一种用于潜水员水下居住舱的生命支持系统及控制方法技术方案

本发明专利技术用于潜水员水下居住舱的生命支持系统及控制方法包括：固定在舱外的压缩空气瓶、纯氧气瓶、气泵和外部压力传感器，压缩空气瓶通过进气管路连通至耐压舱体内，进气管路上依次设置进气减压阀、进气流量计、进气控制阀，纯氧气瓶通过补氧管路连通至耐压舱体内，补氧管路上设置补氧控制阀，气泵通过排气管路连通至耐压舱体内，排气管路上依次设置排气流量计、排气控制阀；系统还包括固定在舱内的内部压力传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、加热器、加湿器、控制器和显示屏，系统将舱内压力、温度、相对湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度相结合调控，实现舱内智能调控，为潜水员提供更加舒适的生活条件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于潜水员水下居住舱的生命支持系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及潜水员水下居住舱
，特别是涉及一种用于潜水员水下居住舱的生命支持系统及控制方法。

技术介绍

[0002]现有的潜水员水下居住舱虽然有压力、温度、相对湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度监测功能，但是现有一般仅仅是基于监测数据进行简单独立的调控，如单独调节舱内压力、单独调节舱内温度、单独调节舱内相对湿度、单独调节舱内氧气浓度、单独调节舱内二氧化碳浓度，而没有将压力、温度、相对湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度结合起来进行调控，无法实现舱内的智能调控，无法为潜水员提供更加舒适的生活条件。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的问题和不足，提供一种用于潜水员水下居住舱的生命支持系统及控制方法。
[0004]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0005]本专利技术提供一种用于潜水员水下居住舱的生命支持系统，所述水下居住舱包括耐压舱体，其特点在于，所述系统包括固定在耐压舱体外侧的压缩空气瓶、纯氧气瓶、气泵和外部压力传感器，所述压缩空气瓶通过进气管路连通至耐压舱体内，所述进气管路上依次设置有进气减压阀、进气流量计、进气控制阀，所述纯氧气瓶通过补氧管路连通至耐压舱体内，所述补氧管路上设置有补氧控制阀，所述气泵通过排气管路连通至耐压舱体内，所述排气管路上依次设置有排气流量计、排气控制阀，所述系统还包括固定在耐压舱体内的内部压力传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、加热器、加湿器、控制器和显示屏；
[0006]所述内部压力传感器用于实时检测耐压舱体内的压力值，所述外部压力传感器用于实时检测耐压舱体外部的压力值，所述氧气浓度传感器用于实时检测耐压舱体内的氧气浓度值，所述二氧化碳浓度传感器用于实时检测耐压舱体内的二氧化碳浓度值，所述温度传感器用于实时检测耐压舱体内的温度值，所述湿度传感器用于实时检测耐压舱体内的相对湿度值；
[0007]所述水下居住舱向下下沉时，所述控制器用于控制进气减压阀、进气控制阀、排气控制阀、气泵开启并控制进气控制阀的开度大于排气控制阀的开度，压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内以实现进气加压，利用气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出，直至耐压舱体内的压力与耐压舱体外的压力平衡，此过程中耐压舱体内的氧气逐渐增多、二氧化碳逐渐减少，其后控制器判断当前氧气浓度值是否高于平衡时舱体内压力对应的最低设定氧气浓度值、及当前二氧化碳浓度值是否低于平衡时舱体内压力对应的最高设定二氧化碳浓度值，在均为是时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为是、二氧化碳对应为否时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为否、二氧化碳对应
为是时开启补氧控制阀为耐压舱体内进行补氧操作直至耐压舱体内的氧气浓度值至少达到最低设定氧气浓度值，在均为否时同时采用稳压通风控制方式和补氧操作；
[0008]所述水下居住舱保持水下深度不变时，采用稳压通风控制方式：所述控制器用于控制进气控制阀的开度等于排气控制阀的开度，压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内，利用气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出；
[0009]所述水下居住舱向上上浮时，所述控制器用于控制进气减压阀、进气控制阀、排气控制阀、气泵开启并控制进气控制阀的开度小于排气控制阀的开度，压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内，利用气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出以实现排气减压，直至耐压舱体内的压力与耐压舱体外的压力平衡，此过程中耐压舱体内的氧气逐渐减少、二氧化碳逐渐减少，其后控制器判断当前氧气浓度值是否高于平衡时舱体内压力对应的最低设定氧气浓度值、及当前二氧化碳浓度值是否低于平衡时舱体内压力对应的最高设定二氧化碳浓度值，在均为是时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为是、二氧化碳对应为否时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为否、二氧化碳对应为是时开启补氧控制阀为耐压舱体内进行补氧操作直至耐压舱体内的氧气浓度值至少达到最低设定氧气浓度值，在均为否时同时采用稳压通风控制方式和补氧操作；
[0010]所述进气流量计用于检测进气管路中进气流量，所述排气流量计用于检测排气管路中排气流量，所述控制器用于在判定出当前温度值低于最低设定温度值时控制加热器进行加热操作直至耐压舱体内的温度值至少达到最低设定温度值，在判定出当前相对湿度值低于最低设定湿度值时控制加湿器进行加湿操作直至耐压舱体内的相对湿度值至少达到最低设定湿度值，并利用显示屏实时显示进气流量、排气流量、耐压舱体外的压力值、耐压舱体内的压力值、氧气浓度值、二氧化碳浓度值、温度值、相对湿度值。
[0011]本专利技术还提供一种生命支持系统的控制方法，其特点在于，其利用上述的生命支持系统实现，所述控制方法包括：
[0012]所述水下居住舱向下下沉时对应的控制流程：
[0013]S11、所述控制器控制进气减压阀、进气控制阀、排气控制阀、气泵开启并控制进气控制阀的开度大于排气控制阀的开度；
[0014]S12、所述压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内，利用所述气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出，实现进气加压，直至所述耐压舱体内的压力与耐压舱体外的压力平衡，此过程中所述耐压舱体内的氧气逐渐增多、二氧化碳逐渐减少；
[0015]S13、所述控制器判断当前氧气浓度值是否高于平衡时舱体内压力对应的最低设定氧气浓度值、及当前二氧化碳浓度值是否低于平衡时舱体内压力对应的最高设定二氧化碳浓度值，在均为是时进入步骤S14，在氧气对应为是、二氧化碳对应为否时进入步骤S14，在氧气对应为否、二氧化碳对应为是时进入步骤S15，在均为否时进入步骤S16；
[0016]S14、采用稳压通风控制方式；
[0017]S15、开启补氧控制阀为耐压舱体内进行补氧操作直至耐压舱体内的氧气浓度值至少达到最低设定氧气浓度值；
[0018]S16、同时采用稳压通风控制方式和补氧操作；
[0019]所述水下居住舱保持水下深度不变时对应的控制流程为采用稳压通风控制方式；
[0020]所述水下居住舱向上上浮时对应的控制流程：
[0021]S21、所述控制器控制进气减压阀、进气控制阀、排气控制阀、气泵开启并控制进气控制阀的开度小于排气控制阀的开度；
[0022]S22、所述压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内，利用所述气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出，实现排气减压，直至耐压舱体内的压力与耐压舱体外的压力平衡，此过程中耐压舱体内的氧气逐渐减少、二氧化碳逐渐减少；
[0023]S23、所述控制器判断当前氧气浓度值是否高于平衡时舱体内压力对应的最低设定氧气浓度值、及当前二氧化碳浓度值是否低于平衡时舱体内压力对应的最高设定二氧化碳浓度值，在均为是时进入步骤S24，在氧气对应为是、二氧化碳对应为否时进入步骤S24，在氧气对应为否、二氧化碳对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于潜水员水下居住舱的生命支持系统，所述水下居住舱包括耐压舱体，其特征在于，所述系统包括固定在耐压舱体外侧的压缩空气瓶、纯氧气瓶、气泵和外部压力传感器，所述压缩空气瓶通过进气管路连通至耐压舱体内，所述进气管路上依次设置有进气减压阀、进气流量计、进气控制阀，所述纯氧气瓶通过补氧管路连通至耐压舱体内，所述补氧管路上设置有补氧控制阀，所述气泵通过排气管路连通至耐压舱体内，所述排气管路上依次设置有排气流量计、排气控制阀，所述系统还包括固定在耐压舱体内的内部压力传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、加热器、加湿器、控制器和显示屏；所述内部压力传感器用于实时检测耐压舱体内的压力值，所述外部压力传感器用于实时检测耐压舱体外部的压力值，所述氧气浓度传感器用于实时检测耐压舱体内的氧气浓度值，所述二氧化碳浓度传感器用于实时检测耐压舱体内的二氧化碳浓度值，所述温度传感器用于实时检测耐压舱体内的温度值，所述湿度传感器用于实时检测耐压舱体内的相对湿度值；所述水下居住舱向下下沉时，所述控制器用于控制进气减压阀、进气控制阀、排气控制阀、气泵开启并控制进气控制阀的开度大于排气控制阀的开度，压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内以实现进气加压，利用气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出，直至耐压舱体内的压力与耐压舱体外的压力平衡，此过程中耐压舱体内的氧气逐渐增多、二氧化碳逐渐减少，其后控制器判断当前氧气浓度值是否高于平衡时舱体内压力对应的最低设定氧气浓度值、及当前二氧化碳浓度值是否低于平衡时舱体内压力对应的最高设定二氧化碳浓度值，在均为是时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为是、二氧化碳对应为否时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为否、二氧化碳对应为是时开启补氧控制阀为耐压舱体内进行补氧操作直至耐压舱体内的氧气浓度值至少达到最低设定氧气浓度值，在均为否时同时采用稳压通风控制方式和补氧操作；所述水下居住舱保持水下深度不变时，采用稳压通风控制方式：所述控制器用于控制进气控制阀的开度等于排气控制阀的开度，压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内，利用气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出；所述水下居住舱向上上浮时，所述控制器用于控制进气减压阀、进气控制阀、排气控制阀、气泵开启并控制进气控制阀的开度小于排气控制阀的开度，压缩空气瓶中的压缩空气经减压阀减压后通过进气控制阀流入耐压舱体内，利用气泵耐压舱体内的空气流经排气控制阀泵出以实现排气减压，直至耐压舱体内的压力与耐压舱体外的压力平衡，此过程中耐压舱体内的氧气逐渐减少、二氧化碳逐渐减少，其后控制器判断当前氧气浓度值是否高于平衡时舱体内压力对应的最低设定氧气浓度值、及当前二氧化碳浓度值是否低于平衡时舱体内压力对应的最高设定二氧化碳浓度值，在均为是时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为是、二氧化碳对应为否时采用稳压通风控制方式，在氧气对应为否、二氧化碳对应为是时开启补氧控制阀为耐压舱体内进行补氧操作直至耐压舱体内的氧气浓度值至少达到最低设定氧气浓度值，在均为否时同时采用稳压通风控制方式和补氧操作；所述进气流量计用于检测进气管路中进气流量，所述排气流量计用于检测排气管路中排气流量，所述控制器用于在判定出当前温度值低于最低设定温度值时控制加热器进行加热操作直至耐压舱体内的温度值至少达到最低设定温度值，在判定出当前相对湿度值低于
最低设定湿度值时控制加湿器进行加湿操作直至耐压舱体内的相对湿度值至少达到最低设定湿度值，并利用显示屏实时显示进气流量、排气流量、耐压舱体外的压力值、耐压舱体内的压力值、氧气浓度值、二氧化碳浓度值、温度值、相对湿度值。2.如权利要求1所述的用于潜水员水下居住舱的生命支持系统，其特征在于，所述耐压舱体内还固定有净化装置，所述净化装置由依次排布的废气吸收器和过滤器构成，所述废气吸收器内装填有钠石灰和活性炭，所述过滤器内依次设置有初效空气过滤网和高效空气过滤网。3.如权利要求1所述的用于潜水员水下居住舱的生命支持系统，其特征在于，所述进气减压阀、进气流量计和...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛振，付国举，林洁，刘平小，李虎，张瑾，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：