[发明专利]一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统

权利要求书

1.一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：包括实验舱、进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元、舱内环境采集单元、进舱气体内环境稳定单元、管路降噪单元、中央控制系统；

实验舱包括空心圆柱体的可视观察管和金属封头，金属封头设置在空心圆柱体的可视观察管两侧的开口部位，空心圆柱体的可视观察管的内腔为实验区；

进舱气体控制单元用于控制进舱气体的湿度和温度；

舱内氧气控制单元用于控制舱内的氧气含量；

舱内环境采集单元连接传感器，用于采集舱内的环境信息；

进舱气体内环境稳定单元用于保持进舱气流的稳定性与舱内气体的均质性；

管路降噪单元用于降低实验舱内的噪音；

中央控制系统用于接收舱内环境采集单元传入信号，还用于控制进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元；

所述进舱气体内环境稳定单元包括双泵抽真空系统与双气路循环系统；所述双泵抽真空系统与中央控制系统连接，通过两个真空泵对实验舱进行抽真空操作，双泵抽真空系统包括第一真空泵和第二真空泵；

第一真空泵通过第一管路与实验舱连接，第一管路上还设置有第一电流比例阀；

第二真空泵通过第二管路与实验舱连接，第二管路上还设置有第二电流比例阀，第二电流比例阀与第二真空泵之间还设置有减压附属舱，所述减压附属舱内设置有压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：管路降噪单元为单体管状结构，其内填充有降噪材料；

所述管路降噪单元包括进气端，前段与铜制气路管道相连，直径与气路管道相等，后端逐渐增宽；所述降噪材料紧密填充与中间部分管道；所述降噪材料中预留4个通气管路，4个通气管路的横截面积与气路管路横截面积相等；还包括出气端，直径缩小后端重新与铜制气路管道相连。

3.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：舱内氧气控制单元与中央控制系统连接，包括氧气气源、氮气气源、两个电磁比例阀和供气管路；

中央控制系统通过实验舱内氧传感器实测氧含量数据，与预设的相应海拔高度对应实验舱的氧含量的预设值比较，对舱内的氧气含量进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：进舱气体控制单元与中央控制系统连接，包括温度预处理模块和湿度预处理模块，温度预处理模块连接制冷制热组件，湿度预处理模块包括加湿干燥组件。

5.根据权利要求1所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：舱内环境采集单元与中央控制系统连接，舱内环境采集单元包括温湿度传感器、压力传感器、氧传感器。

6.根据权利要求5所述的一种维持低压低氧动物模型舱内环境稳定性的控制系统，其特征在于：还包括双气路循环系统，双气路循环系统包括进气部和出气部，进气部一端与实验舱连接，另一端与进舱气体控制单元、舱内氧气控制单元连接；

出气部一端与实验舱连接，另一端与双泵抽真空系统连接；

模型舱两侧分别设置进出气管路，每侧进出气管路分别对应2个管路开口，即每侧2个进气管路开口、2个出气管路开口，每侧合计有4个管路开口，两端合计共8个管路开口。

7.双泵抽真空系统控制方法，用于控制权利要求1所述的双泵抽真空系统，其特征在于，包括以下步骤：

A1、打开第一电流比例阀，关闭第二电流比例阀，通过第一真空泵抽气，通过压力传感器实时采集实验舱内的压力；

A2、当实验舱内压力达到预设值时，开启第二真空泵，通过第二真空泵对减压舱进行抽真空处理，直至减压舱内的压力与实验舱内的压力一致；

A3、打开第二电流比例阀，关闭第一电流比例阀和第一真空泵，通过第二真空泵抽气。

8.一种舱内气流仿真模型及计算优化方法，用于对权利要求1所述的实验舱内的气流进行模拟仿真，其特征在于，包括以下步骤：

B1、采用三维建模软件对实验舱进行了几何建模；

B2、对几何建模后的实验舱进行结构网格划分，并划分了精细的附面层网格；

B3、采用雷诺平均N-S方程，结合一方程S-A湍流模型，空间离散采用AUSM+格式，时间离散采用LU-SGS隐士因式分解对舱内流场进行求解。