[发明专利]基于远程控制的大型混响室气源结构

说明书

本发明公开了一种基于远程控制的大型混响室气源结构，包括液氮贮槽、低温动力阀门、水浴式汽化器、带压力变送器的稳压罐等，其中，自增压液氮贮槽在内部压力作用下输出液氮到水浴式汽化器中，汽化后成为氮气进入稳压罐内，稳压罐内气体输入到气源分配器，再经过若干组并列的氮气支路分配到各个声发生器的前端管路中，通过控制装置控制阀门的开度，以自动调整进入声发生器的氮气流量。本发明能获取工作范围内任意设定压力和流速的氮气流，解决了人工操作带来的压力和流速不稳定性问题，极大地提高了工作效率，系统运行稳定，运行成本低，能源消耗少。

技术领域

本发明属于航天器噪声环境试验技术领域，具体涉及一种基于远程控制的大型混响室气源。

背景技术

航天器在发射和飞行阶段会经历严酷的噪声环境，噪声环境会诱发严重的振动响应，航天器的破坏或失效与振动响应的激烈程度密切相关。航天器噪声环境试验是模拟航天器经历噪声环境、检测航天器设计可靠性的必备手段，在航天器研制进程中具有重要作用。航天器噪声环境试验一般在混响室噪声试验系统中进行，要求的试验空间大，声压级高。产生噪声环境的大功率声源一般是采用将气体的机械能转换为声能，这就要求混响室噪声试验系统应具备相当大规模的气源系统。大型气源系统一般采用液氮汽化方法获取一定压力和流速的氮气流输入给声发生器，压力和流速的稳定性是影响声发生器工作效率的关键因素，另外，试验中涉及液氮和低温高压氮气操作，人员操作的安全性也是试验过程中关注的重要内容。

常规的混响室气源系统一般采用人工操作，手动开启液氮低温阀门，液氮进入水浴式汽化器汽化成一定压力和流速的氮气流输入给声发生器，由于声发生器必须在指定压力范围内工作，在声发生器前端应具备气流压力控制与监测设备，一般是采用控制阀门开度来调节压力和流速，同样通过人工操作来完成。由于气源系统庞大，一般放置在室外，噪声试验控制人员与气源系统操作人员只能通过电话通讯联系，而航天器噪声试验时间一般又都比较短航天器验收级试验时间为60s，鉴定级试验时间120s，在很短时间内，很难通过人工操作获取稳定压力和流速的氮气流，从而影响声发生器的工作效率，例如声发生器要求的气流工作压力为0.25MPa，而人工操作的气流压力会达到0.4MPa，误差非常大。另外，操作人员直接接触液氮和高压氮气管路阀门，存在重大安全隐患。

发明内容

本发明采用PLC远程控制技术，可实现对混响室氮气流速和压力的稳定控制。PLC控制模块可实现液氮管路低温动力阀门开度和稳压罐内氮气压力的闭环控制，形成稳定压力的供气储备；声发生器前端的常温动力阀门开度与压力同样通过PLC控制模块实现闭环控制，从而实现指定压力和流速的氮气流输入到声发器，全部过程可通过计算机与PLC控制模块间的网络连接实现远程控制操作。因此，本发明提供了一种基于远程控制的大型混响室气源结构。

本发明采用的技术解决方案如下：

本发明的基于远程控制的大型混响室气源结构，包括液氮贮槽、低温动力阀门、水浴式汽化器、带压力变送器的稳压罐、气源分配器、常温动力阀门、压力变送器、声发生器、PLC控制模块一、PLC控制模块二、控制装置，其中，自增压液氮贮槽通过低温动力阀门在内部压力作用下输出液氮到水浴式汽化器中，汽化后成为氮气进入带压力变送器一的稳压罐内，稳压罐内氮气贮备达到一定压力后输入到气源分配器，再经过若干组并列的氮气支路分配到各个声发生器的前端管路中，氮气支路由常温动力阀门串联压力变送器二构成，其中，PLC控制模块一对低温动力阀门的开度进行控制并对稳压罐带有的压力变送器一进行控制，同样，PLC控制模块二对若干组氮气支路中的常温动力阀门的开度进行控制并对压力变送器二进行控制，两个控制模块分别通过网络与控制装置连接，在控制装置上设定输入到声发生器中氮气流压力值，控制装置将在短时间内自动调整常温动力阀门的开度。

其中，控制装置上通过组态监控对PLC控制模块一进行控制，设定稳压罐的工作压力，通过PLC控制模块一即可控制低温动力阀门的开度，精确控制输入到水浴式汽化器的液氮流量。