面向空间细胞培养用多路切换陶瓷阀仿真优化研究

为了满足空间站环境细胞长期自动培养的需求,研制一款新型细胞自动培养装置,装置由微量泵、多路切换阀等组成。通过设计一款多路切换陶瓷阀,实现仅由一组泵阀自由切换多条液路。通过有限元仿真分析培养液、消化液和裂解液3种液体在多路切换阀内的压力、温度、流速等物理参数分布情况,确定最佳阀位布局,并优化阀体结构,以改善不同液体流入阀腔后分布均匀性。优化后多路切换阀内细胞培养液和消化液的压力和温度分布波动率均小于1%,流速稳定。裂解液温度分布变化在优化前为2℃,优化后小于0.01℃。液体流动更加顺畅,滞留现象减少。仿真结果表明:优化后的陶瓷阀有助于提升空间细胞培养的稳定性和经济性。

NMOHEMS机载单元自动加压系统设计

针对NMOHEMS机载单元需要对9个压力筒分时加压的实际需求,设计了一种单传感器和单气源组成的自动加压系统。以AT89C52单片机为核心,依靠多路切换阀和高精度的压力传感器可实现对多压力筒的分时测控。实验结果表明:本系统结构简单,工作稳定,控制精度较高,能够满足现场探测单元自动弹射的需求。该系统可以人机交互进行加压控制,也可以自动控制,为多气路加压和控制提供了一种有效方法。