[发明专利]一种平流层大气压力增减装置及方法

说明书

本发明公开了一种平流层大气压力增减装置，所述装置包括：恒压舱(1)、压力控制部件(2)、压力监测部件(3)、储气室(4)和中央控制单元(5)；所述恒压舱(1)用于设置大气原位光化学成分探测仪器；所述压力控制部件(2)用于控制气体进入储气室(4)和恒压舱(1)，使恒压舱(1)的压力保持在800‑1100mbar的常压范围；所述压力监测部件(3)，用于监测恒压舱(1)和储气室(4)的压力，并将压力数据发送至中央控制单元(5)；所述储气室(4)，用于储存来自于外界经压力控制部件(2)压缩后的常压气体，并将气体注入恒压舱(1)；所述中央控制单元(5)，用于接收压力数据，并根据压力数据向压力控制部件(2)输出控制信号。

技术领域

本发明属于空间环境探测技术领域，具体涉及一种平流层的压力增减装置及方法。

背景技术

临近空间是一个尚未完成系统开发利用的空域，由于其在军事、科学探索以及在通信、导航、农业、气象、载人旅游、地理测绘等行业具有重要的战略意义和应用价值，美国、俄罗斯、欧盟、中国、日本、以色列等国家均部署了相关项目计划。用10-40公里气球或飞艇开展临近空间平流层环境探测是新兴的热门探测领域。平流层臭氧、氮氧化物等光化学成分对全球气候具有显著影响，而临近空间大气环境原位探测数据很少，特别是平流层大气光化学成分原位探测数据尤为稀缺。目前尚无专门的平流层光化学成分原位探测仪器，相对较成熟的商业大气光化学成分原位探测仪器只能应用于地面的常压环境，无法直接应用于平流层的低气压环境。而且现有商业大气光化学成分原位探测仪器只能应用于地面的常压环境(800-1100mbar)，无法直接应用于飞艇或气球飞行高度10-40公里平流层的低气压环境(2-265mbar)连续工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，为了使得商业大气光化学成分原位探测仪器能够在平流层飞行器上连续正常工作，获得平流层大气的成分与含量信息，本发明设计了将平流层中性大气压力增加到常压并维持动态平衡的装置，将适用于地面常压环境的商业大气光化学成分原位探测仪器的工作范围拓展到了平流层。

为了实现上述目的，本发明提出了一种平流层的压力增减装置，所述装置包括：恒压舱、压力控制部件、压力监测部件、储气室和中央控制单元；

所述恒压舱，用于设置大气原位光化学成分探测仪器；

所述压力控制部件，用于控制气体进入储气室和恒压舱，使恒压舱的压力保持在800-1100mbar的常压范围；

所述压力监测部件，用于监测恒压舱和储气室的压力，并将压力数据发送至中央控制单元；

所述储气室，用于储存来自于外界经压力控制部件压缩后的常压气体，并将气体注入恒压舱；

所述中央控制单元，用于接收压力数据，并根据压力数据向压力控制部件输出控制信号。

作为上述装置的一种改进，所述压力监测部件包括第一压力计和第二压力计，所述第一压力计安装在储气室上，用于测量储气室的压力，所述第二压力计安装在恒压舱上，用于测量恒压舱的压力。

作为上述装置的一种改进，所述压力控制部件包括：若干个电磁阀、真空泵和若干个气体管路；所述电磁阀、真空泵通过传输线与中央控制单元连接；所述电磁阀为第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀或第四电磁阀；所述气体管路为第一气体管路、第二气体管路、第三气体管路、第四气体管路、第五气体管路、第六气体管路、第七气体管路、第八气体管路、第九气体管路；所述电磁阀，用于控制气体流动路径的连通和断开；所述真空泵，用于将外界低气压的气体进行压缩，然后注入储气室；所述气体管路，用于传输气体。

作为上述装置的一种改进，所述第三气体管路、第一电磁阀、第二气体管路、真空泵、第一气体管路和储气室依次连接；当第一电磁阀连通，所述真空泵开启，外界气体沿第三气体管路、第一电磁阀和第二气体管路被吸入真空泵，压缩后沿第一气体管路注入储气室；