环境实验舱的制作方法

1.本实用新型涉及一种环境实验舱。


背景技术：

2.新能燃油发动机系统或燃料电池发动机系统在开发过程中需要对系统各项指标测试验证，且发动机对环境敏感性较高，所以需要对其做不同温度，不同气压，不同湿度的测试验证。
3.市面上的环境实验舱无法做到真正模拟高原环境下的负压、低温、高温和对应湿度的工况，因此，本实用新型提出一种能够模拟高原环境的环境实验舱。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的上述技术问题是为了克服现有技术的环境实验舱无法做到模拟高原环境下的负压、低温、高温和对应湿度的工况的缺陷。
5.本实用新型为解决上述技术问题，提供一种环境实验舱。
6.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种环境实验舱，用于测试发动机，所述环境实验舱包括实验舱本体、温度调节装置、压力调节装置、湿度调节装置和气源，所述温度调节装置的两端连通所述气源和所述实验舱本体，以使气体先通过所述温度调节装置升温或降温而后进入所述实验舱本体的内部，所述湿度调节装置设于所述实验舱本体的内部，所述压力调节装置连通所述实验舱本体。
7.在本方案中，气源通过温度调节装置进入到实验舱本体内部，压力调节装置和湿度调节装置共同作用，通过闭环控制，调节实验舱本体内部气体的温度、气压和湿度，使其达到设定值，从而实现模拟高原环境下负压、低温、高温和相应湿度的环境。
8.第一、现有的发动机环境模拟设备，不能完全模拟环境的温度、压力和湿度，而本方案能够同时模拟上述环境特征，能够在发动机试验过程中提供真实环境下的空气；第二、现有温度调节装置设于实验舱本体内部，外部气流进入到舱体内部需要一定的时间缓冲才能到达需要的温度，实验舱本体内部气体温度容易被外部气体扰乱，而本方案通过在气源和实验舱本体之间设置温度调节装置，气体在进入实验舱本体时，就已经达到了需要的温度，因此在发动机试验过程中，能够持续地维持舱内温度。
9.较佳的，所述温度调节装置包括温度检测部件、温度控制部件和换热器，所述温度检测部件设于所述实验舱本体内部，所述换热器的两端连通所述气源和所述实验舱本体，所述温度控制部件的输入端与所述温度检测部件电连接，所述温度控制部件的输出端与所述换热器电连接；所述温度控制部件用于接收所述温度检测部件发出的温度信号并用于与其内部温度值进行比较，以控制所述换热器的开关。
10.在本方案中，温度检测部件、温度控制部件和换热器三者实现闭环控制，温度检测部件为温度控制部件传递实时的温度信号，若温度信号高于设定的温度值或温度范围，温度控制部件控制换热器并对内部气体进行降温，若温度信号低于设定的温度值或温度范
围，温度控制部件控制换热器对内部经过的气体进行升温，直到温度信号到达设定的温度值或处于设定的温度范围内，从而为实验舱本体内部提供具有精确温度的气体。
11.较佳的，所述换热器的数量至少为两个，且至少两个所述换热器串联并相互连通；或，所述换热器的数量为一个。
12.在本方案中，两个串联的换热器相较于单个换热器，两个换热器对气体温度的控制更加稳定，随着换热器数量的提高，气体温度稳定性越高，相应的制造成本会提高。
13.较佳的，所述温度调节装置还包括设于所述实验舱本体内部的调温组件，所述温度控制部件的输出端与所述调温组件电连接；所述温度控制部件用于接收所述温度检测部件发出的温度信号并用于与其内部温度值进行比较，以控制所述调温组件的开关。
14.在本方案中，随着发动机在实验舱本体内持续运行，发动机本身会发出大量的热和高温废气，实验舱本体内部的气温会因此而改变，调温组件的作用就是调节和维持实验舱本体内部的气温，同时，利用温度检测部件和温度控制部件，可对实验舱本体内气体的温度进行闭环控制。
15.温度检测部件为温度控制部件传递实验舱本体内气体实时的温度信号，若温度信号高于设定的温度值或温度范围，温度控制部件控制调温组件并对内部气体进行降温，若温度信号低于设定的温度值或温度范围，温度控制部件控制调温组件对内部经过的气体进行升温，直到温度信号到达设定的温度值或处于设定的温度范围内。
16.较佳的，所述环境实验舱包括水冷却系统，所述水冷却系统与换热器和/或所述调温组件连接。
17.在本方案中，水冷却系统与换热器连接，以循环，水冷却系统为换热器和/或调温组件进行降温，保证上述组件在正常的温度下工作，相较于现有的风冷系统，水冷却系统冷却效果更好，也更加稳定，避免因冷却效果差而导致换热器和/或调温组件工作效率降低甚至缩减其使用寿命。
18.较佳的，所述调温组件包括升温部件和/或降温部件。
19.在本方案中，升温部件为实验舱本体内部气体增加温度，降温部件为实验舱本体内部的气体降低温度。
20.较佳的，所述压力调节装置包括压力检测部件、压力控制部件和调节阀，所述压力检测部件设于所述实验舱本体内部，所述调节阀设于所述实验舱本体和所述气源之间并与所述实验舱本体和所述气源连通，所述压力控制部件的输入端与所述压力检测部件电连接，所述压力控制部件的输出端与所述调节阀电连接；所述压力控制部件用于接收所述压力检测部件发出的压力信号并用于与其内部压力值进行比较，以控制所述调节阀的开关。
21.在本方案中，压力检测部件、压力控制部件和调节阀三者形成闭环控制，压力检测部件为压力控制部件传递实验舱本体内气体实时的压力信号，若压力信号高于设定的压力值或压力范围，压力控制部件控制调节阀关闭，实验舱本体内部的气压降低，若压力信号低于设定的压力值或压力范围，压力控制部件控制调节阀打开，对实验舱本体内部气压增加，直到压力信号到达设定的压力值或处于设定的压力范围内。
22.较佳的，所述压力调节装置还包括负压抽气部件，所述负压抽气部件与所述实验舱本体连通，所述压力控制部件输出端与所述负压抽气部件电连接；所述压力控制部件用于接收所述压力检测部件发出的压力信号并用于与其内部压力值进行比较，以控制所述负
压抽气部件的开关。
23.在本方案中，为模拟高原环境下的负压工况，压力检测部件实时检测实验舱本体内部的气压；压力控制部件将实时压力信号与设定的负压值比较，当压力信号低于设定的负压值或负压范围，压力控制部件控制负压抽气部件关闭，同时调节阀打开；当压力信号高于设定的负压值或负压范围，压力控制部件控制负压抽气部件打开，同时调节阀关闭；以实现带有反馈的闭环负压精确控制功能。
24.较佳的，所述湿度调节装置包括湿度检测部件、湿度控制部件和湿度调节器，所述湿度检测部件和所述湿度调节器均设于所述实验舱本体内部，所述湿度控制部件的输入端与所述湿度检测部件电连接，所述湿度控制部件的输出端与所述湿度调节器电连接；所述湿度控制部件用于接收所述湿度检测部件发出的湿度信号并用于与其内部湿度值进行比较，以控制所述湿度调节器的开关。
25.在本方案中，通过设置湿度检测部件、湿度控制部件和湿度调节器，实现闭环控制环境湿度的功能，其中，湿度检测部件实时地向湿度控制部件传递湿度信号，湿度控制部件将实时的湿度信号与设定的湿度值进行分析比较，若湿度信号高于设定的湿度值，湿度控制部件控制湿度调节器关闭；若湿度信号低于设定的湿度值，湿度控制部件控制湿度调节器打开，以增加环境湿度。
26.较佳的，所述湿度调节器为增湿器，所述气源为干燥气源。
27.在本方案中，干燥的气体进入实验舱本体内部，再由增湿器对其增湿，以达到设定的目标湿度，由于仅需控制增湿器，无需控制干燥装置，湿度控制环节少，湿度调节简单，准确。
28.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
29.本实用新型的积极进步效果在于：现有的发动机环境模拟设备，不能完全模拟环境的温度、压力和湿度，而本实用新型能够同时模拟上述环境特征，能够在发动机试验过程中提供真实环境下的空气；现有温度调节装置设于实验舱本体内部，外部气流进入到舱体内部需要一定的时间缓冲才能到达需要的温度，实验舱本体内部气体温度容易被外部气体扰乱，而本方案通过在气源和实验舱本体之间设置温度调节装置，气体在进入实验舱本体时，就已经达到了需要的温度，因此在发动机试验过程中，能够持续地维持舱内温度。
附图说明
30.图1为本实用新型一种环境实验舱的实施例示意图。
31.附图标记说明：
32.实验舱本体100
33.温度调节装置200
34.温度检测部件210
35.一级换热器231
36.二级换热器232
37.调温组件240
38.压力检测部件310
39.调节阀320
40.负压抽气部件330
41.湿度检测部件410
42.气源500
43.水冷却系统600
44.泄压部件700
具体实施方式
45.下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。
46.图1所展示为本实用新型一种环境实验舱的实施例，用于测试发动机，环境实验舱包括实验舱本体100、温度调节装置200、压力调节装置、湿度调节装置和气源500，温度调节装置200的两端连通气源500和实验舱本体100，以使气体先通过温度调节装置200升温或降温而后进入实验舱本体100的内部，湿度调节装置设于实验舱本体100的内部，压力调节装置连通实验舱本体100。
47.在本实例中，气源500通过温度调节装置200进入到实验舱本体100内部，压力调节装置和湿度调节装置共同作用，通过闭环控制，调节实验舱本体100内部气体的温度、气压和湿度，使其达到设定值，从而实现模拟高原环境下负压、低温、高温和相应湿度的环境。
48.第一、现有的发动机环境模拟设备，不能完全模拟环境的温度、压力和湿度，而本方案能够同时模拟上述环境特征，能够在发动机试验过程中提供真实环境下的空气；第二、现有温度调节装置设于实验舱本体内部，外部气流进入到舱体内部需要一定的时间缓冲才能到达需要的温度，实验舱本体内部气体温度容易被外部气体扰乱，而本方案通过在气源500和实验舱本体100之间设置温度调节装置200，气体在进入实验舱本体100时，就已经达到了需要的温度，因此在发动机试验过程中，能够持续地维持舱内温度。
49.优选的，温度调节装置200包括温度检测部件210、温度控制部件和换热器，温度检测部件210设于实验舱本体100内部，换热器的两端连通气源500和实验舱本体100，温度控制部件的输入端与温度检测部件210电连接，温度控制部件的输出端与换热器电连接；温度控制部件用于接收温度检测部件210发出的温度信号并用于与其内部温度值进行比较，以控制换热器的开关。
50.具体的，温度检测部件210为温度传感器。
51.在本实例中，温度检测部件210、温度控制部件和换热器三者实现闭环控制，温度检测部件210为温度控制部件传递实时的温度信号，若温度信号高于设定的温度值或温度范围，温度控制部件控制换热器并对内部气体进行降温，若温度信号低于设定的温度值或温度范围，温度控制部件控制换热器对内部经过的气体进行升温，直到温度信号到达设定的温度值或处于设定的温度范围内，从而为实验舱本体100内部提供具有精确温度的气体。
52.优选的，换热器的数量至少为两个，且至少两个换热器串联并相互连通；或，换热器的数量为一个。
53.在本实施例中，换热器的数量为两个，分别为一级换热器231和二级换热器232，一级换热器231为气源500进行初步换热，二级换热器232为气源500进行再次精确换热，两个
换热器搭配使用，可在提高换热效率的同时，保证温度调节的精度；选用更多的换热器，成本会显著增加，但调温效果增加的程度并不高，因此选用两个换热器是最具性价比的选择。
54.在本实例中，两个串联的换热器相较于单个换热器，两个换热器对气体温度的控制更加稳定，随着换热器数量的提高，气体温度稳定性越高，相应的制造成本会提高。
55.优选的，温度调节装置200还包括设于实验舱本体100内部的调温组件240，温度控制部件的输出端与调温组件240电连接；温度控制部件用于接收温度检测部件210发出的温度信号并用于与其内部温度值进行比较，以控制调温组件240的开关。
56.在本实例中，随着发动机在实验舱本体100内持续运行，发动机本身会发出大量的热和高温废气，实验舱本体100内部的气温会因此而改变，调温组件240的作用就是调节和维持实验舱本体100内部的气温，同时，利用温度检测部件210和温度控制部件，可对实验舱本体100内气体的温度进行闭环控制。
57.在本实施例中，调温组件240和换热器共同作用，这样既保证了进风温度，又保证了实验舱本体100内部气体的温度，降低发动机和进风的温度对实验舱本体100内部气温造成的干扰，从而能够维持实验舱本体100内气体温度的处于可控范围，为发动机的试验提供稳定可靠的温度条件。
58.温度检测部件210为温度控制部件传递实验舱本体100内气体实时的温度信号，若温度信号高于设定的温度值或温度范围，温度控制部件控制调温组件240并对内部气体进行降温，若温度信号低于设定的温度值或温度范围，温度控制部件控制调温组件240对内部经过的气体进行升温，直到温度信号到达设定的温度值或处于设定的温度范围内。
59.优选的，环境实验舱包括水冷却系统600，水冷却系统600与换热器和/或调温组件240连接。
60.在本实例中，水冷却系统600与调温组件240连接，水冷却系统600内部液体循环以对调温组件240进行降温，相较于现有的风冷系统，水冷却系统600冷却效果更好，也更加稳定，避免因冷却效果差而导致调温组件240工作效率降低甚至缩减其使用寿命。
61.在其他实施例中，水冷却系统600与换热器连接，水冷却系统600内部液体循环以对换热器进行降温。
62.优选的，调温组件240包括升温部件和/或降温部件。
63.具体的，升温部件为电热丝、高频加热器或加热炉。
64.具体的，降温部件为压缩机或换热器。
65.在本实例中，升温部件为电热丝，电热丝为实验舱本体100内部气体增加温度，降温部件为压缩机，压缩机为实验舱本体100内部的气体降低温度。
66.在其他实施例中，实验舱本体100内部设置送风装置，送风装置为压缩机和电热丝送风；同时，送风装置增加实验舱内部气体的对流，从而使得实验舱内部温度均匀，避免局部高温。
67.优选的，压力调节装置包括压力检测部件310、压力控制部件和调节阀320，压力检测部件310设于实验舱本体100内部，调节阀320设于实验舱本体100和气源500之间并与实验舱本体100和气源500连通，压力控制部件的输入端与压力检测部件310电连接，压力控制部件的输出端与调节阀320电连接；压力控制部件用于接收压力检测部件310发出的压力信号并用于与其内部压力值进行比较，以控制调节阀320的开关。
68.具体的，调节阀320为流量控制器，调节阀320设置在气源500和一级换热器231之间，流量控制器能够检测由气源500补充到管路中的流量，也能够控制上述流量。
69.具体的，压力检测部件310为压力传感器，压力传感器包括但不限于气压传感器。
70.在本实例中，压力检测部件310、压力控制部件和调节阀320三者形成闭环控制，压力检测部件310为压力控制部件传递实验舱本体100内气体实时的压力信号，若压力信号高于设定的压力值或压力范围，压力控制部件控制调节阀320关闭，实验舱本体100内部的气压降低，若压力信号低于设定的压力值或压力范围，压力控制部件控制调节阀320打开，对实验舱本体100内部气压增加，直到压力信号到达设定的压力值或处于设定的压力范围内。
71.在其他实施例中，实验舱本体100安装有泄压部件700，泄压部件700为泄压阀或背压阀，泄压阀可采用机械式或电子式，实验舱本体100内部气压超过设定值时，气体将通过泄压阀或背压阀排出，从而维持实验舱本体100内部气压在设定值以下。
72.优选的，压力调节装置还包括负压抽气部件330，负压抽气部件330与实验舱本体100连通，压力控制部件输出端与负压抽气部件330电连接；压力控制部件用于接收压力检测部件310发出的压力信号并用于与其内部压力值进行比较，以控制负压抽气部件330的开关。
73.具体的，负压抽气部件330为真空泵。
74.在本实例中，为模拟高原环境下的负压工况，压力检测部件310实时检测实验舱本体100内部的气压；压力控制部件将实时压力信号与设定的负压值比较，当压力信号低于设定的负压值或负压范围，压力控制部件控制负压抽气部件330关闭，同时调节阀320打开；当压力信号高于设定的负压值或负压范围，压力控制部件控制负压抽气部件330打开，同时调节阀320关闭；以实现带有反馈的闭环负压精确控制功能。
75.优选的，湿度调节装置包括湿度检测部件410、湿度控制部件和湿度调节器，湿度检测部件410和湿度调节器均设于实验舱本体100内部，湿度控制部件的输入端与湿度检测部件410电连接，湿度控制部件的输出端与湿度调节器电连接；湿度控制部件用于接收湿度检测部件410发出的湿度信号并用于与其内部湿度值进行比较，以控制湿度调节器的开关。
76.具体的，湿度检测部件410为湿度传感器。
77.在本实例中，通过设置湿度检测部件410、湿度控制部件和湿度调节器，实现闭环控制环境湿度的功能，其中，湿度检测部件410实时地向湿度控制部件传递湿度信号，湿度控制部件将实时的湿度信号与设定的湿度值进行分析比较，若湿度信号高于设定的湿度值，湿度控制部件控制湿度调节器关闭；若湿度信号低于设定的湿度值，湿度控制部件控制湿度调节器打开，以增加环境湿度。
78.优选的，湿度调节器为增湿器，气源500为干燥气源500。
79.在本实例中，干燥的气体进入实验舱本体100内部，再由增湿器对其增湿，以达到设定的目标湿度，由于仅需控制增湿器，无需控制干燥装置，湿度控制环节少，湿度调节简单，准确。
80.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。