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杭州鼎岳空分設(shè)備有限公司
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人體代謝定量模擬系統(tǒng)(國家發(fā)明專利)

客戶名稱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
省    份:哈爾濱
設(shè)備型號:人體代謝定量模擬系統(tǒng)(國內(nèi)首臺,國家發(fā)明專利)
項目簡介:根據(jù)我國關(guān)于航天“三步走”戰(zhàn)略的計劃要求,2020 年我國將建成較大規(guī)模的有人照料的空間站, 這就要求空間站用再生式環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng) (環(huán)控生保系統(tǒng))需研制成功,為了確保生保系統(tǒng)在空間站長期、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行,在正式運(yùn)行前需在地面進(jìn)行多次的驗證性實驗,人體代謝模擬系統(tǒng)即為環(huán)控生保系統(tǒng)的驗證性系統(tǒng)之一。
根據(jù)我國國內(nèi)環(huán)控生保系統(tǒng)的發(fā)展速度,綜合國外空間站配套系統(tǒng)的研制情況,提出了全新的人體代謝模擬系統(tǒng)。系統(tǒng)共包括一下四個單元:二氧化碳(CO2)產(chǎn)生功能、加濕功能、加熱功能及耗氧功能單元。本文詳細(xì)的闡述了總體和具體分單元的設(shè)計方案,同時還根據(jù)精度需求設(shè)計了合理的控制系統(tǒng),選擇了合適的硬件執(zhí)行器。
在控制系統(tǒng)設(shè)計方面,上位機(jī)采用 LabVIEW,可以發(fā)揮其強(qiáng)大的測試測量功能和友好的人機(jī)界面功能, 便于實驗員操作。 下位機(jī)采用西門子公司的 PLC,可以發(fā)揮其穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn),符合整體設(shè)計的要求。系統(tǒng)分為全自動和半自動兩種模式,全自動模式可以定量連續(xù)多周期性的模擬人體代謝的各個單元,半自動模式可以單獨(dú)操作各個單元,同時還可以滿足拉偏功能的需求。
本次設(shè)計的新穎之處在于:利用“分子篩變壓吸附”的原理,設(shè)計了全新的耗氧功能單元。利用這種原理的好處為可以避免傳統(tǒng)“抽氣補(bǔ)氮”方式帶走的艙內(nèi)微量氣體,較大程度上還原艙內(nèi)環(huán)境,更加可靠的驗證環(huán)控系統(tǒng)。

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