CN215769084U - 一种环境模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种环境模拟装置，属于特殊环境模拟技术领域，解决了有技术无法验证用于高空探测的各传感器的测量及修正方法的准确性。一种环境模拟装置，包括探空仪模拟试验装置、压力控制器和双压湿度发生器；所述探空仪模拟试验装置包括密闭测试仓和加热制冷组件；所述密闭测试仓用于为探空仪提供测试环境，所述加热制冷组件用于调节密闭测试仓内的温度；所述密闭测试仓分别与所述压力控制器和双压湿度发生器相连；所述压力控制器用于调节所述密闭测试仓内的压力，所述双压湿度发生器用于调节所述密闭测试仓内的湿度。

Description

一种环境模拟装置

技术领域

本实用新型涉及特殊环境模拟技术领域，尤其是涉及一种环境模拟装置。

背景技术

测量近地面层以上大气的物理、化学特性的方法和技术，称高空探测或高空观测。高空气象观测以测定大气各高度上的温度、湿度、气压、风向、风速为主。高空探测是气象基础业务之一，当前我国气象台站所进行的高空探测业务是指通过升空气球携带仪器称为探空仪，气球在飞升的过程中，仪器能感应出周围环境中的气压，温度，湿度。并以无线电信号方式发往地面。地面工作人员经过计算整理，可得到测站上空气象要素的垂直分布情况。以作为天气预报，气候分析，科学研究和国际交换等用。

在高空探测中，需要借助各种感应器来测定大气各高度上的温度、湿度、气压、风向及风速等数据，但高空的环境气候等因素均异于常规环境，各传感器在高空环境中很有可能出现数据测定偏差等问题，但又无法验证各传感器在探空环境下的测量及修正方法的准确性，进而会影响高空探测的作业效果。

因此，现有技术无法验证用于高空探测的各传感器的测量及修正方法的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种环境模拟装置，以缓解现有技术无法验证用于高空探测的各传感器的测量及修正方法的准确性技术问题。

本实用新型提供的一种环境模拟装置，包括探空仪模拟试验装置、压力控制器和双压湿度发生器；

所述探空仪模拟试验装置包括密闭测试仓和加热制冷组件；

所述密闭测试仓用于为探空仪提供测试环境，所述加热制冷组件用于调节密闭测试仓内的温度；

所述密闭测试仓分别与所述压力控制器和双压湿度发生器相连；

所述压力控制器用于调节所述密闭测试仓内的压力，所述双压湿度发生器用于调节所述密闭测试仓内的湿度。

进一步的，所述密闭测试仓内设置有温度传感器、湿度传感器、标准压力器和镜面露点仪；

所述温度传感器、湿度传感器、标准压力器和镜面露点仪分别用于检测密闭测试仓内的温度、湿度、压力和露点温度。

进一步的，还包括PID温度控制器、PID湿度控制器和PID压力控制器；

所述PID温度控制器分别连接所述加热制冷组件和温度传感器；

所述PID湿度控制器分别连接所述双压湿度发生器和湿度传感器；

所述PID压力控制器分别连接所述压力控制器和标准压力器。

进一步的，还包括太阳辐射模拟器；

所述密闭测试仓上设置有辐射窗；

所述密闭测试仓内设置有角度模拟台；

所述太阳辐射模拟器通过所述辐射窗对所述角度模拟台进行模拟太阳光辐射。

进一步的，所述加热制冷组件包括恒温水槽、加热器件和制冷器件；

所述恒温水槽分别连接所述加热器件和制冷器件。

进一步的，所述密闭测试仓内设置有循环风扇。

进一步的，所述加热器件包括加热管、固态继电器和PID温度控制器；

PID温度控制器通过所述固态继电器与所述加热管相连；

所述制冷器件包括压缩机、冷凝器和蒸发器；

所述压缩机与所述冷凝器相连，所述冷凝器连接所述蒸发器。

进一步的，所述密闭测试仓内设置有湿度测试腔；

所述湿度测试腔设置有湿度进气口和湿度出气口；

所述湿度进气口与所述双压湿度发生器通过保温管道相连；

所述湿度测试腔设置有湿度测试插入口；

所述湿度测试腔内设置有调速风扇。

进一步的，还包括转动平台和磁悬浮电机；

所述转动平台设置在所述密闭测试仓内；

所述磁悬浮电机与所述转动平台连接。

进一步的，探空仪模拟试验装置上设置有触摸显示屏。

本实用新型提供的环境模拟装置，包括探空仪模拟试验装置、压力控制器和双压湿度发生器；探空仪模拟试验装置包括密闭测试仓和加热制冷组件；密闭测试仓用于为探空仪提供测试环境，加热制冷组件用于调节密闭测试仓内的温度；密闭测试仓分别与压力控制器和双压湿度发生器相连；压力控制器用于调节密闭测试仓内的压力，双压湿度发生器用于调节密闭测试仓内的湿度。

采用本实用新型提供的环境模拟装置，利用在探空仪模拟试验装置内设置密闭测试仓和加热制冷组件，使得密闭测试舱内可模拟各种状态下太空的温度环境，并利用压力控制器和双压湿度发生器分别与密闭测试仓相连，使得密闭测试舱内可模拟各种状态下太空的压力及湿度环境，进而可在探空仪模拟试验装置内完成对被测探空仪的各种传感器的试验，如温湿环境模拟或温压环境模拟等试验，从而为探空仪的试验提供了适合的环境，有效避免了探空仪因难以进行模拟试验而出现的测量数据或修正方法不准确的问题，提高了高空探测的测量准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的探空仪模拟试验装置内部示意图；

图2为本实用新型实施例中的环境模拟装置整体示意图；

图3为本实用新型实施例中的PID控制器的示意图；

图4为本实用新型实施例中的探空仪模拟试验装置外部示意图；

图5为本实用新型实施例中的湿度测试腔示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在高空探测中，需要借助各种感应器来测定大气各高度上的温度、湿度、气压、风向及风速等数据，但高空的环境气候等因素均异于常规环境，各传感器在高空环境中很有可能出现数据测定偏差等问题，但又无法验证各传感器在探空环境下的测量及修正方法的准确性，进而会影响高空探测的作业效果。

因此，现有技术无法验证用于高空探测的各传感器的测量及修正方法的准确性。

为解决以上问题，本实用新型实施例提供一种环境模拟装置。

如图1和图2所示本实用新型实施例提供的环境模拟装置，包括探空仪模拟试验装置1、压力控制器2和双压湿度发生器3；探空仪模拟试验装置1包括密闭测试仓4和加热制冷组件5；密闭测试仓4用于为探空仪提供测试环境，加热制冷组件5用于调节密闭测试仓4内的温度；密闭测试仓4 分别与压力控制器2和双压湿度发生器3相连；压力控制器2用于调节密闭测试仓4内的压力，双压湿度发生器3用于调节密闭测试仓4内的湿度。

采用本实用新型实施例提供的环境模拟装置，利用在探空仪模拟试验装置1内设置密闭测试仓4和加热制冷组件5，使得密闭测试舱内可模拟各种状态下太空的温度环境，并利用压力控制器2和双压湿度发生器3分别与密闭测试仓4相连，使得密闭测试舱内可模拟各种状态下太空的压力及湿度环境，进而可在探空仪模拟试验装置1内完成对被测探空仪的各种传感器的试验，如温湿环境模拟或温压环境模拟等试验，从而为探空仪的试验提供了适合的环境，有效避免了探空仪因难以进行模拟试验而出现的测量数据或修正方法不准确的问题，提高了高空探测的测量准确性。

在一种可能的实施方式中，如图3所示密闭测试仓4内设置有温度传感器6、湿度传感器7、标准压力器(图中未示出)和镜面露点仪(图中未示出)；温度传感器6、湿度传感器7、标准压力器和镜面露点仪分别用于检测密闭测试仓4内的温度、湿度、压力和露点温度。镜面露点仪可提供标准的温度、湿度值及露点温度。温度传感器6、湿度传感器7、标准压力器和镜面露点仪分别用于实时检测密闭测试仓4内的各项环境数据，根据实时环境数据对密闭测试仓4进行模拟环境控制，温度传感器6采用长期稳定性好、灵敏度高、响应速度快、抗振性能好的骨架式Pt100铂电阻感温元件，外径为4mm。

在一种可能的实施方式中，环境模拟装置还包括PID温度控制器、PID 湿度控制器和PID压力控制器2；PID温度控制器分别连接加热制冷组件5 和温度传感器6；PID湿度控制器分别连接双压湿度发生器3和湿度传感器 7；PID压力控制器2分别连接压力控制器2和标准压力器。PID温度控制器由温控器及控制执行器件组成，温控器采用SR94型温度控制器，该控制器为数字化智能控制器，其内部可以存储10组预设PID参数，在－100℃～ 100℃温度范围内，能够根据需要自动选择最合适的PID参数进行控制。同时控制器具备数字通讯接口，能够通过外部计算机进行控制。PID温度控制器通过温度传感器6获取密闭测试仓4内的实时温度，进而完成对密闭测试仓4内PID温度控制。例如设定温度目标值后，制冷器件提供一定的制冷量实现密封舱测试仓的降温，当达到目标值附近后，制冷量基本恒定，由PID温度控制器精确控制加热管的加热量，实现温度的稳定控制。PID 湿度控制器通过湿度传感器7获取密闭测试仓4内的实时湿度，进而完成对密闭测试仓4内的PID湿度控制。PID压力控制器2通过标准压力器获取密闭测试仓4内的实时压力，进而完成对密闭测试仓4内的PID压力控制。

在一种可能的实施方式中，环境模拟装置还包括太阳辐射模拟器(图中未示；如图4所示密闭测试仓4上设置有辐射窗8；密闭测试仓4内设置有角度模拟台；太阳辐射模拟器通过辐射窗8对角度模拟台进行模拟太阳光辐射。太阳辐射模拟器提供具有一定光斑有效口径、稳定、均匀的太阳辐射源，且辐照度强度可设置与控制。角度模拟台位于密闭测试仓4内，角度模拟台的台面与其垂直轴线之间角度是可变、可控的。当被测探空仪需要太阳辐射环境时，可通过角度模拟台进行角度控制，实现被测探空仪相对于太阳辐射的轴线的角度变化。

在一种可能的实施方式中，加热制冷组件5包括恒温水槽、加热器件和制冷器件；恒温水槽分别连接加热器件和制冷器件。恒温水槽为密闭测试仓4提供温度稳定度、均匀度极高的温度场。

在一种可能的实施方式中，密闭测试仓4内设置有循环风扇9。通过循环风扇9使得密闭测试仓4内进行充分搅拌换热，形成稳定的温度场，优化了模拟环境的模拟效果。

在一种可能的实施方式中，加热器件包括加热管、固态继电器和PID 温度控制器；PID温度控制器通过固态继电器与加热管相连；制冷器件包括压缩机、冷凝器和蒸发器；压缩机与冷凝器相连，冷凝器连接蒸发器。加热管为铠装电加热器，加热功率为1kW左右。该加热器采用抗氧化性能好、加热惯性小的镍铬丝材料制造。压缩机采用全封闭压缩机，是一种高效率、低转差率的大体积F级绝缘电机，具有高制冷量、低功率消耗及运行安全等特性。

在一种可能的实施方式中，如图5所示，密闭测试仓4内设置有湿度测试腔10；湿度测试腔10设置有湿度进气口101和湿度出气口102；湿度进气口101与双压湿度发生器3通过保温管道(图中未示出)相连；为了保证高温下保温管道不结露，保温管道将采取加热措施，即当密闭测试仓4 目标值温度高于常温时，对保温管道4进行加热控制，从而保证高温下保温管道4内壁不结露。湿度测试腔10设置有湿度测试插入口103；湿度测试腔10内设置有调速风扇104。调速风扇104通过外部电路进行转速控制，从而在湿度测试腔内形成不同的风速，进行风速模拟，湿度测试腔10位于恒温的密封舱测试仓内，测试时被测探空仪的湿度传感器7通过湿度测试插入口103进入到湿度测试腔10内；湿度测试腔10的湿度进气口101连接外部双压湿度发生器3的湿度出气口102；湿度测试腔10的湿度出气口 102连接到密闭测试仓4外部排掉。通过外部双压湿度发生器3进行各个湿度点的控制，各个湿度点的湿气进入湿度测试腔10形成稳定的湿度场，实现对探空仪的湿度传感器7的模拟测试。

在一种可能的实施方式中，环境模拟装置还包括转动平台(图中未示出)和磁悬浮电机(图中未示出)；转动平台设置在密闭测试仓4内；磁悬浮电机与转动平台连接。磁悬浮电机带动转动平台进行旋转，带测探空仪放置与转动平台上，随着转动平台一起旋转，与密闭测试仓4内的气体产生对流，模拟探空仪升空的升速变化。

在一种可能的实施方式中，探空仪模拟试验装置1上设置有触摸显示屏11。可通过触摸显示屏11对密闭测试仓4内部的温度目标进行设定，并可对密闭测试仓4的实际温度值进行显示，便于作业人员的操作及控制。

在一种可能的实施方式中，温湿度环境模拟方法，密封测试仓4可模拟不同温度下的湿度，密封测试仓4内温度由加热制冷组件5单独控制；在进行湿度控制时，先将双压湿度发生器3的温度控制在与探空仪模拟试验装置相同的目标值，将双压湿度发生器3输出的湿气通过保温管道连接到密封测试仓4内，通过双压湿度发生器可控制不同的湿度值，输出不同湿度的湿气进入密封测试仓4，从而可以在密封测试仓4内模拟不同温度下湿度变化，进而完成对探空仪的温湿度环境模拟。

在一种可能的实施方式中，温压环境模拟方法，密封测试仓4可模拟不同温度下的气压变化，密封测试仓4内温度由加热制冷组件5单独控制；在进行温度控制时，先将压力控制器2的压力输出接口通过管路连接到密封测试仓4内，通过压力控制器2可控制不同的气压值，从而可以在密封测试仓4内模拟不同温度下气压变化，进而完成对探空仪的温压环境模拟。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种环境模拟装置，其特征在于，包括探空仪模拟试验装置、压力控制器和双压湿度发生器；

所述探空仪模拟试验装置包括密闭测试仓和加热制冷组件；

所述密闭测试仓用于为探空仪提供测试环境，所述加热制冷组件用于调节密闭测试仓内的温度；

所述密闭测试仓分别与所述压力控制器和双压湿度发生器相连；

所述压力控制器用于调节所述密闭测试仓内的压力，所述双压湿度发生器用于调节所述密闭测试仓内的湿度。

2.根据权利要求1所述的环境模拟装置，其特征在于，所述密闭测试仓内设置有温度传感器、湿度传感器、标准压力器和镜面露点仪；

所述温度传感器、湿度传感器、标准压力器和镜面露点仪分别用于检测密闭测试仓内的温度、湿度、压力和露点温度。

3.根据权利要求2所述的环境模拟装置，其特征在于，还包括PID温度控制器、PID湿度控制器和PID压力控制器；

所述PID温度控制器分别连接所述加热制冷组件和温度传感器；

所述PID湿度控制器分别连接所述双压湿度发生器和湿度传感器；

所述PID压力控制器分别连接所述压力控制器和标准压力器。

4.根据权利要求1所述的环境模拟装置，其特征在于，还包括太阳辐射模拟器；

所述密闭测试仓上设置有辐射窗；

所述密闭测试仓内设置有角度模拟台；

所述太阳辐射模拟器通过所述辐射窗对所述角度模拟台进行模拟太阳光辐射。

5.根据权利要求1所述的环境模拟装置，其特征在于，所述加热制冷组件包括恒温水槽、加热器件和制冷器件；

所述恒温水槽分别连接所述加热器件和制冷器件。

6.根据权利要求1所述的环境模拟装置，其特征在于，所述密闭测试仓内设置有循环风扇。

7.根据权利要求5所述的环境模拟装置，其特征在于，所述加热器件包括加热管和固态继电器；

所述加热管与所述固态继电器相连；

所述制冷器件包括压缩机、冷凝器和蒸发器；

所述压缩机与所述冷凝器相连，所述冷凝器连接所述蒸发器。

8.根据权利要求1所述的环境模拟装置，其特征在于，所述密闭测试仓内设置有湿度测试腔；

所述湿度测试腔设置有湿度进气口和湿度出气口；

所述湿度进气口与所述双压湿度发生器通过保温管道相连；

所述湿度测试腔设置有湿度测试插入口；

所述湿度测试腔内设置有调速风扇。

9.根据权利要求1所述的环境模拟装置，其特征在于，还包括转动平台和磁悬浮电机；

所述转动平台设置在所述密闭测试仓内；

所述磁悬浮电机与所述转动平台连接。

10.根据权利要求1所述的环境模拟装置，其特征在于，探空仪模拟试验装置上设置有触摸显示屏。

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