[發(fā)明專利]一種平流層大氣壓力增減裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910506811.1
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110304233B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王馨悅;鄭曉亮;李永平;付振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心
• 主分類號: B64B1/62
• 分類號: B64B1/62;F17D1/02;F17D3/01
• 代理公司: 北京方安思達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王蔚

1.一種平流層大氣壓力增減裝置，其特征在于，所述裝置包括：恒壓艙(1)、壓力控制部件(2)、壓力監(jiān)測部件(3)、儲氣室(4)和中央控制單元(5)；

所述恒壓艙(1)，用于設(shè)置大氣原位光化學(xué)成分探測儀器；

所述壓力控制部件(2)，用于控制氣體進入儲氣室(4)和恒壓艙(1)，使恒壓艙(1)的壓力保持在800-1100mbar的常壓范圍；

所述壓力監(jiān)測部件(3)，用于監(jiān)測恒壓艙(1)和儲氣室(4)的壓力，并將壓力數(shù)據(jù)發(fā)送至中央控制單元(5)；

所述儲氣室(4)，用于儲存來自于外界經(jīng)壓力控制部件(2)壓縮后的常壓氣體，并將氣體注入恒壓艙(1)；

所述中央控制單元(5)，用于接收壓力數(shù)據(jù)，并根據(jù)壓力數(shù)據(jù)向壓力控制部件(2)輸出控制信號；

所述壓力控制部件(2)包括：若干個電磁閥、真空泵(27)和若干個氣體管路；所述電磁閥、真空泵(27)通過傳輸線與中央控制單元(5)連接；所述電磁閥為第一電磁閥(21)、第二電磁閥(22)、第三電磁閥(23)或第四電磁閥(24)；所述氣體管路為第一氣體管路(61)、第二氣體管路(64)、第三氣體管路(65)、第四氣體管路(62)、第五氣體管路(63)、第六氣體管路(71)、第七氣體管路(72)、第八氣體管路(73)、第九氣體管路(66)；所述電磁閥，用于控制氣體流動路徑的連通和斷開；所述真空泵(27)，用于將外界低氣壓的氣體進行壓縮，然后注入儲氣室(4)；所述氣體管路，用于傳輸氣體；

所述第三氣體管路(65)、第一電磁閥(21)、第二氣體管路(64)、真空泵(27)、第一氣體管路(61)和儲氣室(4)依次連接；當(dāng)?shù)谝浑姶砰y(21)連通，所述真空泵(27)開啟，外界氣體沿第三氣體管路(65)、第一電磁閥(21)和第二氣體管路(64)被吸入真空泵(27)，壓縮后沿第一氣體管路(61)注入儲氣室(4)；

所述儲氣室(4)、第四氣體管路(62)、第三電磁閥(23)、第六氣體管路(71)和恒壓艙(1)依次連接；當(dāng)恒壓艙(1) 壓力增加到1100mbar后，所述第一電磁閥(21)和真空泵(27)關(guān)閉，所述第三電磁閥(23)和第四電磁閥(24)連通，所述儲氣室(4)的氣體沿第四氣體管路(62)、第三電磁閥(23)進入恒壓艙(1)；

所述恒壓艙(1)、第七氣體管路(72)、第四電磁閥(24)與第八氣體管路(73)依次連接；氣體經(jīng)過第七氣體管路(72)、第四電磁閥(24)和第八氣體管路(73)流出恒壓艙(1)，氣體在流動過程中恒壓艙(1)壓力維持在800-1100mbar；

所述儲氣室(4)、第五氣體管路(63)、第二電磁閥(22)和第九氣體管路(66)依次連接，當(dāng)儲氣室(4)壓力下降到800mbar、第三電磁閥(23)和第四電磁閥(24)關(guān)閉，第二電磁閥(22)打開，所述儲氣室(4)的氣體經(jīng)第五氣體管路(63)、第二電磁閥(22)和第九氣體管路(66)流入到外界低氣壓環(huán)境中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平流層大氣壓力增減裝置，其特征在于，所述壓力監(jiān)測部件(3)包括第一壓力計(31)和第二壓力計(32)，所述第一壓力計(31)安裝在儲氣室(4)上，用于測量儲氣室(4)的壓力，所述第二壓力計(32)安裝在恒壓艙(1)上，用于測量恒壓艙(1)的壓力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平流層大氣壓力增減裝置，其特征在于，所述氣體管路采用特氟隆軟管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平流層大氣壓力增減裝置，其特征在于，所述真空泵(27)采用隔膜泵。

5.一種平流層大氣壓力增減方法，基于權(quán)利要求1-4的任一項所述的裝置實現(xiàn)，所述方法包括：

所述中央控制單元(5)將電源輸送到第一電磁閥(21)，所述第一電磁閥(21)打開；所述真空泵(27)開啟，外界氣體沿第三氣體管路(65)、第一電磁閥(21)和第二氣體管路(64)被吸入真空泵(27)，壓縮后沿第一氣體管路(61)注入儲氣室(4)，

當(dāng)所述中央控制單元(5)接收到的第一壓力計(31)發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)超過1100mbar時，停止向第一電磁閥(21)輸送電源，第一電磁閥(21)和真空泵(27)關(guān)閉，向第三電磁閥(23)和第四電磁閥(24)輸入電源，第三電磁閥(23)和第四電磁閥(24)打開，儲氣室(4)的氣體沿第四氣體管路(62)、第三電磁閥(23)進入恒壓艙(1)；所述氣體經(jīng)過第七氣體管路(72)、第四電磁閥(24)和第八氣體管路(73)流出恒壓艙(1)；

當(dāng)所述中央控制單元(5)接收到的第一壓力計(31)發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)低于800mbar時，停止向第三電磁閥(23)和第四電磁閥(24)輸送電源并向第二電磁閥(22)輸入電源，所述第三電磁閥(23)和第四電磁閥(24)關(guān)閉，所述第二電磁閥(22)打開，所述儲氣室(4)壓力經(jīng)第五氣體管路(63)、第二電磁閥(22)和第九氣體管路(66)流入到外界低氣壓環(huán)境中；

所述方法還包括：當(dāng)所述中央控制單元(5)接收到的第二壓力計(32)發(fā)送的壓力數(shù)據(jù)低于800mbar并且第四電磁閥(24)處于打開狀態(tài)時，停止向第四電磁閥(24)輸送電源，所述第四電磁閥(24)關(guān)閉。