Мар 29

Виды аппаратуры

Аппаратуру для регулирования параметров атмосферы можно подразделить на две основные категории. К первой относятся одногазовые приборы, или приборы, чувствительные только к одному компоненту атмосферы, ко второй – многогазовые анализаторы, которые могут проводить анализ нескольких или большинства атмосферных компонентой. Одногазовые анализаторы наиболее пригодны для кратковременных полетов в качестве датчиков для важнейших компонентов. С их помощью очень легко измерять количество кислорода и углекислого газа. Для продолжительных полетов предпочтение должно быть отдано многогазовым анализаторам, поскольку они могут замерять как основные компоненты, так и загрязняющие примеси, встречающиеся в предельно допустимых концентрациях.

Определение содержания кислорода. В одном из разрабатываемых кислородных датчиков в качестве чувствительного элемента используется миниатюрный топливный элемент типа ионообменника. При работе этого датчика в чувствительном элементе водород и кислород при соединении образуют воду и выделяют электрическую энергию. Датчик имеет пластмассовую анионовую мембрану, зажатую между двумя специальными пластинками, которые служат одновременно катализаторами, электродами и силовыми конструктивными элементами. Один электрод открыт для воздействия окружающей атмосферы, а другой помещен в небольшой камере внутри корпуса датчика. В этой камере содержится водород, поступающий из небольшого патрона для хранения, входящего в состав системы датчика. Гидроксильные ионы соединяются в мембране с водородом, образуя воду и свободные электроны, а кислород, поступающий из окружающего воздуха на открытой стороне детектора, забирает воду, и высвобождает гидроксильные ионы. Путем сочетания обеих реакций образуется электрическая энергия по величине прямо пропорциональная количеству кислорода в атмосфере.

Определение количества углекислого газа. Разрабатываемая система определения концентрации углекислого газа основывается на принципе поглощения инфракрасного излучения. Чувствительный элемент системы имеет источник инфракрасного излучения, луч которого проходит через линзы для фокусировки, а также камертонный триггер, фильтр и детектор. Фильтр имеет две полосы пропускания, соответствующие длинам волн 4,1 и 4,3 мк, разделенные нулевой полосой. Эти три полосы затем попеременно вводятся в луч от источника с помощью триггерного действия камертона. Углекислый газ не поглощает излучения с длиной волны 4,1 мк, но в отличие от всех других компонент атмосферы поглощает излучение с длиной волны 4,3 мк. Нулевая полоса служит исходной точкой отсчета. Действие всех трех полос приводит к образованию квадратной волны, наступающей в детектор. Каждая такая волна имеет по одному максимуму для длин волн 4,1 и 4,3 мк. Максимумы разделены нулевым периодом, соответствующим полосе нулевого пропускания. В отсутствие углекислого газа пики для волн длиной 4,1и 4,3 мк одинаковы по высоте, поэтому детектор не дает выходного сигнала. В присутствии углекислого газа пик для длины волны 4,3 мк ниже чем для длины волны 4,1 мк. Различие в высоте этих двух пиков является показателем количество углекислого газа в пробе воздуха.

Газовая хроматография. Находящийся в стадии разработки газовый хроматограф для анализа атмосферы космического корабля представляет собой прибор с большим числом колонок. Он способен обнаруживать как основные компоненты воздуха, так и следы загрязняющих веществ. Для проведения такого анализа требуется минимум три колонки, три детектора и три клапана для отбора проб воздуха. Входной трубопровод каждого клапана позволяет отбирать пробы для последующего анализа из четырех различных мест в кабине.

Аналитический цикл состоит в следующем. Каждая проба воздуха вводится в колонку с помощью гелия. В колонке происходит разделение на составляющие, которые детектор обнаруживает и устанавливает концентрацию. Время, необходимое для того, чтобы каждая составляющая пробы воздуха поступила в индикатор, определяет тип анализируемой составляющей. Выходной сигнал детектора преобразуется в линейный, пропорциональный парциальному давлению каждой составляющей. Это сигнал в аналоговой форме и в виде примерно полусинусоидальной волны передается по каналам телеметрической связи наземным станциям. Весь процесс затем повторяется для двух других комплектов прибора, состоящих из отборного клапана, колонки и детектора. Электронная аппаратура переключается на детектор активной колонки. Такой анализ при помощи всех трех параллельных систем будет повторяться для каждого из остальных трёх мест сбора проб воздуха кабины. На бортовом указателе непрерывно регистрируется: величина парциального давления кислорода.

Регулирование последовательности всех операций обеспечивается включенным в прибор электронным программирующим устройством. Для переноса пробы по колонке и детектору используется гелий, при этом поддержание постоянных параметров обеспечивается регулированием давления и скорости потока. В колонках и детекторах поддерживается постоянная температура для обеспечения постоянного времени выделения каждой составляющей.

Похожие статьи:

  1. Удаление углекислого газа Организм человека функционирует как двигатель внутреннего сгорания, непрерывно поглощая кислород...
  2. Дыхательный аппарат человека Человек является жителем Земли и не приспособлен для жизни за...
  3. Душевая установка на космических кораблях С увеличением продолжительности пребывания экипажа в изолированных герметических объектах космических...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.