[发明专利]大气环境模拟装置

说明书

[技术领域]

本发明涉及大气环境模拟技术领域，尤其涉及一种光大气传输环境的模拟装置。

[背景技术]

在进行激光大气传输物理问题研究时，需要有一个在一定范围内可调可控的大气传输环境的模拟环境。而在室内条件下模拟典型大气环境本身是一个挑战性课题，其模拟的主要内容包括：横向风速、光学吸收、湍流、温、湿、压以及这些参数随高度的变化等。而所有这种模拟方法和装置基本没有先例可以借鉴。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种利用机电、光学等设备在密闭的人造空间内模拟由微弱到较强的稳定横向风、大气湍流强度变化、不同的光吸收能力和不同大气压力下的光大气传输环境的模拟装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种大气环境模拟装置，包括单节模拟装置、真空装置、配气装置、参数控制器、数据采集器、加湿装置和制冷系统，单节模拟装置包括气密的单节管道和装在单节管道内部的侧向风模拟发生器、湍流效应模拟发生器及温度传感器、湿度传感器、压力传感器；侧向风模拟发生器包括风道、灌流风机和蜂窝导风器，灌流风机与蜂窝导风器通过风道连接；湍流效应模拟发生器包括光传输通道、高温板和低温板，高温板装在低温板的下方，高温板与低温板之间所留间距为光传输通道；湍流效应模拟器装在灌流风机与蜂窝导风器之间的循环风道中，光传输通道与循环风道相交重叠，风道内装有风速传感器；灌流风机的调速器与参数控制器连接，风速传感器、温度传感器、湿度传感器和气压传感器与数据采集器连接；真空装置、配气装置、参数控制器、数据采集器、加湿装置和制冷系统设置在单节模拟装置的外部。

作为优选，高温板为矩形板，一端与灌流风机进风口的下侧连接，另一端与蜂窝器出口的下侧连接；低温板为矩形板，一端与灌流风机进风口上侧连接，另一端与蜂窝器出口的上侧连接；高温板与低温板相互平行安装，高温板的平面、低温板的平面均与过管道中轴线的水平面相互平行。

作为优选，高温板内装电热元件，电热元件与参数控制器连接；低温板内装冷水循环管道，冷水循环管道与水冷系统连接，水冷系统包括制冷机、水泵和蓄水箱，制冷机的冷凝盘管装在蓄水箱中，蓄水箱内的低温水通过水泵连续不断地流入低温板内的冷水循环管道后再回到蓄水箱中。

作为优选，单节管道两边的端口装有法兰，可由1个或复数个单节模拟装置组成模拟段，复数个单节模拟装置组成的模拟段通过单节管道两端的法兰连接；在模拟段的两边端口用盲板法兰封闭，盲板法兰上开有通光窗口，通光窗口高低位置与光传输通道的高度一致；通光窗口的封闭材料可依照不同的光波段透光要求进行选择。

作为优选，真空装置包括真空泵、真空管路和阀门，真空泵通过真空管路和阀门与单节模拟装置连接；

作为优选，配气装置包括配气管路、配气阀门和气瓶，气瓶装有光可吸收的气体源，气瓶通过配气管路的配气阀门与单节模拟装置连接。

作为优选，加湿装置包括存水密封容器、管路和节流阀门，存水密封容器通过管路和节流阀门连接到单节模拟装置。

作为优选，单节模拟装置装在带有滚轮和升降支脚的支架上，通过升降支脚可调节支架的高低，在单节模拟装置移动时升降支脚可脱离与地面接触，固定时升降支脚可调整到让滚轮离地。

本发明的有益效果是，根据实际激光大气传输的情况，在单节模拟装置内模拟出空间某处大气环境的主要参数(大气的温、湿、压和风、湍流以及大气吸收以及这些参数随高度的变化等)。将若干个单节模拟装置连接成模拟段，则可以模拟不同高度的大气环境的主要参数。通过仿真设计得到各个模拟参数的取值和控制范围，当激光在管道内传输时，其受到的影响如同在大气环境中传输的效果，可方便地用于激光大气传输物理问题的研究，也可作为环境大气化学反应研究的环境模拟装置。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明大气传输模拟装置实施例单节模拟装置的立体结构示意图。

图2是本发明大气传输模拟装置实施例单节模拟装置的内部结构示意图。

图1和图2中，1-法兰，2-管道，3-低温板，4-灌流风机，5-通光窗口，6-风道，7-高温板，8-蜂窝导风器，9-光传输通道。

图3是本发明大气传输模拟装置实施例外部设备连接示意图。

图4是本发明大气传输模拟装置实施例的外形结构示意图。

[具体实施方式]