本發(fā)明涉及試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種飽和潛水裝置外置式環(huán)控機(jī)性能調(diào)試系統(tǒng)及其調(diào)試方法。

背景技術(shù)：

1、飽和潛水是潛水技術(shù)發(fā)展的最新成果，不僅具有常規(guī)潛水方式無法比擬的潛水深度和潛水時(shí)間，而且具有更高的潛水作業(yè)效率和安全性，在救助打撈和海洋工程中有著廣泛的應(yīng)用。

2、飽和潛水加壓艙環(huán)控機(jī)組是深海開發(fā)用飽和潛水加壓艙重要的配套設(shè)備，其能實(shí)現(xiàn)加壓艙內(nèi)氣體環(huán)境控制，主要功能為：調(diào)節(jié)艙內(nèi)溫濕度、去除艙內(nèi)有害氣體，一套安全可靠的環(huán)控系統(tǒng)對于飽和潛水的加壓艙是必不可少的。飽和潛水加壓艙環(huán)控機(jī)組在環(huán)控型式上，主要有外循環(huán)式和內(nèi)循環(huán)式兩種。

3、目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，主要是圍繞飽和潛水加壓艙環(huán)控機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)、位置布置、部件優(yōu)化等方面，而環(huán)控機(jī)組不進(jìn)行整體驗(yàn)證分析直接應(yīng)用，可能導(dǎo)致環(huán)控機(jī)組不滿足飽和潛水加壓艙各種運(yùn)行工況的要求，導(dǎo)致艙內(nèi)溫濕度、空氣質(zhì)量以及空氣場的均勻分布等不滿足運(yùn)行要求，影響潛水員在艙內(nèi)的舒適性及安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種飽和潛水裝置外置式環(huán)控機(jī)性能調(diào)試系統(tǒng)及其調(diào)試方法，旨在解決的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種飽和潛水裝置外置式環(huán)控機(jī)性能調(diào)試系統(tǒng)，所述調(diào)試系統(tǒng)包括：模擬艙室，外置式環(huán)控機(jī)，冷熱水機(jī)組；其中所述模擬艙室內(nèi)布置有生物熱模擬單元、生物濕模擬單元、氧氣濃度檢測單元、二氧化碳濃度檢測單元、溫濕度檢測單元，氣體采樣單元；所述模擬艙室外還連接有壓縮空氣氣源裝置，所述壓縮空氣氣源裝置的空氣經(jīng)過調(diào)壓裝置調(diào)節(jié)壓力后送入所述模擬艙室；所述模擬艙室外還連接有泄壓控制閥；所述調(diào)試系統(tǒng)還包括有害氣體集成供應(yīng)單元、氧氣供應(yīng)單元、二氧化碳供應(yīng)單元、氦氣供應(yīng)單元；所述有害氣體集成供應(yīng)單元通過氣體供應(yīng)管道向所述模擬艙室內(nèi)通入有害氣體；所述氧氣供應(yīng)單元經(jīng)第一壓力調(diào)節(jié)閥與所述模擬艙室的出氣管道連接；所述二氧化碳供應(yīng)單元經(jīng)第二壓力調(diào)節(jié)閥與所述模擬艙室的二氧化碳分布管線連接；所述氦氣供應(yīng)單元經(jīng)第三壓力調(diào)節(jié)閥與所述模擬艙室的氦氣分布管線連接；所述模擬艙室通過所述出氣管道和回氣管道與所述外置式環(huán)控機(jī)連接，所述冷熱水機(jī)組向所述外置式環(huán)控機(jī)供應(yīng)冷熱水；所述外置式環(huán)控機(jī)的進(jìn)氣端與所述模擬艙室的所述出氣管道連接，所述出氣管道后設(shè)置有進(jìn)氣閥、所述進(jìn)氣閥后并聯(lián)設(shè)置有第一氣體吸收罐和第二氣體吸收罐、在上述吸收罐后依次串聯(lián)設(shè)置有風(fēng)機(jī)、冷凝罐、加熱罐，所述加熱罐的出口通過回氣管道與所述模擬艙室連接。

3、進(jìn)一步地，所述冷熱水機(jī)組包括熱水出水口、熱水回水口、冷水出水口、冷水回水口；所述熱水出水口、所述熱水回水口通過管線分別與所述加熱罐連接；所述冷水出水口、所述冷水回水口通過管線分別與所述冷凝罐連接。

4、進(jìn)一步地，外置式環(huán)控機(jī)性能調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試方法的包括以下幾個(gè)步驟：

5、s1、第一壓力區(qū)間空氣工況試驗(yàn)；利用所述壓縮空氣氣源裝置、所述調(diào)壓裝置將所述模擬艙室加壓至0.02mpa～0.04mpa；在該壓力區(qū)間先后進(jìn)行溫濕度控制能力試驗(yàn)s101、艙內(nèi)氣體分布一致性試驗(yàn)s102；

6、s2、第二壓力區(qū)間空氣工況試驗(yàn)；利用所述壓縮空氣氣源裝置、所述調(diào)壓裝置將所述模擬艙室加壓至0.5mpa；在該壓力區(qū)間先后進(jìn)行溫濕度控制能力試驗(yàn)s201、艙內(nèi)氣體分布一致性試驗(yàn)s202；

7、s3、第三壓力區(qū)間空氣工況試驗(yàn)；利用所述壓縮空氣氣源裝置、所述調(diào)壓裝置將所述模擬艙室加壓至1.4mpa；在該壓力區(qū)間先后進(jìn)行溫濕度控制能力試驗(yàn)s301、有害氣體清除試驗(yàn)s302；

8、s4、第四壓力區(qū)間氦氧混合氣體工況試驗(yàn)；利用所述氧氣供應(yīng)單元和所述氦氣供應(yīng)單元將所述模擬艙室加壓至6mpa；在該壓力區(qū)間進(jìn)行溫濕度控制能力試驗(yàn)s401；

9、s5、第五壓力區(qū)間氦氧混合氣體工況試驗(yàn)；利用所述氧氣供應(yīng)單元和所述氦氣供應(yīng)單元將所述模擬艙加壓至8mpa；在該壓力區(qū)間進(jìn)行溫濕度控制能力試驗(yàn)s501；

10、s6、第六壓力區(qū)間氦氧混合氣體工況試驗(yàn)；利用所述氧氣供應(yīng)單元和所述氦氣供應(yīng)單元將所述模擬艙加壓至10mpa；在該壓力區(qū)間先后進(jìn)行環(huán)控機(jī)密封性檢查s601、溫濕度控制能力試驗(yàn)s602。

11、進(jìn)一步地，在0.02mpa～0.04mpa壓力平臺下的所述溫濕度控制能力試驗(yàn)s101包括如下步驟：

12、開啟所述生物熱模擬單元，投入功率1kw；開啟所述生物濕模擬單元；連續(xù)運(yùn)行15min后關(guān)閉；所述第一氣體吸收罐和所述第二氣體吸收罐中不裝填任何氣體吸收劑，啟動所述外置式環(huán)控機(jī)；

13、s1011、先設(shè)置20℃和rh60％的溫濕度設(shè)定值并連續(xù)運(yùn)行1小時(shí)，檢查所述模擬艙室內(nèi)的溫濕度控制精度，檢查溫度控制精度是否超過±0.5℃，濕度控制上偏差是否超過rh10％；

14、s1012、再設(shè)置在30℃和rh60％的溫濕度設(shè)定值并連續(xù)運(yùn)行1小時(shí)，檢查所述模擬艙室內(nèi)的溫濕度控制精度，檢查溫度控制精度是否超過±0.5℃，濕度控制上偏差是否超過rh10％；

15、s1013、最后設(shè)置在26℃和rh60％的溫濕度設(shè)定值連續(xù)運(yùn)行1小時(shí)，檢查所述模擬艙室內(nèi)的溫濕度控制精度，檢查溫度控制精度是否超過±0.5℃，濕度控制上偏差是否超過rh10％。

16、進(jìn)一步地，在0.02mpa～0.04mpa壓力平臺下的所述艙內(nèi)氣體分布一致性試驗(yàn)s102包括如下步驟：

17、開啟所述生物濕模擬單元120，通過先設(shè)置濕度目標(biāo)值為rh60％，溫度為26℃，當(dāng)所述模擬艙室100內(nèi)溫濕度值達(dá)在設(shè)定值時(shí)，溫度設(shè)定值不變，更改濕度目標(biāo)值為rh85％；

18、在所述模擬艙室100內(nèi)濕度值從rh60％到rh85％變化過程中，通過所述氧氣檢測單元130、所述二氧化碳檢測單元140持續(xù)檢測所述模擬艙室100內(nèi)的氧氣和二氧化碳的分壓，記錄所述模擬艙室100在濕度值為rh60％、rh70％、rh80％下的氧氣和二氧化碳的分壓，計(jì)算各濕度平臺下的氧氣分壓與氧氣分壓平均值偏差是否超過±1kpa，計(jì)算各濕度平臺下二氧化碳分壓與二氧化碳分壓平均值偏差是否超過±0.1kpa。

19、進(jìn)一步地，在0.5mpa壓力平臺下的所述溫濕度控制能力試驗(yàn)s201步驟與前述s101相同；在0.5mpa壓力平臺下的所述艙內(nèi)氣體分布一致性試驗(yàn)s202步驟與前述s102相同；在1.6mpa壓力平臺下的所述溫濕度控制能力試驗(yàn)s301步驟與前述s101相同。

20、進(jìn)一步地，在1.6mpa壓力平臺下的所述有害氣體清除試驗(yàn)s302包括如下步驟：

21、s3021、二氧化碳清除試驗(yàn)：利用所述二氧化碳供應(yīng)單元向所述模擬艙室內(nèi)注入二氧化碳?xì)怏w至二氧化碳分壓為0.1mpa；所述外置式環(huán)控機(jī)的所述第一氣體吸收罐裝填額定容量的氣體吸收劑、所述第二氣體吸收罐中不裝填任何氣體吸收劑；啟動所述外置式環(huán)控機(jī)，并將所述第二氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐隔離，運(yùn)行10分鐘，使得所述模擬艙室的氣體均勻混合，并通過所述二氧化碳濃度檢測單元檢測所述模擬艙室內(nèi)二氧化碳的濃度；切換所述外置式環(huán)控機(jī)的所述第一氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第二氣體吸收罐隔離，并運(yùn)行20分鐘，并通過所述二氧化碳濃度檢測單元檢測二氧化碳的濃度；檢查凈化后的二氧化碳濃度比凈化前是否至少降低400ppm；檢查結(jié)束后切換所述外置式環(huán)控機(jī)至所述第二氣體吸收罐工況運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐隔離；

22、s3022、一氧化碳清除試驗(yàn)：利用所述有害氣體集成供應(yīng)單元向所述模擬艙室內(nèi)注入一氧化碳?xì)怏w至一氧化碳分壓為0.1mpa；啟動所述外置式環(huán)控機(jī)，并將所述第二氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐隔離，運(yùn)行10分鐘，使得所述模擬艙室的氣體均勻混合；并通過所述氣體采樣單元對所述模擬艙室內(nèi)氣體進(jìn)行采樣，并分析氣體中一氧化碳的濃度；切換所述外置式環(huán)控機(jī)的所述第一氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第二氣體吸收罐隔離，持續(xù)運(yùn)行20分鐘；并通過所述氣體采樣單元對所述模擬艙室內(nèi)氣體進(jìn)行采樣，并分析氣體中一氧化碳的濃度；檢查凈化后一氧化碳濃度比凈化前是否至少降低0.16ppm；檢查結(jié)束后切換所述外置式環(huán)控機(jī)至所述第二氣體吸收罐工況運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐隔離；

23、s3023、甲烷清除試驗(yàn)：利用所述有害氣體集成供應(yīng)單元向所述模擬艙室內(nèi)注入甲烷氣體至甲烷分壓為0.1mpa；啟動所述外置式環(huán)控機(jī)，并將所述第二氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐隔離，運(yùn)行10分鐘，使得所述模擬艙室的氣體均勻混合；并通過所述氣體采樣單元對所述模擬艙室內(nèi)氣體進(jìn)行采樣，并分析氣體中甲烷的濃度；切換所述外置式環(huán)控機(jī)的所述第一氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第二氣體吸收罐隔離，持續(xù)運(yùn)行60分鐘；并通過所述氣體采樣單元對所述模擬艙室內(nèi)氣體進(jìn)行采樣，并分析氣體中甲烷的濃度；檢查凈化后甲烷濃度比凈化前是否至少降低5ppm；檢查結(jié)束后切換所述外置式環(huán)控機(jī)至所述第二氣體吸收罐工況運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐隔離；

24、s3024、氨氣清除試驗(yàn)：利用所述有害氣體集成供應(yīng)單元向所述模擬艙室內(nèi)注入氨氣至氨氣分壓為0.1mpa；啟動所述外置式環(huán)控機(jī)的所述第一氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第二氣體吸收罐隔離，持續(xù)運(yùn)行20分鐘；并通過所述氣體采樣單元對所述模擬艙室內(nèi)氣體進(jìn)行采樣，并分析氣體中氨氣的濃度；檢查凈化后氨氣濃度是否低于0.51ppm；檢查結(jié)束后切換所述外置式環(huán)控機(jī)至所述第二氣體吸收罐工況運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐2021隔離；

25、s3025、硫化氫清除試驗(yàn)：利用所述有害氣體集成供應(yīng)單元向所述模擬艙室內(nèi)注入硫化氫氣體至硫化氫分壓為0.1mpa；啟動所述外置式環(huán)控機(jī)的所述第一氣體吸收罐投入運(yùn)行，所述第二氣體吸收罐隔離，持續(xù)運(yùn)行20分鐘；并通過所述氣體采樣單元對所述模擬艙室內(nèi)氣體進(jìn)行采樣，并分析氣體中硫化氫的濃度。檢查凈化后硫化氫氣體濃度是否低于2.33ppb；檢查結(jié)束后切換所述外置式環(huán)控機(jī)至所述第二氣體吸收罐工況運(yùn)行，所述第一氣體吸收罐隔離。

26、進(jìn)一步地，在6mpa壓力平臺下的所述溫濕度控制能力試驗(yàn)s401包括如下步驟：開啟所述生物熱模擬單元，投入功率1kw；開啟所述生物濕模擬單元；連續(xù)運(yùn)行15min后關(guān)閉；所述第一氣體吸收罐和所述第二氣體吸收罐中不裝填任何氣體吸收劑，啟動所述外置式環(huán)控機(jī)，溫濕度設(shè)定26℃、rh60％，連續(xù)運(yùn)行32小時(shí)，每30分鐘檢查和記錄溫濕度測量值，檢查溫度控制偏差是否超過±0.5℃，濕度控制上偏差是否不超過﹢rh10％。

27、進(jìn)一步地，在10mpa壓力平臺下的所述環(huán)控機(jī)密封性檢查s601為檢查所述外置式環(huán)控機(jī)的連接部件及密封件是否有泄漏。

28、本發(fā)明中，為飽和潛水加壓艙的環(huán)控機(jī)組設(shè)計(jì)性能試驗(yàn)系統(tǒng)，并根據(jù)飽和潛水加壓艙的運(yùn)行壓力工況設(shè)計(jì)三組壓力的空氣工況試驗(yàn)和三組氦氧氣體的工況試驗(yàn)，通過在不同的壓力平臺和氣體成分下，對外置式環(huán)控機(jī)的溫濕度控制性能、氣體分布一致性以及有害氣體清除等方面的性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，確保飽和潛水加壓艙環(huán)控機(jī)組性能滿足設(shè)計(jì)要求，從而保障潛水員在艙內(nèi)的舒適性及安全性。