[发明专利]一种深海环境模拟温度控制系统及其使用方法

说明书

本发明提供一种深海环境模拟温度控制系统，包括模拟舱主体、降温保障单元、恒温保障单元以及数据采集处理单元，所述降温保障单元两端分别连接在所述模拟舱主体的进水口和出水口，所述恒温保障单元敷设在所述模拟舱主体侧壁上，所述数据采集处理单元分别连接所述模拟舱主体、降温保障单元和所述恒温保障单元；还提供一种深海环境模拟温度控制系统的使用方法，包括以下步骤：S1.舱内注水；S2.冷却循环；S3.舱内增压；S4.恒温阶段。本发明能够实现深海环境模拟舱内的快速降温以及后续的整个模拟舱内的温度稳定均匀分布，为研究深海环境创造出更好的模拟条件，为大尺度深海高压低温环境模拟涉及的前沿科学研究提供了基础条件和实现路径。

技术领域

本发明涉及海洋研究工程设备技术领域，更具体地，涉及一种深海环境模拟温度控制系统及其使用方法。

背景技术

深海是世界海洋的重要组成部分，深海由于具有高压、低温等极端环境特点，人类对深海科学的研究知之甚少，然而深海具有丰富的油气藏、生物、矿产等资源。向深海进军是建立海洋强国的重要战略。在深海科学研究过程中，温度是影响海底流动、生物发育、生态系统形成演化、天然气水合物形成和分解、碳酸盐沉淀等过程的重要影响因素。近年来，随着对深海科学研究的深入，深海环境模拟技术逐渐成为研究深海科学的重要手段，能否在模拟系统内精确反演深海温度环境是决定深海环境模拟技术成败的重要环节，尤其是大尺度模拟系统由于体积大，难以保证模拟系统内实现均匀的深海温度分布，同时比表面积大，散热快，难以保证模拟系统内的低温或者高温模拟需求。常规的深海环境模拟技术是在高压模拟反应釜内外置水浴夹套，但是对于大尺度模拟系统，水浴夹套仅能提供有限的冷源或者热源供应，不能满足在需要的时间范围内对大尺度深海环境模拟温度控制系统的快速升温或者降温需求，且不能保证大尺度深海环境模拟温度控制系统内出现均匀的低温或者高温分布。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的常规的深海环境模拟技术对于大尺度模拟系统，水浴夹套仅能提供有限的冷源或者热源供应，不能满足在需要的时间范围内对大尺度深海环境模拟温度控制系统的快速升温或者降温需求，且不能保证大尺度深海环境模拟温度控制系统内出现均匀的低温或者高温分布的问题，提供一种深海环境模拟温度控制系统及其使用方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种深海环境模拟温度控制系统，包括模拟舱主体、降温保障单元、恒温保障单元以及数据采集处理单元，所述降温保障单元两端分别连接在所述模拟舱主体的进水口和出水口，所述恒温保障单元敷设在所述模拟舱主体侧壁上，所述数据采集处理单元分别连接所述模拟舱主体、降温保障单元和所述恒温保障单元，所述数据采集处理单元在所述模拟舱主体、降温保障单元和所述恒温保障单元中进行数据采集并将所述数据进行实时计算处理并反馈。这样，模拟舱主体是深海环境模拟的主体，其主要功能是储存海水和模拟高压的海水环境，并能够控制调节舱内的压力；在原有的大尺度的模拟舱主体外加设降温保障单元，降温保障单元将模拟舱主体中的海水抽出之后进行降温，降温之后送回模拟舱主体，实现对模拟舱主体的循环降温，能够加快降温的速率；降温保障单元对模拟舱主体中的模拟深海环境进行快速地循环降温，降温之后，采用恒温保障单元对模拟舱主体中的温度进行恒温保持，使其保持在稳定的低温环境，另外，数据采集处理单元能够实时采集模拟舱主体中的温度、压力、流量数据进行计算处理并实时反馈，作业人员根据数据采集处理单元显示的计算之后的数据，通过模拟舱主体的控制端对模拟舱主体内的压力进行控制调节，通过控制降温保障单元和恒温保障单元对模拟舱主体模拟的深海环境中的温度进行及时的控制调节；降温保障单元与恒温保障单元的设置能够实现模拟舱内的快速降温以及后续的整个模拟舱内的温度稳定均匀分布，为研究深海环境创造出更好的模拟条件。