CN113588505A - 结合能见度环境模拟试验方舱系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了结合能见度环境模拟试验方舱系统，涉及试验平台技术领域，包括方舱体，方舱体内设有排雾系统以及造雾系统，排雾系统一端和方舱体内部连通，排雾系统另一端和方舱体外部连通；透射式能见度仪，透射式能见度仪包括发射器一和接收器一，发射器一位于方舱体的一端，接收器一位于方舱体的另一端；一台以上前散能见度仪，前散能见度仪位于发射器一和接收器一之间；控制系统，控制系统和排雾系统、造雾系统、发射器一、接收器一以及前散能见度仪均连接。本发明的技术效果在于它能对模拟出来的环境进行测试。

Description

结合能见度环境模拟试验方舱系统及方法

技术领域

本发明涉及试验平台技术领域，具体涉及结合能见度环境模拟试验方舱系统及方法。

背景技术

能见度环境模拟试验方舱系统是一种用于模拟外界环境的能见度的试验方舱系统，包括排雾系统、造雾系统以及照明系统等等。

中国发明专利，公开号：CN112345497A，公开日：2021.02.09，公开了大气能见度仪校准系统及其校准方法，本发明以设置在环境模拟舱两端的透射式能见度仪作为标准器，设置在环境模拟舱中心位置的前散射能见度仪为被校器，透射式能见度仪发射光刚好通过前散射能见度仪的测量空间，通过模拟不同能见度，前散射能见度仪得到的能见度值与透射式能见度仪得到的标准能见度值进行比对，从而完成前散射能见度仪的校准，其不足之处在于，无法对环境模拟舱的模拟环境进行测试。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对环境模拟仓无法对模拟出来的环境进行测试的技术问题，本发明提供了结合能见度环境模拟试验方舱系统及方法，它能对模拟出来的环境进行测试。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

结合能见度环境模拟试验方舱系统，包括：

方舱体，所述方舱体内设有排雾系统以及造雾系统，所述排雾系统一端和方舱体内部连通，所述排雾系统另一端和所述方舱体外部连通；

透射式能见度仪，所述透射式能见度仪包括发射器一和接收器一，所述发射器一位于所述方舱体的一端，所述接收器一位于所述方舱体的另一端；

一台以上前散能见度仪，所述前散能见度仪位于所述发射器一和所述接收器一之间；

控制系统，所述控制系统和所述排雾系统、造雾系统、发射器一、接收器一以及前散能见度仪均连接。

可选的，所述排雾系统包括排风组件和净化组件，所述排风组件一端和所述方舱体内部连通，所述排风组件另一端和所述方舱体外部连通，所述净化组件一端和所述方舱体内部连通，所述净化组件另一端和所述方舱体外部连通。

可选的，所述前散能见度仪包括发射器二和接收器二，所述发射器二和所述接收器二均位于所述发射器一和所述接收器一之间，所述发射器二和所述接收器二均与所述控制系统连接。

可选的，所述前散能见度仪的台数为一台。

可选的，所述前散能见度仪的台数为二台以上。

可选的，所述发射器二的发射处和所述接收器二的接收处均设有消光锥桶。

可选的，所述消光锥桶的内壁和外壁均设有黑色消光层。

方舱内能见度重复性与稳定性测试方法，包括：

S1.透射式能见度仪每隔一段时间测量一组数据；

S2.开启排雾系统，使得方舱体内的能见度大于10km；

S3.开启造雾系统，使得方舱体内的能见度小于20m；

S4.等待雾沉降，控制系统记录透射式能见度仪的能见度测量数据一；

S5.重复造雾-沉降，控制系统记录透射式能见度仪的能见度测量数据二。

方舱内能见度环境模拟能力测试方法，包括：

S1.透射式能见度仪和前散能见度仪每隔一段时间各测量一组数据；

S2.开启排雾系统，使得方舱体内的能见度大于10km；

S3.开启造雾系统，使得方舱体内的能见度小于20m；

S4.等待雾沉降，控制系统每隔一段时间记录透射式能见度仪和前散能见度仪的数据。

方舱能见度均匀性测试方法，包括：

S1.将二台以上前散能见度仪固定在方舱体内的同一高度，并校准；

S2.开启造雾系统，使得方舱体内的能见度小于10m；

S3.等待雾沉降，控制系统每隔一段时间记录前散能见度仪的能见度测量数据三；S4.

增加相邻前散能见度仪之间的距离，并进行造雾-沉降实验，控制系统每隔一段时间

记录前散能见度仪的能见度测量数据四；

S5.根据数据三和数据四，得到因方舱的不均匀性引起的能见度偏差，即，方舱能见度均匀性指标。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：它能对模拟出来的环境进行测试。

附图说明

图1为本发明实施例提出的结合能见度环境模拟试验方舱系统示意图之一；

图2为本发明实施例提出的结合能见度环境模拟试验方舱系统示意图之二；

图3为本发明实施例提出的结合能见度环境模拟试验方舱系统示意图之三；

图4为本发明实施例提出的结合能见度环境模拟试验方舱系统示意图之四；

图5为本发明实施例提出的前散能见度仪的结构示意图；

图6为本发明实施例提出的消光锥桶的结构示意图。

图中：1、方舱体；2、透射式能见度仪；21、发射器一；22、接收器一；3、前散能见度仪；31、发射器二；32、接收器二；4、取样容积；5、消光锥桶；51、黑色消光层。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

结合附图1-6，本发明提供了结合能见度环境模拟试验方舱系统，包括：

方舱体1，方舱体1内设有排雾系统以及造雾系统，排雾系统一端和方舱体1内部连通，排雾系统另一端和方舱体1外部连通；

透射式能见度仪2，透射式能见度仪2包括发射器一21和接收器一22，发射器一21位于方舱体1的一端，接收器一22位于方舱体1的另一端；

一台以上前散能见度仪3，前散能见度仪3位于发射器一21和接收器一22之间；

控制系统，控制系统和排雾系统、造雾系统、发射器一21、接收器一22以及前散能见度仪3均连接。

具体的，排雾系统用于排出方舱体1内的雾气，可使方舱体1内的能见度超过20km；造雾系统用于产生雾气，可使方舱体1内的能见度低于20m；透射式能见度仪2用于检测方舱体1内的能见度值，通过发射器一21和接收器一22之间水平空气柱的平均透射系数计算出能见度，其中，发射器一21位于方舱体1的一端，接收器一22位于方舱体1的另一端，使得透射式能见度仪2能测量整个方舱体1的能见度；控制系统用于控制排雾系统和造雾系统启闭的时间，控制系统用于记录透射式能见度仪2的能见度测量值。

其中，一台前散能见度仪3和透射式能见度仪2，可以进行方舱内能见度环境模拟能力测试，二台以上前散能见度仪3和透射式能见度仪2可以进行方舱能见度均匀性测试、前散能见度仪3个体差异性测试以及方舱内不同位置能见度偏差测试等，完成对方舱体内的模拟环境的测试。

具体的，排雾系统包括排风组件和净化组件，排风组件一端和方舱体1内部连通，排风组件另一端和方舱体1外部连通，净化组件一端和方舱体1内部连通，净化组件另一端和方舱体1外部连通。

其中，排雾系统包括排风组件和净化组件；排风组件一端和方舱体1内部连通，排风组件另一端和方舱体1外部连通，便于排风组件将方舱体1内的雾气排放到外界去，来降低方舱体1内的雾气浓度，从而增加方舱体1内的能见度；净化组件一端和方舱体1内部连通，净化组件另一端和方舱体1外部连通，便于净化组件通过降低温度来降低方舱体1内的雾气浓度，温度降低时，方舱体1内的雾气不断通过净化组件，使得大部分雾气凝结成水滴，通过净化组件将水滴排到方舱体1外，从而降低方舱体1内的雾气浓度，来增加方舱体1内的能见度。

具体的，前散能见度仪3包括发射器二31和接收器二32，发射器二31和接收器二32均位于发射器一21和接收器一22之间，发射器二31和接收器二32均与控制系统连接。

其中，透射式能见度仪2的能见度测量范围最高为10km，前散能见度仪3能测量10km以上的能见度值；一台前散能见度仪3和透射式能见度仪2，可以进行方舱内能见度环境模拟能力测试，二台以上前散能见度仪3和透射式能见度仪2可以进行方舱能见度均匀性测试、前散能见度仪3个体差异性测试以及方舱内不同位置能见度偏差测试等；发射器二31和接收器二32均位于发射器一21和接收器一22之间，便于测量方舱体1内各个位置的能见度值；控制系统用于记录前散能见度仪3的能见度测量值。

其中，前散能见度仪3包括发射器二31和接收器二32，发射器二31的发射光路和接收器二32的接收光路相交的部分为前散能见度仪3的取样容积4，而且，为了增加测量的平稳性，发射光路和接收光路与水平方向或竖直方向的夹角均为45°。

具体的，前散能见度仪3的台数为一台。

其中，一台前散能见度仪3和透射式能见度仪2，可以进行方舱内能见度环境模拟能力测试。

具体的，前散能见度仪3的台数为二台以上。

其中，二台以上前散能见度仪3和透射式能见度仪2可以进行方舱能见度均匀性测试、前散能见度仪3个体差异性测试以及方舱内不同位置能见度偏差测试等。

具体的，发射器二31的发射处和接收器二32的接收处均设有消光锥桶5。

其中，消光锥桶5用于消除同频干扰，消光锥桶5呈圆锥形，入射到消光锥桶5内的光线经过多次反射以及消光锥桶5内壁的消光，使得入射光线减弱，从而消除入射光线对其它光线的干扰，来消除同频干扰。

其中，入射光线经过两个消光锥桶5，有效减弱入射光线的强度，从而有效消除入射光线对其它光线的干扰，来消除同频干扰。

具体的，消光锥桶5的内壁和外壁均设有黑色消光层51。

其中，黑色消光层51便于吸收大部分入射光线，反射小部分入射光线；内壁的黑色消光层51用于吸收并反射消光锥桶5内部的光线，外壁的黑色消光层51用于吸收并反射消光锥桶5外部的光线，使得入射光线经过消光锥桶5后，被有效减弱，从而消除对其它光线的干扰，来消除同频干扰。

本发明还提供了方舱内能见度重复性与稳定性测试方法，包括：

S1.透射式能见度仪2每隔一段时间测量一组数据；

S2.开启排雾系统，使得方舱体1内的能见度大于10km；

S3.开启造雾系统，使得方舱体1内的能见度小于20m；

S4.等待雾沉降，控制系统记录透射式能见度仪2的能见度测量数据一；

S5.重复造雾-沉降，控制系统记录透射式能见度仪2的能见度测量数据二。

具体的，透射式能见度仪2每隔一段时间测量一组数据，相邻两组数据间隔的时间为1mi n、2min或3min等，具体的间隔时间可以根据实际情况调整；开启排雾系统，使得方舱体1内的能见度大于10km，从而减少方舱体1内气溶胶含量；开启造雾系统，使得方舱体1内的能见度小于20m，使得方舱体1内的雾气达到过饱和状态；由于雾沉降的速度慢，和外界环境的雾沉降过程较为接近，有利于增加模拟环境的真实性；对比数据一和数据二，检查方舱体1内的能见度是否在一定范围内变化，从而判断是否满足方舱体1内能见度重复性要求，检查方舱体1内的能见度变化率是否均小于一定值，从而判断是否符合方舱体1内能见度稳定性指标。

本发明还提供了方舱内能见度环境模拟能力测试方法，包括：

S1.透射式能见度仪2和前散能见度仪3每隔一段时间各测量一组数据；

S2.开启排雾系统，使得方舱体1内的能见度大于10km；

S3.开启造雾系统，使得方舱体1内的能见度小于20m；

S4.等待雾沉降，控制系统每隔一段时间记录透射式能见度仪2和前散能见度仪3的数据。

具体的，透射式能见度仪2和前散能见度仪3每隔一段时间各测量一组数据，相邻两组数据的间隔时间为5S、6S或7S等，具体的间隔时间可以根据实际情况调整；排雾系统，使得方舱体1内的能见度大于10km，从而减少方舱体1内气溶胶含量；造雾系统，使得方舱体1内的能见度小于20m，从而使得方舱体1内的雾气达到饱和状态；控制系统每隔一段时间记录透射式能见度仪2和前散能见度仪3的数据，其中，相邻两组数据间隔的时间为5S、6S或7S等，具体的间隔时间可以根据实际情况调整，根据透射式能见度仪2和前散能见度仪3测得的数据，判断能见度环境模拟试验方舱的能见度模拟范围是否能够达到20m-20km。

本发明还提供了方舱能见度均匀性测试方法，包括：

S1.将二台以上前散能见度仪3固定在方舱体1内的同一高度，并校准；

S2.开启造雾系统，使得方舱体1内的能见度小于10m；

S3.等待雾沉降，控制系统每隔一段时间记录前散能见度仪3的能见度测量数据三；

S4.增加相邻前散能见度仪3之间的距离，并进行造雾-沉降实验，控制系统每隔一段时间记录前散能见度仪3的能见度测量数据四；

S5.根据数据三和数据四，得到因方舱的不均匀性引起的能见度偏差，即，方舱能见度均匀性指标。

具体的，将二台以上前散能见度仪3固定在方舱体1内的同一高度，方舱体1内的同一高度的雾气浓度近似，有利于使得每台前散能见度仪3的采样环境近似，而且，在设置时，使得二台以上前散能见度仪3尽量靠近，进一步增加二台以上前散能见度仪3的采样环境的近似性，并通过前散能见度仪3自带的校准片进行校准，确保测量精度，其中，前散能见度仪3的数量为二台以上，而且，前散能见度仪3的数量越多，越能反应整个方舱体1内的能见度均匀性；开启造雾系统，使得方舱体1内的能见度小于10m，从而使得方舱体1内的雾气达到饱和状态；等待雾沉降，控制系统每隔一段时间记录前散能见度仪3的能见度测量数据三，由于雾沉降的速度慢，和外界环境的雾沉降过程较为接近，有利于增加模拟环境的真实性，而且，相邻两组数据三间隔的时间为1S、2S或3S等，具体的间隔时间可以根据实际情况调整，同时，为了增加能见度的稳定性，在雾沉降一定时间后，控制系统才开始记录前散能见度仪3的能见度测量数据三，比如在20m-1km范围内记录前散能见度仪3的能见度测量数据三，得到近似采样环境下每台前散能见度仪3的个体差异性数据；增加相邻前散能见度仪3之间的距离，使得二台以上前散能见度仪3分散在方舱体1内的各个位置，得到每台前散能见度仪3在方舱体1内不同位置测得的能见度测量数据四；将数据四中的前散能见度仪3个体差异导致的偏差(数据三)去除，得到因方舱的不均匀性引起的能见度偏差，即，方舱能见度均匀性指标。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，包括：

方舱体，所述方舱体内设有排雾系统以及造雾系统，所述排雾系统一端和方舱体内部连通，所述排雾系统另一端和所述方舱体外部连通；

透射式能见度仪，所述透射式能见度仪包括发射器一和接收器一，所述发射器一位于所述方舱体的一端，所述接收器一位于所述方舱体的另一端；

一台以上前散能见度仪，所述前散能见度仪位于所述发射器一和所述接收器一之间；

控制系统，所述控制系统和所述排雾系统、造雾系统、发射器一、接收器一以及前散能见度仪均连接。

2.根据权利要求1所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，所述排雾系统包括排风组件和净化组件，所述排风组件一端和所述方舱体内部连通，所述排风组件另一端和所述方舱体外部连通，所述净化组件一端和所述方舱体内部连通，所述净化组件另一端和所述方舱体外部连通。

3.根据权利要求1所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，所述前散能见度仪包括发射器二和接收器二，所述发射器二和所述接收器二均位于所述发射器一和所述接收器一之间，所述发射器二和所述接收器二均与所述控制系统连接。

4.根据权利要求3所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，所述前散能见度仪的台数为一台。

5.根据权利要求3所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，所述前散能见度仪的台数为二台以上。

6.根据权利要求5所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，所述发射器二的发射处和所述接收器二的接收处均设有消光锥桶。

7.根据权利要求6所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，所述消光锥桶的内壁和外壁均设有黑色消光层。

8.方舱内能见度重复性与稳定性测试方法，根据权利要求1所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，包括：

S1.透射式能见度仪每隔一段时间测量一组数据；

S2.开启排雾系统，使得方舱体内的能见度大于10km；

S3.开启造雾系统，使得方舱体内的能见度小于20m；

S4.等待雾沉降，控制系统记录透射式能见度仪的能见度测量数据一；

S5.重复造雾-沉降，控制系统记录透射式能见度仪的能见度测量数据二。

9.方舱内能见度环境模拟能力测试方法，根据权利要求3或4所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，包括：

S1.透射式能见度仪和前散能见度仪每隔一段时间各测量一组数据；

S2.开启排雾系统，使得方舱体内的能见度大于10km；

S3.开启造雾系统，使得方舱体内的能见度小于20m；

S4.等待雾沉降，控制系统每隔一段时间记录透射式能见度仪和前散能见度仪的数据。

10.方舱能见度均匀性测试方法，根据权利要求3、5或6所述的结合能见度环境模拟试验方舱系统，其特征在于，包括：

S1.将二台以上前散能见度仪固定在方舱体内的同一高度，并校准；

S2.开启造雾系统，使得方舱体内的能见度小于10m；

S3.等待雾沉降，控制系统每隔一段时间记录前散能见度仪的能见度测量数据

三；S4.增加相邻前散能见度仪之间的距离，并进行造雾-沉降实验，控制系统每

隔一段时间记录前散能见度仪的能见度测量数据四；

S5.根据数据三和数据四，得到因方舱的不均匀性引起的能见度偏差，即，方舱能见度均匀性指标。

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