿一体机文物柜，不涉及文物储存和展示无线网络远程监控系统的开发。
4.研究的环境温湿度监测系统可用于保存档案、仓库和文物。
5.以太网总线集温湿度数据采集、温湿度控制、数据库自动更新于一体，实现温湿度测量监控和数据自动保存。
6.研究了由上位机、下位机和传感器组成的档案数据库温湿度控制系统。与国际通用无线数传频段组成的无线网络不同。
7.研究了无线传输温湿度监测系统和室内空气质量监测仪，重点检测，无网络监测功能。
8、由传感器、变送器、多路智能监控器、无线发射接收模块、底盘和电源转换插座盒组成的室内空气质量监控仪。
北京盛世宏博科技有限公司计划实施
国外研究发展
国外博物馆的温湿度环境主要由中央空调控制，自20世纪80年代以来一直关注展示柜内小环境的湿度控制。由于大多数文物陈列柜制作精良，密封性好，文物专用调湿剂一般用于恒定柜内湿度。然而，通过调湿剂控制湿度是一个缓慢的过程，要求展示柜具有很高的气密性。因此，国内生产的大多数展示柜都不能满足这种应用方法的要求。同时，由于许多外部因素，很难实现药物控湿的控制，其使用寿命和控制效果受到影响。其优点是初始投资较低，但使用效果随寿命而衰减，需要定期更换，因此维护成本较高。其次，还有电子恒湿器和无线监控设备用于展示柜。比如2002年东京国家博物馆开始采用无线感应系统，采用的系统也是无线配有线系统。维多利亚和爱伯特博物馆于2004年开始使用无线传感系统。但仍处于监控数据收集和局部控制的状态，无法形成便捷的通信网络，更无法实现集中管理和控制。
根据上述数据，国内外文献中没有关于博物馆文物保存和展示温湿度远程监测系统的报告和具体应用。
二、常用温湿度控制方法和传统温湿度检测方法的局限性
目前，国内外博物馆调节和控制环境温湿度的措施包括：设备集中式中央空调系统；恒温恒湿器、空调、除湿器、加湿器和调湿材料。调节控制的温湿度环境是否符合文物保存环境标准，需要用温湿度测量仪器测量。通常使用的温湿度测量仪表有：液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计、毛发湿度计、自动记录温湿度计、微电子温湿度记录器等。温湿度测量仪表分布在文物展厅的每个展示柜中。收集温湿度监测数据的传统手段是人工检查记录，然后汇总记录存档。首都博物馆新馆开放后，传统的手工检查手工记录方法仍在进行环境监测。由于展厅数量多，面积大，工作人员需要走5公里左右才能完全检查。因此，采用人工抄表的方式，每天记录温湿度的次数极其有限，夜间无法检查记录。更重要的是，对于博物馆的心脏——文物仓库，由于严格的人员访问管理制度，无法进行日常检查无法进行，成为温湿度监测的盲点。一旦中央空调出现问题，文物保护中心需要很长时间才能发现，存在很大的隐患。这就要求我们采用更加便捷的方法，获取更加详细的信息，适应现代化文物保护工作的需要。解决这个问题的关键是检测、记录、分析和控制文物的温湿度环境，确保文物始终处于相对稳定的环境中。
三、适应博物馆现状的温湿度检测新手段
为了提高首都博物馆的文物保护技术水平，实现文物的有效保护，迫切需要满足博物馆环境特殊需求的现代检测手段，我们开发了博物馆专用的无线温湿度检测系统。无线系统监控分为：zigbee、无线射频和无线射频gprs该系统采用三种监控系统，通过放置在各个展示柜、展厅、文物库中的采集节点，形成无线通信网络，集中监控。每个无线收集节点可以收集各种空气环境信息，中央监控系统可以实时动态显示每个收集点的位置信息和空气状态信息。当空气环境指标超过限值时，系统会自动发出报警信息，并在博物馆内启动恒温恒湿设备。并存储历史报警信息；人员可浏览2-3年内各节点收集的所有空气状态数据；无线网络博物馆恒温恒湿机电设备也可手动调节。该系统具有以下特点：
1、采用无线通信，无需复杂的人工布线，项目实施简单快捷。可用于收集展示柜、展厅、仓库内的温湿度信号。
2.无线通信网络由放置在每个陈列柜、展厅和仓库中的采集节点组成，其通信距离可覆盖整个建筑。
3.每个无线采集节点体积小，可放置在展柜内角，隐蔽性好。
在中央监控系统数据库中实时记录每个节点收集的空气环境信息。中央监控系统的主要功能包括：
a、动态显示功能：每个采集点的位置信息和实时空气状态信息可在监控屏幕上显示。
b、报警功能：当空气环境指标超过限值时，系统自动发送报警信息，并长期存储历史报警信息，以便日后分析。
c、趋势记录功能：可浏览2-3年内各节点收集的所有空气状态数据，并进行趋势分析。人员可以在此基础上改进现有的空调系统。
d、报告打印功能:可以通过系统自带的打印机以报告的形式打印关心的数据。包括报警记录、趋势记录等。
四、传统湿度控制手段的局限性
当湿度检测、记录和分析手段得到改善时，现有湿度环境的改善和控制将变得更加突出的问题。现实中有时会遇见这样的尴尬，当无线湿度检测系统探知异常并发出实时报警后，管理人员束手无策，一筹莫展。因为传统的环境湿度控制手段是采用中央空调，但由于初期设计缺陷，极易出现夏季除湿能力不足，冬季加湿效果不够的状况。更为重要的是，对于同一展厅，中央空调只能统一设定湿度，因此，差异化的湿度需求无法得到满足。例如，在同一展厅中，需要湿度低于40%RH的尽可能干燥的环境，而书画和纺织品文物则需要将湿度控制在55%RH左右，这些特殊的要求仅靠大环境控制是无法满足的。可见，中央空调对于文物湿度的控制受到诸多因素的局限，无法达到理想的状态。
五、适应博物馆无线湿度控制新手段
为了弥补中央空调的局限性，新的手段必须满足如下要求：首先，设备体积小巧，能安装于展柜内部，为不同的展柜提供独立的湿度控制；其次，该设备应同时具备加湿与除湿功能，以满足全年各种气候的变化；另外，该设备必须能够稳定而且高精度的持续运行；与此同时，当设备台数较多时，应具备集中监控的功能，便于管理。
利用陈列柜将文物有效的隔绝在一个单独小环境内，再对这个小环境实施的控制。通过在密闭的展柜内形成独立的、可循环的气流组织，控制湿度。采用半导体制冷的原理，将经过充分加湿的空气进行减湿处理，以控制柜体内的湿度值，兼具加湿与除湿的功能，低噪音，体积小巧，控制。采用电子式恒湿机，能够通过调节空气的循环量来克服展柜的泄露，各种展柜经改造便能实施控制，因此更能适应国内展柜的现状。电子式恒湿机内置各种智能控制程序，能够针对外界各种影响迅速、自动的做出调整，因此其控制效果更、更稳定，人为干预的因素较少。
与中央空调相比，小环境控制显得更为有效：其特点是：（1）每个展柜内的控制目标都可以是不同的，能够满足不同种类文物对于湿度的差异化需求；（2）由于在较小的空间内实施控制，精度要大大提高，能够达到±1.5%；（3）小环境控制柔性较高，不仅噪音低，而且体积小巧，能与展陈有机的融为一体。
当展柜湿度控制设备分布较分散且数量较多时，集中监控能极大方便使用者的管理。与此同时为了展厅内有可能不断变化的展陈布局，灵活的无线通讯方式能更好的满足博物馆的需求。
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