本發(fā)明涉及采樣部件領(lǐng)域，具體地，涉及一種能夠自動(dòng)改變采樣系統(tǒng)壓力的機(jī)載采樣系統(tǒng)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

自從飛機(jī)發(fā)明以后，飛機(jī)日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的交通工具，它深刻的改變和影響了人們的生活，開啟了人們征服藍(lán)天歷史。但由于飛機(jī)是在空中飛行，因此對(duì)安全性有著非常高的要求。而飛機(jī)的部件和飛行情況都受著外界環(huán)境的影響，因此時(shí)刻監(jiān)測(cè)外界環(huán)境的狀況變得非常重要。目前設(shè)置于艙外的進(jìn)氣口多為T型管，如圖1所示，然而在進(jìn)氣口采樣的過程中，由于受到溫度和壓力的影響，空氣中的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成水汽并在T型管內(nèi)的交界處聚集，從而影響進(jìn)氣口的采樣。特別是在飛機(jī)高速飛行的情況下，艙外的空氣進(jìn)入進(jìn)氣口時(shí)，更容易出現(xiàn)水蒸氣凝結(jié)的現(xiàn)象。當(dāng)采樣儀器將這些水蒸氣吸入時(shí)，會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。此外，由于飛機(jī)的高空高速飛行，外界環(huán)境中的壓力較低，采集樣品壓力的不同可能對(duì)檢測(cè)結(jié)果以及檢測(cè)儀器造成重大的影響。

因此，需要一種能夠避免水蒸氣在管壁上凝結(jié)、減少測(cè)量誤差并且成本低廉且能夠檢測(cè)采樣壓力的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中由于受到溫度和壓力的影響，空氣中的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成水汽在進(jìn)氣口聚集，從而影響進(jìn)氣口的采樣以及采樣壓力的不同對(duì)檢測(cè)結(jié)果以及檢測(cè)儀器造成重大影響的缺陷，提供一種能夠防止水氣凝結(jié)和倒流的機(jī)載采樣系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種能夠自動(dòng)改變采樣系統(tǒng)壓力的機(jī)載采樣系統(tǒng)，所述采樣系統(tǒng)包括機(jī)載采樣頭、計(jì)算機(jī)、采樣總管、泵和壓力計(jì)，所述機(jī)載采樣頭包括T型管，其中，所述T型管中兩側(cè)橫向管口和徑向管口的端部均為開口結(jié)構(gòu)，所述橫向管口中一側(cè)管口的內(nèi)徑小于另一側(cè)管口的內(nèi)徑，同時(shí)在所述另一側(cè)管口內(nèi)的靠近徑向管口位置設(shè)有突起，所述機(jī)載采樣頭的徑向管口、采樣總管和泵依次相連，所述壓力計(jì)設(shè)置于采樣總管上，所述計(jì)算機(jī)與泵和壓力計(jì)分別相連。

優(yōu)選地，所述一側(cè)管口靠近管內(nèi)端的內(nèi)徑小于靠近管外端的內(nèi)徑。

優(yōu)選地，所述另一側(cè)管口靠近管內(nèi)端的內(nèi)徑小于靠近管外端的內(nèi)徑。

優(yōu)選地，所述機(jī)載采樣頭還包括進(jìn)氣嘴，其中，所述進(jìn)氣嘴固定于所述一側(cè)管口的管內(nèi)端。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣嘴遠(yuǎn)離所述管內(nèi)端的一端的位置超過T型管徑向管口的豎直位置。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣嘴靠近所述管內(nèi)端的內(nèi)徑大于遠(yuǎn)離所述管內(nèi)端的內(nèi)徑。

優(yōu)選地，所述采樣監(jiān)測(cè)裝置還包括若干檢測(cè)儀器，所述若干檢測(cè)儀器各自獨(dú)立地與采樣總管相連。

另一方面，本發(fā)明還提供了前述的能夠自動(dòng)改變采樣系統(tǒng)壓力的機(jī)載采樣系統(tǒng)在采集監(jiān)測(cè)飛機(jī)艙外空氣中的應(yīng)用。

使用本發(fā)明的能夠自動(dòng)改變采樣系統(tǒng)壓力的機(jī)載采樣系統(tǒng)，可以有效地防止水蒸氣凝結(jié)成的水汽在進(jìn)氣口聚集，從而提高了采集樣品的效率和質(zhì)量。此外，本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于拆卸安裝，使用本發(fā)明的裝置采集樣品，可以對(duì)樣品的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)各儀器有很好的保護(hù)作用，且特別適用于高空等低壓的環(huán)境下。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)載采樣頭；

圖2為本發(fā)明的一種機(jī)載采樣頭；

圖3為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的機(jī)載采樣頭；

圖4為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的能夠防止水氣凝結(jié)和倒流的機(jī)載采樣系統(tǒng)。

附圖標(biāo)記說明

1 T型管 2 進(jìn)氣嘴

3 突起 4 計(jì)算機(jī)

5 采樣總管 6 泵

6 壓力計(jì) 8 檢測(cè)儀器

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來說，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。在本文中，當(dāng)比較各管口或單個(gè)管口內(nèi)各端的內(nèi)徑大小關(guān)系時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解該二者為同軸的或基本上同軸的，此外，當(dāng)比較的各管口中某一管口的內(nèi)徑為非均一的，以該管口的最小內(nèi)徑作為該管口的內(nèi)徑。

本發(fā)明提供了一種能夠防止水氣凝結(jié)和倒流的機(jī)載采樣系統(tǒng)，所述能夠防止水氣凝結(jié)和倒流的機(jī)載采樣系統(tǒng)包括機(jī)載采樣頭、計(jì)算機(jī)4、采樣總管5、泵6和壓力計(jì)7，所述機(jī)載采樣頭包括T型管1，其中，所述T型管1中兩側(cè)橫向管口和徑向管口的端部均為開口結(jié)構(gòu)，所述橫向管口中一側(cè)管口的內(nèi)徑小于另一側(cè)管口的內(nèi)徑，同時(shí)在所述另一側(cè)管口內(nèi)的靠近徑向管口位置設(shè)有突起3，所述機(jī)載采樣頭的徑向管口、采樣總管5和泵6依次相連，所述壓力計(jì)7設(shè)置于采樣總管6上，所述計(jì)算機(jī)4與泵6和壓力計(jì)7分別相連。

其中，如圖2所示，所述T型管1中兩側(cè)橫向管口和徑向管口的端部均為開口結(jié)構(gòu)，可以使得空氣在T型管的三個(gè)端部中進(jìn)入或排出，所述T型管1兩側(cè)橫向管口是指T型管上端兩個(gè)相對(duì)的管口，所述T型管1徑向管口指的是T型管1中與兩側(cè)橫向管口均垂直的另一個(gè)管口。在飛機(jī)飛行時(shí)，空氣從所述T型管1的所述一側(cè)管口進(jìn)入機(jī)載采樣頭，在空氣到達(dá)T型管1徑向管口的上方時(shí)，可以通過在T型管1徑向管口的端部連接吸氣裝置(如泵)，由于吸力作用，部分到達(dá)徑向管口上方的空氣從T型管1徑向管口引出，從而進(jìn)行后續(xù)的檢測(cè)，而其余部分沖過徑向管口從另一側(cè)管口流出，由于環(huán)境溫度較低，會(huì)在所述另一側(cè)管口內(nèi)凝結(jié)大量水汽。所述橫向管口中一側(cè)管口的內(nèi)徑小于另一側(cè)管口的內(nèi)徑，即可以理解為一側(cè)管口下端的上表面要高于另一側(cè)管口下端的上表面，如此可以使得氣流能夠更遠(yuǎn)地沖到另一側(cè)管口內(nèi)更遠(yuǎn)離徑向管口的位置，從而使得凝結(jié)的水汽不易落入徑向管口中。同時(shí)在所述另一側(cè)管口內(nèi)的靠近徑向管口位置設(shè)有突起3，所述突起3可以阻止所述另一側(cè)管口內(nèi)的水汽流入徑向管口中。所述機(jī)載采樣頭的徑向管口、采樣總管5和泵6依次相連，因此可以通過調(diào)節(jié)泵6以改變采樣總管5中的管內(nèi)壓力；所述壓力計(jì)7設(shè)置于采樣總管6上，可以對(duì)采樣總管5中的管內(nèi)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；所述計(jì)算機(jī)4與泵6和壓力計(jì)7分別相連，可以使得壓力計(jì)7中的壓力檢測(cè)結(jié)果反饋到計(jì)算機(jī)4中，并通過計(jì)算機(jī)4對(duì)泵6的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變采樣總管5中的管內(nèi)壓力。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于各管口內(nèi)各端的內(nèi)徑?jīng)]有特別的限制，只能能夠達(dá)到本發(fā)明的上述目的即可。

優(yōu)選地，所述一側(cè)管口靠近管內(nèi)端的內(nèi)徑小于靠近管外端的內(nèi)徑。如此可以提高所述一側(cè)管口靠近管內(nèi)端處的氣流流速，從而使得水汽在所述管內(nèi)端積累凝聚。

優(yōu)選地，所述另一側(cè)管口靠近管內(nèi)端的內(nèi)徑小于靠近管外端的內(nèi)徑。如此可以使得所述另一側(cè)管口靠近管內(nèi)端處凝聚的水汽順著坡度沿其外端方向流出另一測(cè)管口。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述機(jī)載采樣頭還包括進(jìn)氣嘴2，其中，所述進(jìn)氣嘴2固定于所述一側(cè)管口的管內(nèi)端。如此可以使得水汽更容易越過徑向管口，而不會(huì)在各管口交界處堆積甚至進(jìn)入徑向管口。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣嘴2遠(yuǎn)離所述管內(nèi)端的一端的位置超過T型管1徑向管口的豎直位置。

更優(yōu)選地，所述進(jìn)氣嘴2靠近所述管內(nèi)端的內(nèi)徑大于遠(yuǎn)離所述管內(nèi)端的內(nèi)徑。也即使進(jìn)氣嘴2出口處的內(nèi)徑更小，以提高所述進(jìn)氣嘴2出口處的氣流流速，同時(shí)部分水汽由于坡度可以直接回流至外端，而不會(huì)從進(jìn)氣嘴2出口處落下，從而進(jìn)一步提高采樣的效率和質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述采樣監(jiān)測(cè)裝置還包括若干(如1-10個(gè))檢測(cè)儀器8，所述若干檢測(cè)儀器8各自獨(dú)立地與采樣總管5相連。如此可以將采樣總管5中的采集樣品分別送入各個(gè)檢測(cè)儀器8中進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖3和4所示，能夠防止水氣凝結(jié)和倒流的機(jī)載采樣系統(tǒng)包括機(jī)載采樣頭、計(jì)算機(jī)4、采樣總管5、泵6和壓力計(jì)7，所述機(jī)載采樣頭包括T型管1，其中，所述T型管1中兩側(cè)橫向管口和徑向管口的端部均為開口結(jié)構(gòu)，所述橫向管口中一側(cè)管口的內(nèi)徑小于另一側(cè)管口的內(nèi)徑，同時(shí)在所述另一側(cè)管口內(nèi)的靠近徑向管口位置設(shè)有突起3，所述機(jī)載采樣頭的徑向管口、采樣總管5和泵6依次相連，所述壓力計(jì)7設(shè)置于采樣總管6上，所述計(jì)算機(jī)4與泵6和壓力計(jì)7分別相連；所述一側(cè)管口靠近管內(nèi)端的內(nèi)徑小于靠近管外端的內(nèi)徑；所述另一側(cè)管口靠近管內(nèi)端的內(nèi)徑小于靠近管外端的內(nèi)徑；所述機(jī)載采樣頭還包括進(jìn)氣嘴2，所述進(jìn)氣嘴2固定于所述一側(cè)管口的管內(nèi)端；所述進(jìn)氣嘴2遠(yuǎn)離所述管內(nèi)端的一端的位置超過T型管1徑向管口的豎直位置；所述進(jìn)氣嘴2靠近所述管內(nèi)端的內(nèi)徑大于遠(yuǎn)離所述管內(nèi)端的內(nèi)徑；所述采樣監(jiān)測(cè)裝置還包括若干檢測(cè)儀器5，所述若干檢測(cè)儀器5各自獨(dú)立地與采樣總管2相連。此外，圖3中的箭頭方向表示氣流流動(dòng)的方向，圖4中的虛線框表示機(jī)載采樣頭(具體結(jié)構(gòu)在圖3中示出)，虛線左側(cè)表示機(jī)艙外，虛線右側(cè)表示機(jī)艙內(nèi)；粗線表示裝置或管線，細(xì)線表示附圖標(biāo)記指示線；箭頭的方向表示信號(hào)傳輸?shù)姆较?，即壓力?jì)7中的壓力檢測(cè)結(jié)果反饋到計(jì)算機(jī)4中，并通過計(jì)算機(jī)4對(duì)泵6的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變采樣總管5中的管內(nèi)壓力。

從圖3中可以看出，由于進(jìn)氣嘴2在氣流方向上的延伸超過了徑向管口，因此當(dāng)氣流從進(jìn)氣嘴2流出時(shí)，已超過了徑向管口，從而氣流不會(huì)直接進(jìn)入到徑向管口中，由此避免了水蒸氣在徑向管口中發(fā)生凝結(jié)。

此外，本發(fā)明還提供了前述的能夠防止水氣凝結(jié)和倒流的機(jī)載采樣系統(tǒng)在采集監(jiān)測(cè)飛機(jī)艙外空氣中的應(yīng)用。

在實(shí)際使用過程中，可以將能夠防止水氣凝結(jié)和倒流的機(jī)載采樣系統(tǒng)中的機(jī)載采樣頭設(shè)置于飛機(jī)艙外的任意位置，通過機(jī)載采樣頭的徑向管口與設(shè)置于飛機(jī)內(nèi)的其余部件通過前述的連接方式相連，優(yōu)選地，所述進(jìn)氣口的方向與飛機(jī)頭的方向一致，使得空氣更方便地進(jìn)入進(jìn)氣口。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。