CN105607659A - 数字式高空舱流量控制装置 - Google Patents

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李骊
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Abstract

本发明属于试验环境模拟，涉及对高空环境流量自动控制构型改进，具体涉及一种数字式高空舱流量控制装置。它有一个临界流喷嘴组1，有一个电磁阀组2，其一端连接高空舱3另一端连接真空系统；高空环境控制系统4通过控制电磁阀组2中电磁阀通断实现高空环境流量控制。本发明在高空舱由于充气流量突变或非线性变化时，能通过实时控制电磁阀组2中电磁阀通断实现排气流量的数字化调节，实现高空环境模拟中流量非线性变化或突变时的稳态控制。

Description

数字式高空舱流量控制装置
所属技术领域
本发明属于试验环境模拟，涉及对高空环境模拟装置改进。
背景技术
目前常用的高空环境模拟装置有以下几种构型：
1、高空舱与真空系统直连，控制补气调节阀开度调节舱内压力。
2、高空舱通过抽气调节阀与真空系统连接，控制抽气调节阀开度调节舱内压力。
3、高空舱通过抽气调节阀与真空系统连接，通过补气调节阀与环境大气或压力补气气源连接。差动控制抽气调节阀与补气调节阀开度调节舱内压力。
高空环境模拟试验中，以上3种控制方式由于采用模拟量控制方式控制电动或气动调节阀，阀门的响应时间长，只能用于流量缓变过程稳态控制。通过对以上几种构型工作特性的分析和实践应用，应对流量阶跃冲击，要自动控制试验状态参数保持稳定需要很长的调节时间，尤其对于动态试验被试系统易与高空控制系统产生共振现象。
发明内容
本发明的目的是：提供一种数字式高空舱流量控制装置，可以快速稳定的自动控制高空舱的排气流量，消除对高空控制系统的冲击，保证准确考核被试系统在流量突变或非线性变化时的性能。实现高空环境模拟中流量突变的稳态控制。
本发明的技术方案是：
一种数字式高空舱流量控制装置，包括：
一个临界流喷嘴组1、一个电磁阀组2，
电磁阀组2一端连接高空舱3，电磁阀组2另一端连接临界流喷嘴组1进气口，临界流喷嘴组1出气口连接真空系统；高空环境控制系统4与电磁阀组2控制端连接；
电磁阀组2包括一个以上电磁阀，临界流喷嘴组1包括一个以上临界流喷嘴，临界流喷嘴与电磁阀一一对应，每个临界流喷嘴针对不同的气体流量，高空环境控制系统4通过流量计获取进入高空舱3的气体流量，计算并打开或关闭与传输所述气体流量对应的一个或一个以上临界流喷嘴连接的电磁阀。
本发明的优点是：用数字调节方法控制电磁阀通断的控制方式替代传统的模拟量调节方式，提高系统的响应时间和控制精度。
附图说明
图1是本发明的结构原理框图。
图2是本发明实施例结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。本发明要解决的技术问题是：提供一种数字式高空舱流量控制装置，可以消除对高空控制系统的冲击，保证准确考核被试系统在流量突变或非线性变化时下的性能。实现高空环境模拟中流量的稳态控制。
参见图1，一种数字式高空舱流量控制装置，包括：
一个临界流喷嘴组1、一个电磁阀组2，
电磁阀组2一端连接高空舱3，电磁阀组2另一端连接临界流喷嘴组1进气口，临界流喷嘴组1出气口连接真空系统；高空环境控制系统4与电磁阀组2控制端连接；
电磁阀组2包括一个以上电磁阀，临界流喷嘴组1包括一个以上临界流喷嘴，临界流喷嘴与电磁阀一一对应，每个临界流喷嘴针对不同的气体流量，高空环境控制系统4通过流量计获取进入高空舱3的气体流量，计算并打开或关闭与传输所述气体流量对应的一个或一个以上临界流喷嘴连接的电磁阀。
本发明在高空舱由于充气流量突变或非线性变化时，能通过实时控制电磁阀组2中电磁阀通断实现排气流量的数字化调节，实现高空环境模拟中流量非线性变化或突变时的稳态控制。本发明的工作原理是：配置一组喷嘴组：临界流喷嘴组中，最小喷嘴通过流量为高空舱充气流量最小变化量的一半Q1，依次按二进制数字编码配置的其他喷嘴对应流量为2Q1、4Q1、8Q1、16Q1…2NQ1，N由高空舱充气流量最大变化量决定。高空舱由于充气流量突变增加ΔQ或减少ΔQ时，利用临界流喷嘴在下游处于高空环境时，质量流量只与上游大气压力有关的特性，高空环境控制系统将该流量ΔQ计算分解为临界流喷嘴组若干喷嘴的对应流量的组合，并实时控制电磁阀组2中上述喷嘴的电磁阀关闭或打开，实现等量补偿ΔQ，保持高空舱流量负载不变，实现高空环境模拟中流量突变的稳态控制。
实施例1：以某型高空舱流量突变试验为例，高空流量控制装置配置如图2所示临界流喷嘴组喷嘴1对应流量为100kg/h，喷嘴2对应流量为200kg/h，喷嘴3对应流量为400kg/h，。试验中高空舱内模拟高度为12000m，通入高空舱的气体流量为200kg/h，此时电磁阀1打开临界流喷嘴1通过的流量为200kg/h被真空系统抽走，保持高空舱内模拟高度12000m为稳定值。在通入高空舱的气体流量突变为400kg/h时，此时高空控制系统控制关闭电磁阀2，同时打开电磁阀3，保持高空舱进入与真空系统抽出的流量相同，保证高空舱内模拟高度12000m不变。

Claims (1)

1.一种数字式高空舱流量控制装置，其特征在于，包括：
一个临界流喷嘴组(1)、一个电磁阀组(2)，
电磁阀组(2)一端连接高空舱(3)，电磁阀组(2)另一端连接临界流喷嘴组(1)进气口，临界流喷嘴组(1)出气口连接真空系统；高空环境控制系统(4)与电磁阀组(2)控制端连接；
电磁阀组(2)包括一个以上电磁阀，临界流喷嘴组(1)包括一个以上临界流喷嘴，临界流喷嘴与电磁阀一一对应，每个临界流喷嘴针对不同的气体流量，高空环境控制系统(4)通过流量计获取进入高空舱(3)的气体流量，计算并打开或关闭与传输所述气体流量对应的一个或一个以上临界流喷嘴连接的电磁阀。
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