密闭舱内氧传感器自动标定方法研究

鉴于氧浓度传感器、氧化锆传感器本身的特性,处于寿命末期的传感器在测量时,会出现精度误差及漂移特性。为减小传感器漂移影响,基于多传感器数据融合技术,选择稳定性及一致性较好的传感器测量值作为自动标定基准值,并在这一基础上,改单点k值标定方法为多点k值标定方法。验证结果显示:当电压值漂移量达到0.1 V时,常规标定方法氧分压漂移量将超过2 kPa,漂移量不超过0.5 kPa。因此,该标定方法增加了氧传感器漂移的适应范围,降低了测量误差,减少了标定的频次。

受控密闭舱内红萍载人供氧特性

红萍生长繁殖速率高,光合作用放O2能力强,营养丰富,适合作为色拉型蔬菜,且可以多层湿润养殖,可望在空间受控生态生保系统中起到提供O2和新鲜蔬菜,吸收CO2的作用。该研究试图弄清红萍载人供O2特征,为红萍生物部件进行系统总体地面模拟试验以及空间应用奠定基础。建立受控密闭试验舱和红萍湿养装置,在"红萍-人"共存情况下,测定密闭舱内O2、CO2浓度的变化。试验结果显示,舱内红萍全部采用湿养,人工光照保持7000～9000Lx条件下,人的呼吸作用与红萍的光合作用相辅相成,舱内O2、CO2浓度趋于平衡,理论上计算约10m2面积红萍基本上能满足1名航天员对O2的需要。密闭舱内CO2浓度升高对促进红萍净光合效率有明显效果。这说明红萍光合放O2能力很强,能有效促使密闭舱内O2、CO2浓度朝着有利于人生存环境方向平衡,进而验证红萍空间应用前景。

密闭舱室内几种主要目标污染物的定量测量

目的建立 6种飞船目标污染物甲醇、乙醇、乙二醇、乙酸、丙酮、苯的分离和检测方法。方法通过实验选择最佳的气相色谱分离条件 ,使用保留时间定性、外标法定量同时测定 6种载人航天器目标污染物 ,并采用 5点法校正。结果选择 30 .0 0m× 0 .2 5 μm× 2 5 0 μm的非极性毛细管柱 ,初始炉温 - 30℃ ,以 4℃ /min的速度升至 80℃ ,6℃ /min升至 1 5 0℃ ,1 0℃ /min升至 2 5 0℃并保持 5min。火焰离子化检测器温度为 2 0 0℃ ,选择分流模式进样 ,进样口温度为 1 5 0℃。校正曲线的线形相关性较好 ,方法的精密度较高。结论在最佳实验条件下 6种目标污染物的色谱峰能够完全分开 ,保证了同时对 6种污染物进行准确地定性和定量分析。实验结果表明 ,这种色谱分析方法简便、快速、准确。

重力／失重条件下密闭舱内温湿度控制系统的通风和换热特性研究

目的在地面条件下研究、评估载人航天飞行中密闭舱内温湿度控制系统的通风和换热特性。方法在实验室密闭舱内构建一个温湿度控制系统,测量舱内不同剖面的温度、湿度和气流速度,并通过计算流体力学分析重力和失重条件下该温湿度控制系统的效能。结果全面评估了构建的温湿度控制系统重力和失重条件下的温度、湿度控制能力,系统分析了重力和失重条件下的气流分布状态,证明它满足空间站的使用要求。结论本文提供的方法可以作为密闭舱内温湿度控制系统工程设计的辅助手段,用于任意重力条件下的密闭舱布局设计和大气环境分析。

测定建材散发关键参数的密闭舱C-history方法与其他方法的比较

室内建材中散发的挥发性有机物(VOC)所引起的空气品质问题显著影响着人们的健康、舒适和工作效率。目前有不少测定建材VOC散发3大关键参数(初始可散发浓度、分配系数和扩散系数)的密闭舱方法,本文将最近提出的密闭舱C-history方法与其他密闭舱测定散发关键参数的方法(多次散发回归法、多平衡态回归法及多气固比法)进行了比较研究。结果表明,密闭舱C-history方法与其他测试方法对于所选建材中目标VOC散发关键参数测定的最大偏差均不超过25%。而密闭舱C-history方法只需在密闭舱中对建材执行一次散发过程即可求得上述3大关键参数,通常不超过3d,大大节省了实验时间,因而比其他方法更便于工程应用。

航天器人-机-环境密闭舱试验系统构建方法研究

目的研究载人航天器人-机-环境密闭舱试验系统的构建内容和构建方法。方法依据相似理论试验方法,分析地面试验与空间飞行的主要差异,保证环控生保系统重力下可靠工作,确定了人-机-环境试验系统的设计内容和设计方法。结果利用该方法构建了一套试验系统,试验系统性能良好、运行稳定,已应用于交会对接任务环控生保系统性能研究。与飞行数据比对表明,该试验系统空气流动和换热状态与微重力环境下基本一致。结论提出的人-机-环试验系统构建方法合理有效,易于实现,满足当前任务需要,可为后续任务类似试验系统研制提供参考。

木家具VOC散发速率快速测定方法——密闭舱测定法

国内外对木家具中挥发性有机化合物(VOC)的散发速率制定了限值和测定方法标准,但基本采用环境舱通风方法,测试时间长。提出了家具VOC散发速率密闭舱测定法,和已采用环境舱通风的国内标准方法相比,具有系统简单、测试快速的优点,测试时间从20h缩短为2h,测试结果偏差小于30%,为木家具VOC散发速率测定及相关标准制定提供了参考方法。

地面密闭舱内人体代谢的物理模拟方法

目的在地面密闭模拟舱内 ,利用物理方法模拟人体代谢的几项主要指标 ,为在地面试验条件下考核和评价航天器舱内环境控制与生命保障系统的性能 ,提供人体代谢试验负荷。方法利用物理方法并结合地面模拟试验和环境控制系统的特点 ,对人体代谢指标进行单元模块化模拟。研制出以物理方法为基础的人体代谢地面模拟装置 ,为ECLSS在地面模拟试验舱内进行性能考核和评价试验提供必要条件。结果在地面密闭模拟舱内 ,比较准确地模拟了人体代谢的耗氧量、产二氧化碳量、产湿量及产热量 4项生理代谢指标。结论利用物理方法模拟人体代谢负荷是可行的 ,该方法具有较高的精度和控制能力 ,通过人体代谢地面模拟装置连续向模拟试验舱内提供人体代谢的负荷量 。

密闭舱内VOCs现场快速定量检测技术与装置研究

该文发展了可对压强变化的密封舱实现计量采样-富集的采样技术,基于薄壳金属筒式低功耗均温色谱柱组件,结合微池热导检测器/小型氢火焰离子化检测器,建立了一种对密闭舱内挥发性有机物(VOCs)进行现场快速定量检测的方法和装置。根据负压罐和密封舱的压强差值和绝压值以及温度,计算出有效采样体积(折算到标准大气压),进而计算出富集倍数。当有效采样体积为100 mL时,对甲苯的富集倍数大于400倍。所研制的色谱柱组件将色谱柱紧密排绕在薄壳式金属筒外层,加热丝紧密排绕在金属筒内侧,可实现小于0.4℃的均温效果和40℃/min的程序升温速率。在以10℃/min加热至300℃过程中,功耗低于35 W,300℃恒温加热功率仅需28 W。将色谱柱组件的分离性能(包括半峰宽、柱效、分离度和重复性)与实验室进口色谱仪炉箱得到的结果进行对比,发现两种加热方式得到的色谱分离性能相当。采用多种VOCs样品对采样-富集性能进行评价。在高速分离模式下,5 min内可实现53种VOCs的快速分离,半峰宽均小于0.8 s。研制出的整机已应用于烃类、苯系物、醇类、醛酮类等多种VOCs的快速分析,并与商品化便携式气相色谱或气相色谱-质谱的性能参数进行了对比,结果满意。

密闭舱段片状聚合物锂离子电池组温度场分析

水下航行器密闭电池舱段中聚合物锂离子电池工作时所产生的热量极难散出,这会导致聚合物锂离子电池组温度升高,进而影响其性能和安全性。本文针对水下航行器密闭舱段对聚合物锂离子电池建立数学模型,利用Ansys软件对电池组、1/2电池组、50及20块电池所组成的电池组进行温度场分析。通过分析结果可知,片状聚合物锂离子电池叠加在一起时,热量主要沿侧面散出,两端面对电池组温度影响较小,在对电池组进行温度场分析时,正负极极耳不能忽略。

密闭金属舱内无线通信系统设计与实现

针对民航客机、航天器等密闭金属舱内无线通信需求,首先在信道测量的基础上,给出了密闭金属舱统计信道参数,证明了该信道环境强多径的信道特点。继而设计了基于超宽带技术的抗强多径传输方案,在不同信道场景下,通过不同带宽及保护前缀方案设计解决了舱内多径衰落严重的问题。在此基础上,完成了物理层算法的硬件平台实现及密闭金属舱内的实验验证。实验表明,设计传输系统可以有效克服强多径效应,实现大容量低误码率传输。

设计小体积密闭试验舱评价甲醛降解效率

本文设计一个半开放式综合性实验项目,运用自制的小体积密闭试验舱来检测纳米TiO_2材料对甲醛光催化降解性能。实验设计中,对舱体进行综合评价后,选取水热法制备的铁掺杂纳米TiO_2和氮掺杂纳米TiO_2作催化剂降解甲醛,比较了其在可见光下对甲醛的降解效果,最后通过动力学研究可知甲醛在纳米TiO_2表面氧化反应符合一级动力学方程。该综合性实验项目设计覆盖了多学科交叉的综合训练,有助于把学生培养成"具有创新精神和实践能力的高级专门人才"。

密闭式扬尘环境舱内抑尘效率检测方法研究

针对目前道路抑尘剂抑尘效率检测都在实际道路上进行,检测条件重复性差、再现性差同时不可避免地受到各种干扰因素的影响而导致结果不准确,尝试研制一种密闭的实验室用道路扬尘环境舱,该装置具有去除外界环境因素干扰、重复性好等特点。通过大量实验,探索出一套适用的检测方法并总结出抑尘效率计算公式。对实验数据分析得出结论:扬尘环境舱内的扬尘浓度检测数值稳定性好、离散程度小,在相同条件下检测可重复性强,可以实现在不同背景扬尘值下进行连续检测;限定条件下,扬尘绝对值和抑尘效率存在一定的二次拟合关系。

室内物品和家具VOC散发环境舱设计思考和实践

欧美发达国家普遍采用环境舱对室内物品及家具VOC散发进行测试。介绍了环境舱法的测试原理，包括通风舱和密闭舱的测试原理。国外均采用通风舱进行测试，测试时间通常为7～28d，而清华大学提出的密闭舱C-history方法可将测试时间缩短到3d以内。基于环境舱测试原理介绍了一种环境舱设计方案，并据此制作了30m^3全尺寸环境舱，所建环境舱既能开展通风舱测试又能开展密闭舱测试。采用LIFE标准散发样品对环境舱的综合性能进行了测试，测试结果显示通风舱回收率为86．7％，密闭舱回收率为90．6％，满足ISO16000—9和ASTMD6670的要求。

密闭环境3－甲基吲哚最高容许浓度的实验研究

为制定密闭环境空气３甲基吲哚（３ＭＩ）的最高容许浓度，进行了人体气味试验，并采用肺组织过氧化物丙二醛、脾细胞数和脾重量等指标，对雄性大鼠进行了急性和亚急性毒性参数的测定。结果为大鼠口服半数致死量为１８３０ｍｇ／ｋｇ，急性阈剂量小于１８３ｍｇ／ｋｇ，亚急性阈剂量为６１ｍｇ／ｋｇ，人体厌恶阈为０．７５ｍｇ／ｍ３。根据上述结果，结合密闭环境暴露特点和要求，论证外推密闭环境３ＭＩ的短期暴露最高容许浓度为０．５ｍｇ／ｍ３。

瞬时高加速度致舱内大鼠早期空间记忆障碍及其意义

目的观察爆炸致密闭舱室内大鼠瞬时高加速度负载后早期空间记忆变化,探讨其相应的临床意义。方法制作爆炸致密闭舱室内大鼠(坐姿)瞬时高加速度负载时脑损伤模型;24只SD雄性大鼠随机分为正常对照组、800mgTNT爆炸当量致伤组(致伤组)、800mgTNT爆炸当量致伤+座位悬空组(减震组),每组8只;利用wavebook516A数据采集系统记录舱室内座位加速度大小,作为大鼠加速度负载评价指标;伤前7天为Morris水迷宫定位航行训练期,伤后1小时进行空间探索实验,记录大鼠穿越平台次数(Thenumber of times of crossing the platform)与跨越目标象限时间占整个游泳时间的百分率(The percentage of thetime spent on the target quadrant to the total swimming time);空间探索实验结束后大鼠被处死,取脑固定,尼氏染色,观察海马CA1区锥体细胞损伤情况。结果致伤组座位加速度峰值为(13109±1167)g,作用时间为(11.08±1.43)ms,减震组座位加速度峰值仅为(4.0±1.2)g,作用时间仅为(0.34±0.08)ms;穿越平台次数:对照组(4.75±1.75)次,减震组(3.88±1.13)次,两者无明显差异(P>0.05),而与致伤组(1.13±0.64)次存在显著差异(P<0.01);跨越目标象限时间占总游泳时间的百分率:对照组(53.93±13.72)%,减震组(49.60±10.75)%,两者无明显差异(P>0.05),而与致伤组(22.20±10.82)%存在显著差异(P<0.01);尼氏染色示致伤组海马CA1区存在锥体细胞急性损伤或坏死性改变,而减震组、对照组则无此改变。结论爆炸致密闭舱室内大鼠瞬时高加速度负载后早期可出现空间记忆障碍,这一结果有助于提高对装甲车辆触雷爆炸、底板未击穿时乘员仍可能遭受轻度创伤性颅脑损伤(mild-TBI)的认识,对临床医生来说具有重要意义。

“月宫一号”长期多人密闭试验成功 “微型生物圈”可实现航天员在远离地球的太空长期生活的目标

5月20日，在北京航空航天大学校园内，谢倍珍、董琛、王敏娟等三位志愿者微笑着走出“月官一号”密闭舱，手里还拿着亲手种植的四季豆和胡萝卜。他们结束了105天的“密室生存”。这标志着月球基地生命保障人工闭合生态系统地基实验装置“月宫一号”成功完成我国首次长期多人密闭试验。

高温密闭环境下的人体热生理研究

针对极端高温环境下航天员的热生理特征和热舒适性问题开展人体热生理研究。12名男性受试者穿着统一防护服(1.78 clo)在20℃/30%RH,40℃/30%RH环境下进行了90 min实验,测量受试者核心温度、出汗量、心率以及人体不同部位皮肤温度和热感觉。研究结果表明:相比20℃,40℃下受试者核心温度、心率、出汗量、热感觉评分显著增大(P<0.05),20℃环境下心率和核心温度随时间无显著变化(P>0.05),高温环境下各部位皮肤温度差异较小。平均皮肤温度、局部热感觉与整体热感觉之间存在线性关系,推荐用局部热感觉和皮肤温度结合评估受试者的热舒适性。

我国“月宫一号”首次成功完成105天多人密闭试验

伴随着众人的掌声,谢倍珍、董琛、王敏娟三名乘员拿着自己种植的毛豆、四季豆、油莎豆果实,微笑着从"月宫一号"密闭舱中走出来。至此,他们在"月宫一号"进行的105天科学试验获得圆满成功。