用于载人航天器地面综合试验的人员代谢模拟系统

摘要

本发明公开了用于载人航天器地面综合试验的人员代谢模拟系统,主要包括氧气浓度模拟单元、二氧化碳模拟单元、氮气模拟单元和湿度模拟单元，该系统通过管路与密封舱连接，空气在人员代谢模拟系统和载人航天器密封舱之间循环，控制系统据输入模拟人员数量及各人员代谢模式，结合基于代谢的经验公式计算出产热量、产湿量、氧气消耗量、二氧化碳增量的控制目标，并通过采集系统中温度、压力、流量、氧浓度等数据，根据预定控制逻辑，对风机、阀门、压缩机、分子筛、流量控制器、泵、加热器进行控制，以达到控制目标。与现有技术相比，本发明不需要人员参与试验，同时考核热控系统和环控系统的能力。利用本系统构建的试验系统比有人试验更安全，灵活性更高，连续运行时间更长，对产品考核更充分，不占用舱内体积。

主权项

用于载人航天器地面综合试验的人员代谢模拟系统,主要包括氧气浓度模拟单元、二氧化碳模拟单元、氮气模拟单元和湿度模拟单元，用于载人航天器地面综合试验的密封舱与氧气浓度模拟单元的输入端之间设置有输入管路，输入管路上依次串联设置有温度传感器一、流量计、变频风机与防止空气回流至密封舱的止回阀，氧气浓度模拟单元的输出端依次通过压力传感器一、电加热器与温度传感器二与所述密封舱的输出管路连接，氧气浓度模拟单元与压力传感器一之间分别设置有氮气模拟单元和二氧化碳模拟单元，它们分别由相应气体气瓶和流量控制器三、流量控制器四构成以为输入管路提供氮气和二氧化碳，压力传感器一与电加热器之间设置有湿度模拟单元以为输入管路提供水蒸汽，其中，氧气浓度模拟单元由并联的主路管路和旁路管路构成，旁路管路上设置有阀门二，主路管路依次连接有流量控制器一、压缩机和分子筛，压缩机两端还单独并联有阀门一，分子筛的主路管路连接有氧浓度传感器，并通过流量控制器二排空；湿度模拟单元包括依次管路连接的储水槽、水泵、蒸发器、压力传感器二和流量控制器五，上位机与下位控制器PLC构成的控制系统根据输入模拟人员数量及各人员代谢模式，结合基于代谢的经验公式计算出产热量、产湿量、氧气消耗量、二氧化碳增量的控制目标，下发至下位控制器PLC，下位控制器PLC采集系统中温度、压力、流量的各个数据，根据预定控制逻辑，对变频风机、阀门、压缩机、分子筛、流量控制器、水泵、加热器进行控制，以达到控制目标。