一种高空连续供氧压力调控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高空连续供氧压力调控系统及方法，系统包括壳体、进气电磁阀、出气电磁阀、运动部件、弹性件、高度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和控制器；壳体上设有进气口、出气口、第一腔体和第二腔体；进气电磁阀设于进气口和第一腔体之间；出气电磁阀与第一腔体相连；弹性件位于第二腔体内；运动部件部分位于第一腔体内，部分位于第二腔体内，且与弹性件相连，配合第一腔体中的气体压力和弹性件控制第二腔体与出气口的连通；第一压力传感器和第二压力传感器分别与第一腔体和出气口相连；控制器分别与高度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、进气电磁阀和出气电磁阀相连。本发明专利技术能够实现高空连续供氧压力闭环调控，智能化程度高。智能化程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种高空连续供氧压力调控系统及方法


[0001]本专利技术属于供氧压力调节领域，具体涉及一种高空连续供氧压力调控系统及方法。

技术介绍

[0002]飞机的座舱一般分为增压座舱和非增压座舱。在未增压飞行时，3000m～4000m长期飞行，乘员会出现轻度缺氧，头疼疲倦；4500m飞行时，中度缺氧，乘员会出现嗜睡、嘴唇指甲发紫、视力判断力下降；6500m以上飞行时，重度缺氧，乘员会出现惊厥、丧失意识直至死亡。飞机供氧设备是为非增压座舱的飞机乘员供氧，保证4000m左右高度飞行的需求，增压座舱一般不需要供氧设备，但是，当座舱增压失效时，飞机下降的同时需要为乘员提供一段时间的供氧。
[0003]公开号为CN211272968U的中国技术专利申请，公开了一种机械式供氧自动调节器，包括调节器壳体、空气活门组件、波纹管组件、肺式活门组件和薄膜组件，调节器壳体内设有互相隔离的空气内腔和氧气内腔，调节器壳体的一端设有用于与吸气面罩相连接的面罩接头，空气活门组件安装于空气内腔的开口端，波纹管组件安装于空气内腔内，肺式活门组件安装于氧气内腔的入口，薄膜组合件安装于氧气内腔的端口。由于该机械式供氧自动调节器采用机械式供氧，供氧机器笨重，智能化程度低。
[0004]公开号为CN108888881A的中国专利技术专利申请，公开了一种民机应急供氧控制方法，采用了脉冲供氧控制器，其包括集成在电路板上的呼吸腔电磁阀、呼吸压力传感器和高度压力传感器，并对投放面罩的锁闩结构进行供电控制；当高度压力传感器的压力达到应急阈值时或接收到上位机的应急指令时，脉冲供氧控制器控制锁闩结构投放面罩，之后实时判断面罩内呼吸压力传感器的数据是否达到供氧阈值，每当达到供氧阈值时，启动气源供应并通过呼吸腔电磁阀供氧。控制器以脉冲形式控制电磁阀供应氧气输送时机和输送量，实现供应氧气量的精确控制。该控制方法的高度调节适应能力有限，即调节能力很难达到等效。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出一种高空连续供氧压力调控系统及方法，能够实现高空连续供氧压力闭环调控，结构简单，且智能化程度高。
[0006]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种高空连续供氧压力调控系统，包括：壳体、进气电磁阀、出气电磁阀、运动部件、弹性件、高度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和控制器；
[0008]所述壳体上设有进气口、出气口、第一腔体和第二腔体；
[0009]所述进气电磁阀设于所述进气口和第一腔体之间，分别与进气口和第一腔体相连通；
[0010]所述出气电磁阀与所述第一腔体相连通；
[0011]所述弹性件位于所述第二腔体内；
[0012]所述运动部件部分位于所述第一腔体内，部分位于所述第二腔体内，且与所述弹性件相连，配合第一腔体中的气体压力和所述弹性件控制第二腔体与出气口之间是否连通；
[0013]所述第一压力传感器与所述第一腔体相连；
[0014]所述第二压力传感器与所述出气口相连；
[0015]所述控制器分别与所述高度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、进气电磁阀和出气电磁阀相连。
[0016]可选地，当所述进气电磁阀关闭，出气电磁阀打开时，第一腔体中的气体被排出，所述运动部件在弹性件的弹力作用下，压在壳体上，第二腔体与出气口之间不连通，进气口的氧气无法到达出气口，完成关闭供氧。
[0017]可选地，当所述进气电磁阀打开，出气电磁阀关闭时，出气口处的氧气进入第一腔体，所述运动部件在第一腔体中气体压力的作用下，克服弹性件的弹力，使得运动部件与壳体分离，第二腔体与出气口之间连通，进气口的氧气到达出气口，完成供氧。
[0018]可选地，控制器基于所述高度传感器的输出信号获得供氧目标压力；当所述第二压力传感器检测到出气口的压力远小于供氧目标压力时，使用第一压力传感器的输出信号作为反馈控制量，调节出气口的供氧压力；当出气口的压力与供氧目标压力接近时，使用第二压力传感器的输出信号作为反馈控制量，完成对出气口压力精确控制。
[0019]可选地，当开启供氧时，当基于第一压力传感器的输出信号判断出所述第一腔体内气体压力小于供氧目标压力，控制器控制所述进气电磁阀打开，出气电磁阀关闭，进气口的氧气流进第一腔体，在第一腔体内气体压力的作用下，所述运动部件克服弹性件的弹力向下移动，与壳体分离，第二腔体与出气口之间连通，氧气流向出气口；同时所述第一压力传感器和第二压力传感器检测第一腔体及出气口的压力用于闭环控制。
[0020]可选地，经过一段时间的进气，所述第一腔体内的压力持续上升，推动所述运动部件克服弹性件的弹力继续向下移动，运动部件与壳体之间的间隙渐渐增大，使得出气口压力增大，当基于第二压力传感器的输出信号判断出出口压力高于供氧目标压力，则控制器控制所述进气电磁阀关闭，出气电磁阀打开，对第一腔体进行放气，使第一腔体内的压力降低，所述运动部件在弹性件的弹力作用下向上运动，运动部件与壳体之间的间隙渐渐减小，使得出气口压力降低，同时所述第二压力传感器检测出气口的压力用于对出气口压力精确控制。
[0021]可选地，当出气口的压力达到供氧目标压力时，控制器控制所述进气电磁阀关闭，出气电磁阀关闭，维持第一腔体内的气体压力不变，所述运动部件在第一腔体内的气体压力和弹性件的弹力作用下，保持不动，出气口的压力保持稳定。
[0022]可选地，所述运动部件包括相连的活塞和供氧活门；所述活塞部分位于所述第一腔体内，部分位于所述第二腔体内；所述供氧活门位于所述第二腔体内，由所述活塞带动控制第二腔体与出气口之间是否连通。
[0023]第二方面，本专利技术提供了一种基于第一方面中高空连续供氧压力调控系统的控制方法，包括：
[0024]关闭所述进气电磁阀，打开所述出气电磁阀，第一腔体中的气体被排出，所述运动部件在弹性件的弹力作用下，压在壳体上，第二腔体与出气口之间不连通，进气口的氧气无法到达出气口，完成关闭供氧；
[0025]打开所述进气电磁阀，关闭所述出气电磁阀，出气口处的氧气进入第一腔体，所述运动部件在第一腔体中气体压力的作用下，克服弹性件的弹力，使得运动部件与壳体分离，第二腔体与出气口之间连通，进气口的氧气到达出气口，完成供氧。
[0026]可选地，利用控制器基于所述高度传感器的输出信号获得供氧目标压力；当所述第二压力传感器检测到出气口的压力远小于供氧目标压力时，使用第一压力传感器的输出信号作为反馈控制量，调节出气口的供氧压力；当出气口的压力与供氧目标压力接近时，使用第二压力传感器的输出信号作为反馈控制量，完成对出气口压力精确控制。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术利用高度传感器采集座舱高度信号，并利用控制器根据不同高度的供氧需求，自动开启或关闭供氧，驱动进气电磁阀、放气电磁阀进行供氧压力调节，并根据第一压力传感器和第二压力传感器的值进行闭环控制。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高空连续供氧压力调控系统，其特征在于，包括：壳体、进气电磁阀、出气电磁阀、运动部件、弹性件、高度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和控制器；所述壳体上设有进气口、出气口、第一腔体和第二腔体；所述进气电磁阀设于所述进气口和第一腔体之间，分别与进气口和第一腔体相连通；所述出气电磁阀与所述第一腔体相连通；所述弹性件位于所述第二腔体内；所述运动部件部分位于所述第一腔体内，部分位于所述第二腔体内，且与所述弹性件相连，配合第一腔体中的气体压力和所述弹性件控制第二腔体与出气口之间是否连通；所述第一压力传感器与所述第一腔体相连；所述第二压力传感器与所述出气口相连；所述控制器分别与所述高度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、进气电磁阀和出气电磁阀相连。2.根据权利要求1所述的一种高空连续供氧压力调控系统，其特征在于：当所述进气电磁阀关闭，出气电磁阀打开时，第一腔体中的气体被排出，所述运动部件在弹性件的弹力作用下，压在壳体上，第二腔体与出气口之间不连通，进气口的氧气无法到达出气口，完成关闭供氧。3.根据权利要求1所述的一种高空连续供氧压力调控系统，其特征在于：当所述进气电磁阀打开，出气电磁阀关闭时，出气口处的氧气进入第一腔体，所述运动部件在第一腔体中气体压力的作用下，克服弹性件的弹力，使得运动部件与壳体分离，第二腔体与出气口之间连通，进气口的氧气到达出气口，完成供氧。4.根据权利要求1所述的一种高空连续供氧压力调控系统，其特征在于：所述控制器基于所述高度传感器的输出信号获得供氧目标压力；当所述第二压力传感器检测到出气口的压力远小于供氧目标压力时，使用第一压力传感器的输出信号作为反馈控制量，调节出气口的供氧压力；当出气口的压力与供氧目标压力接近时，使用第二压力传感器的输出信号作为反馈控制量，完成对出气口压力精确控制。5.根据权利要求4所述的一种高空连续供氧压力调控系统，其特征在于：当开启供氧时，当基于第一压力传感器的输出信号判断出所述第一腔体内气体压力小于供氧目标压力，控制器控制所述进气电磁阀打开，出气电磁阀关闭，进气口的氧气流进第一腔体，在第一腔体内气体压力的作用下，所述运动部件克服弹性件的弹力向下移动，与壳体分离，第二腔体与出气口之间连通，氧气流向出气口；同时所述第一压力传感器和第二压力传感器检...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坤，仇晨光，刘艳，邓闯，方刘根，贾丹丹，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：