Кислородная кабина низкого давления
1. Технические требования
Комплексная система моделирования экстремальных условий выявляет психологические характеристики и сочетает в себе исследовательские потребности для достижения психогенной эквивалентности с помощью
симуляции сенсорной информации. В основном
используется для моделирования физических экстремальных (высокая температура, низкое давление, высокий уровень шума), социальных экстремальных (клаустрофобия, изоляция) и экстремальных (высокая нагрузка, конфронтация) сред.
Информация о продукте
Ниже описан общий анализ проекта, состав и функции системы, дизайн и показатели подсистемы, требования к инфраструктуре и т.д. при разработке интегрированной системы моделирования экстремальных условий. Ниже приведены технические спецификации и стандарты, на которые следует ссылаться, а также технические характеристики общих показателей технического спроса.
2. Учредительные документы
ГБ/Т27513-2011 |
«Гипобарическая кислородная камера» |
ГБ Т4735-1997 |
«Стальной сварной сосуд атмосферного давления» |
ГБ150.1~4-2001 |
«Сосуды под давлением» |
ГБ/Т6070 |
«Вакуумный фланец» |
ДЖБ/Т4730-2005 |
«Неразрушающий контроль оборудования, работающего под давлением» |
ГБ/Т 3163 |
Технические термины для вакуума |
ГБ/Т 4728 |
Графические обозначения для электрических схем |
ГБ 50316-2000 |
Нормы для проектирования промышленных металлических трубопроводов |
ГБ 50235-97 |
Правила строительства и приемки промышленных металлических трубопроводов |
GJB8567-88 |
Руководство по документации по компьютерному программному обеспечению |
GB50217-2007 IT. |
Нормы проектирования электроэнергетических кабелей |
GB50275-2010 гг. |
Правила проектирования и приемки компрессоров, вентиляторов и насосов |
3. Требования к техническому индексу
Индекс |
Специфические параметры |
Размер |
Размер внутренней камеры- 3,5 х 5,5х2, 1 мл, может вместить 3 станции одновременно, а рабочий стол можно перемещать и разбирать |
Свет |
Диапазон освещения-101-10 4 люкс, цветовая температура 2700-6500К, индекс цветопередачи может быть больше 95. Переключение света- скорость больше 20 мс. Яркость- блики с яркостью источника света и уровнем контрастности яркости фона 105 |
Громкость |
может достигать 90 дБ, частота звука составляет 20-10000 Гц, цвет голоса ≥10 категорий и любая комбинация точек воспроизведения. Уровень фонового шума в салоне- 55 дБ. Время реверберации в кабине (соответствует промежуточной частоте 500 Гц)-0,6-0,9 с. Шум окружающей среды, на пример, шум двигателя корабля / самолета, шторм / морская волна и другие естественные шумы. |
Температура |
Диапазон температур -20 - 60 °C, точность управления + 1 °С занимает 1 час при 0 ~ 50 °С и 2 часа при низкой температуре 0 ~ -20 °C |
Влажность |
Настройка датчика влажности |
Давление |
Атмосферное давление ~ отрицательное давление на высоте 6000 м |
Атмосфера |
Мониторинг газов с различными компонентами, такими как СО2 \ CO\ О2 \ NO2 Среда с низким содержанием кислорода (18%) ~ обычная кислородная среда, Долгосрочная закрытая среда с запахом- на пример, пот, экскременты и другие негативные и единичные запахи. Несколько сайтов выделяют запах для создания среды |
Параметры движения |
Платформа Stewart с 6 степенями свободы шага и крена- угол = 15°, угловое ускорение + 50°2, угловая скорость 10°/Скольжение- поперечное и продольное- максимальное смещение + 0,25 м, максимальное ускорение +2 м/ с2 Линейная скорость 300 мм/с, максимальная частота движения- 5 Гц |
3.1 Общий дизайн
Интегрированная система моделирования экстремальных условий в основном состоит из системы конструкции кабины, системы моделирования температуры, давления, системы моделирования атмосферы, шума, вибрации, движения, управления и системы поддержки оборудования. Его функция состоит в том, чтобы имитировать свет, звук, запах, температуру, влажность, давление, кислород, движение и другие факторы экстремальной среды, а также выполнять многопользовательское сотрудничество, кооперацию и другие экспериментальные задачи.
Общая схема интегрированной системы моделирования экстремальных условий
3.2. Система конструкции кабины. Кабина спроектирована в соответствии с соответствующими стандартами и спецификациями, такими как GB/T275 13-2011 «Гипобарическая кислородная камера», GB 150-201 1 «Сосуд под давлением», руководство по вакуумному проектированию (третье издание), а метод конечных элементов используется для анализа структурного моделирования и оптимизации проектирования для обеспечения прочности, устойчивости и безопасности кабины.
Кабина спроектирована в соответствии с соответствующими стандартами и спецификациями, такими как GB/T27513-2011 «Гипобарическая кислородная камера», GB 1 50-201 1 «Сосуд под давлением», «Руководство по вакуумному проектированию» (третье издание), а метод конечных элементов используется для структурного моделирования и оптимизации проектирования для обеспечения прочности, устойчивости и безопасности кабины.
Конструкция кабины спроектирована в виде вертикальной коробки, а основным материалом является нержавеющая сталь, с шириной 5,8 м, длиной 4,5 м и высотой 2,6 м. Кабина имеет дуплексную кольцевую конструкцию жесткости.
Середина кабины опирается на колонны. Дверь установлена с одной стороны салона. Она открывается и закрывается петлями. Дверь шириной 5,8 м, длиной 4,5 м и высотой 2,6 м. Кабина имеет дуплексную кольцевую конструкцию жесткости.
Дверь может быть открыта для входа и выхода персонала из кабины. Дверь кабины снята с напряжения. Днище кабины соединено с подвижной платформой сваркой. Верхняя платформа с шестью степенями сварена из сортовой стали, а затем сварена с ребрами жесткости вокруг экспериментальной кабины.
3.3 Система симуляции температуры
Система температурного моделирования в основном используется для регулирования температуры испытательной системы. Диапазон регулирования температуры: -20 - 60 °С, точность управления составляет = 1 °C, скорость нагрева составляет 0 ~ 50 °С ≤ 1 час, а скорость охлаждения составляет 0 ~ -20 °С = 2 часа.
Система температурного моделирования в основном используется для регулирования температуры испытательной системы. Диапазон регулирования температуры: -20 - 60 °С, точность управления составляет + 1 °C, скорость нагрева составляет 0 ~ 50 °С ≤ 1 час, а скорость охлаждения составляет 0 ~ -20 °C - 2 часа. Система регулирования температуры состоит из блока регулирования температуры и холодильной установки. Блок регулирования температуры расположен внутри испытательной системы. Для того, чтобы реализовать циркуляцию поля потока в сосуде, на рисунке показан разрез оборудования. Воздух всасывается вентилятором, проходит через испаритель и электронагреватель, температура воздуха регулируется, а затем возвращается в испытательное пространство. В конструкции поля потока используется конструкция поля параллельного потока. Воздушный поток равномерно поступает сверху вниз испытательной кабины.
Воздушный поток равномерный, а скорость ветра медленная, что может удовлетворить потребности испытательной температуры и обеспечить комфорт бортпроводников.
3.4 Система симуляции давления
Интерьер кабины должен быть в состоянии имитировать среду низкого давления, а имитируемое давление - атмосферное давление ~ отрицательное давление 6000 м над уровнем моря. Согласно таблице преобразования давления по высоте диапазон давления в кабине можно регулировать от 100 кПа до 47 кПа. Основное оборудование системы имитации давления включает в себя винтовой сухой насосный агрегат, различные вакуумные клапаны и регулируемые клапаны, измерители давления и другое оборудование. Винтовой сухой насос используется для удаления воздуха из каждого отсека, а насосный агрегат соединен с каждым отсеком через регулируемые клапаны. В каждой секции кабины установлены приборы для измерения давления, которые могут выполнять измерение давления на высоте кабины в режиме реального времени. Когда необходимо поддерживать и контролировать давление в кабине или скорость повышения и понижения давления, управление регулирующим клапаном с обратной связью с помощью прибора для измерения давления может осуществлять регулировку вытяжки и впуска воздуха, а затем осуществлять постоянное поддержание и контроль конечного требуемого давления или скорости повышения и падения давления
3.5 Система симуляции атмосферы
Кабина оборудована системой притока воздуха, которую можно использовать для своевременной вентиляции внутри салона. Согласно стандарту, объем свежего воздуха на одного человека в час должен быть не менее 30 кубометров. Он должен быть рассчитан в соответствии с испытанием трех человек одновременно, и должен быть учтен определенный расчетный допуск. Система подачи свежего воздуха в основном состоит из фильтра, вентилятора, осушителя, блока управления потоком и глушителя, и ее основная функция заключается в обеспечении чистого воздуха. Основное оборудование всей системы использует фирменные продукты, широко используется в той же отрасли в Китае. После длительного времени практики и испытаний технология очень зрелая, безопасная и надежная, а производительность стабильна.
3.6 Система симуляции шума
Для того, чтобы обеспечить бесперебойную реализацию последующих проектов, а также безопасность, надежность и простоту использования звеньев последующего использования, техническая схема и выбор оборудования должны быть как можно более зрелыми, исходя из предпосылки обеспечения реализации функций, компоненты были проверены много раз.
Система имитации шума в кабине в основном включает в себя систему моделирования звукового поля, а также систему звукоизоляции и шумоподавления кабины. Система имитации звукового поля используется для имитации звукового поля различных тембров и интенсивностей звука в салоне; Система звукоизоляции и шумоподавления кабины используется для удовлетворения требований к фоновому шуму кабины и времени реверберации.
3.7 Система вибрации
Система в основном используется для имитации ощущения вибрации, передаваемого испытательному персоналу через сиденье. Общие проектные показатели следующие:
Частота вибрации: 10 ~ 500 Ги
Максимальная амплитуда ускорения: 0,5 г
Вес груза на сиденье: 250 кг
Система вибрации сиденья имеет функцию перемещения.
3. 8 Система симуляции движения
Система в основном состоит из механической платформы, шкафа управления, управляющего программного обеспечения и специальных кабелей. Общий состав системы показан на следующем рисунке:
Технические показатели системы подвижной платформы в данной схеме следующие:
Вес груза 25 т, размер 6,2 м × 4,9 м (длина × ширина);
Тангаж, крен: угол + 15°, угловое ускорение = 50° /2, угловая скорость 10°/с
Подъем, поперечный и продольный: максимальное смещение +0,25 м, максимальное ускорение # 2 м/с2, линейная скорость 300 мм/с
4) Максимальная частота движения: 5 Гц
Для движущейся платформы из-за большой нагрузки в испытательной зоне кабины платформы может быть установлено отдельное помещение для снижения воздействия шума на зону управления испытаниями.
3.9 Система моделирования управления
Интегрированная система контроля и моделирования экстремальных условий окружающей среды состоит из главного сервера управления, сервера моделирования моделей и блоков управления каждой подсистемы. Главный сервер управления отвечает за общее планирование, контроль времени и выдачу управляющих инструкций каждой подсистеме; Сервер имитационного моделирования моделей используется для расчета модели сценариев среды моделирования, предоставления конкретных входных параметров для каждой системы выполнения, а также может получить доступ к существующим моделям сценариев имитационного моделирования
3.10 Система поддержки оборудования
Циркуляция охлаждающей воды необходима вакуумному насосу, холодильнику и другому оборудованию во время работы системы.
Требования к циркуляционной охлаждающей воде следующие:
а. Перепад давления подачи воды: 0,2 МПа ~ 0,4 МПа;
b. Температура на входе: 15°С - 25°С; Значение рН качества воды должно быть от 6,0 до 8,0, концентрация карбоната кальция должна быть ниже 77 ррm, а циркулирующая вода должна быть чистой н не содержать примесей.
В соответствии с вышеуказанными требованиями, циркуляционная охлаждающая вода оснащена блоком охлаждающей циркуляционной воды, а диапазон регулирования температуры воды составляет 5 - 50 °С, что соответствует требованиям использования оборудования
Статистика основного водного оборудования
Технологическое оборудование |
Требования к воде |
Система температурного моделирования |
40т/ч |
Система моделирования давления |
21/ч |
Система моделирования атмосферы |
10т/ч |
4. Требования к трансформации капитального строительства
4.1 Требования к инфраструктуре
4.1.1 Рабочая среда
Температура окружающей среды: 15 °С ~ 35 °С; Относительная влажность: 30 - 80%
4.1.2 Требования к питанию
Энергопотребление всей системы в основном включает в себя энергопотребление технологического оборудования, такого как вакуумный насос и холодильник, а также энергопотребление систем управления, таких как компьютер, прибор сбора данных, система освещения, переключатель и контроллер.
Статистика основного электрооборудования
Технологическое оборудование |
Требования к питанию |
Режим питания |
Источник питания |
Система температурного моделирования |
80 кВт/380 B |
Электропитание распределительного шкафа |
Трехфазный пятипроводной |
Система моделирования давления |
40 кВт/380 B |
Электропитание распределительного шкафа |
Трехфазный пятипроводной |
Система атмосферного моделирования |
60 кВт/380 B |
Электропитание распределительного шкафа |
Трехфазный пятипроводной |
Движущая платформа |
250 кВт/380 B |
Электропитание распределительного шкафа |
Трехфазный пятипроводной |
Система поддержки оборудования |
60 кВт/380 B |
Электропитание распределительного шкафа |
Трехфазный пятипроводной |
Система моделирования оборудования |
30 кВт/380 B |
Электропитание распределительного шкафа |
Трехфазный пятипроводной |