一種能夠自動改變采樣系統壓力的機載采樣系統及其應用的制作方法

本發明涉及采樣部件領域，具體地，涉及一種能夠自動改變采樣系統壓力的機載采樣系統及其應用。

背景技術：

自從飛機發明以后，飛機日益成為現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，開啟了人們征服藍天歷史。但由于飛機是在空中飛行，因此對安全性有著非常高的要求。而飛機的部件和飛行情況都受著外界環境的影響，因此時刻監測外界環境的狀況變得非常重要。目前設置于艙外的進氣口多為T型管，如圖1所示，然而在進氣口采樣的過程中，由于受到溫度和壓力的影響，空氣中的水蒸氣會凝結成水汽并在T型管內的交界處聚集，從而影響進氣口的采樣。特別是在飛機高速飛行的情況下，艙外的空氣進入進氣口時，更容易出現水蒸氣凝結的現象。當采樣儀器將這些水蒸氣吸入時，會對測試結果產生較大的影響。此外，由于飛機的高空高速飛行，外界環境中的壓力較低，采集樣品壓力的不同可能對檢測結果以及檢測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、減少測量誤差并且成本低廉且能夠檢測采樣壓力的裝置。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中由于受到溫度和壓力的影響，空氣中的水蒸氣會凝結成水汽在進氣口聚集，從而影響進氣口的采樣以及采樣壓力的不同對檢測結果以及檢測儀器造成重大影響的缺陷，提供一種能夠防止水氣凝結和倒流的機載采樣系統。

為了實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種能夠自動改變采樣系統壓力的機載采樣系統，所述采樣系統包括機載采樣頭、計算機、采樣總管、泵和壓力計，所述機載采樣頭包括T型管，其中，所述T型管中兩側橫向管口和徑向管口的端部均為開口結構，所述橫向管口中一側管口的內徑小于另一側管口的內徑，同時在所述另一側管口內的靠近徑向管口位置設有突起，所述機載采樣頭的徑向管口、采樣總管和泵依次相連，所述壓力計設置于采樣總管上，所述計算機與泵和壓力計分別相連。

優選地，所述一側管口靠近管內端的內徑小于靠近管外端的內徑。

優選地，所述另一側管口靠近管內端的內徑小于靠近管外端的內徑。

優選地，所述機載采樣頭還包括進氣嘴，其中，所述進氣嘴固定于所述一側管口的管內端。

優選地，所述進氣嘴遠離所述管內端的一端的位置超過T型管徑向管口的豎直位置。

優選地，所述進氣嘴靠近所述管內端的內徑大于遠離所述管內端的內徑。

優選地，所述采樣監測裝置還包括若干檢測儀器，所述若干檢測儀器各自獨立地與采樣總管相連。

另一方面，本發明還提供了前述的能夠自動改變采樣系統壓力的機載采樣系統在采集監測飛機艙外空氣中的應用。

使用本發明的能夠自動改變采樣系統壓力的機載采樣系統，可以有效地防止水蒸氣凝結成的水汽在進氣口聚集，從而提高了采集樣品的效率和質量。此外，本發明的裝置結構簡單，易于拆卸安裝，使用本發明的裝置采集樣品，可以對樣品的壓力進行實時監測，對各儀器有很好的保護作用，且特別適用于高空等低壓的環境下。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為現有技術中的機載采樣頭；

圖2為本發明的一種機載采樣頭；

圖3為本發明的一種優選實施方式的機載采樣頭；

圖4為本發明的一種優選實施方式的能夠防止水氣凝結和倒流的機載采樣系統。

附圖標記說明

1 T型管 2 進氣嘴

3 突起 4 計算機

5 采樣總管 6 泵

6 壓力計 8 檢測儀器

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。在本文中，當比較各管口或單個管口內各端的內徑大小關系時，應當理解該二者為同軸的或基本上同軸的，此外，當比較的各管口中某一管口的內徑為非均一的，以該管口的最小內徑作為該管口的內徑。

本發明提供了一種能夠防止水氣凝結和倒流的機載采樣系統，所述能夠防止水氣凝結和倒流的機載采樣系統包括機載采樣頭、計算機4、采樣總管5、泵6和壓力計7，所述機載采樣頭包括T型管1，其中，所述T型管1中兩側橫向管口和徑向管口的端部均為開口結構，所述橫向管口中一側管口的內徑小于另一側管口的內徑，同時在所述另一側管口內的靠近徑向管口位置設有突起3，所述機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7設置于采樣總管6上，所述計算機4與泵6和壓力計7分別相連。

其中，如圖2所示，所述T型管1中兩側橫向管口和徑向管口的端部均為開口結構，可以使得空氣在T型管的三個端部中進入或排出，所述T型管1兩側橫向管口是指T型管上端兩個相對的管口，所述T型管1徑向管口指的是T型管1中與兩側橫向管口均垂直的另一個管口。在飛機飛行時，空氣從所述T型管1的所述一側管口進入機載采樣頭，在空氣到達T型管1徑向管口的上方時，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，部分到達徑向管口上方的空氣從T型管1徑向管口引出，從而進行后續的檢測，而其余部分沖過徑向管口從另一側管口流出，由于環境溫度較低，會在所述另一側管口內凝結大量水汽。所述橫向管口中一側管口的內徑小于另一側管口的內徑，即可以理解為一側管口下端的上表面要高于另一側管口下端的上表面，如此可以使得氣流能夠更遠地沖到另一側管口內更遠離徑向管口的位置，從而使得凝結的水汽不易落入徑向管口中。同時在所述另一側管口內的靠近徑向管口位置設有突起3，所述突起3可以阻止所述另一側管口內的水汽流入徑向管口中。所述機載采樣頭的徑向管口、采樣總管5和泵6依次相連，因此可以通過調節泵6以改變采樣總管5中的管內壓力；所述壓力計7設置于采樣總管6上，可以對采樣總管5中的管內壓力進行實時監測；所述計算機4與泵6和壓力計7分別相連，可以使得壓力計7中的壓力檢測結果反饋到計算機4中，并通過計算機4對泵6的功率進行調節以改變采樣總管5中的管內壓力。

根據本發明，對于各管口內各端的內徑沒有特別的限制，只能能夠達到本發明的上述目的即可。

優選地，所述一側管口靠近管內端的內徑小于靠近管外端的內徑。如此可以提高所述一側管口靠近管內端處的氣流流速，從而使得水汽在所述管內端積累凝聚。

優選地，所述另一側管口靠近管內端的內徑小于靠近管外端的內徑。如此可以使得所述另一側管口靠近管內端處凝聚的水汽順著坡度沿其外端方向流出另一測管口。

在本發明的一種優選實施方式中，所述機載采樣頭還包括進氣嘴2，其中，所述進氣嘴2固定于所述一側管口的管內端。如此可以使得水汽更容易越過徑向管口，而不會在各管口交界處堆積甚至進入徑向管口。

優選地，所述進氣嘴2遠離所述管內端的一端的位置超過T型管1徑向管口的豎直位置。

更優選地，所述進氣嘴2靠近所述管內端的內徑大于遠離所述管內端的內徑。也即使進氣嘴2出口處的內徑更小，以提高所述進氣嘴2出口處的氣流流速，同時部分水汽由于坡度可以直接回流至外端，而不會從進氣嘴2出口處落下，從而進一步提高采樣的效率和質量。

根據本發明，優選地，所述采樣監測裝置還包括若干(如1-10個)檢測儀器8，所述若干檢測儀器8各自獨立地與采樣總管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檢測儀器8中進行檢測。

根據本發明的一種優選實施方式，如圖3和4所示，能夠防止水氣凝結和倒流的機載采樣系統包括機載采樣頭、計算機4、采樣總管5、泵6和壓力計7，所述機載采樣頭包括T型管1，其中，所述T型管1中兩側橫向管口和徑向管口的端部均為開口結構，所述橫向管口中一側管口的內徑小于另一側管口的內徑，同時在所述另一側管口內的靠近徑向管口位置設有突起3，所述機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7設置于采樣總管6上，所述計算機4與泵6和壓力計7分別相連；所述一側管口靠近管內端的內徑小于靠近管外端的內徑；所述另一側管口靠近管內端的內徑小于靠近管外端的內徑；所述機載采樣頭還包括進氣嘴2，所述進氣嘴2固定于所述一側管口的管內端；所述進氣嘴2遠離所述管內端的一端的位置超過T型管1徑向管口的豎直位置；所述進氣嘴2靠近所述管內端的內徑大于遠離所述管內端的內徑；所述采樣監測裝置還包括若干檢測儀器5，所述若干檢測儀器5各自獨立地與采樣總管2相連。此外，圖3中的箭頭方向表示氣流流動的方向，圖4中的虛線框表示機載采樣頭(具體結構在圖3中示出)，虛線左側表示機艙外，虛線右側表示機艙內；粗線表示裝置或管線，細線表示附圖標記指示線；箭頭的方向表示信號傳輸的方向，即壓力計7中的壓力檢測結果反饋到計算機4中，并通過計算機4對泵6的功率進行調節以改變采樣總管5中的管內壓力。

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

此外，本發明還提供了前述的能夠防止水氣凝結和倒流的機載采樣系統在采集監測飛機艙外空氣中的應用。

在實際使用過程中，可以將能夠防止水氣凝結和倒流的機載采樣系統中的機載采樣頭設置于飛機艙外的任意位置，通過機載采樣頭的徑向管口與設置于飛機內的其余部件通過前述的連接方式相連，優選地，所述進氣口的方向與飛機頭的方向一致，使得空氣更方便地進入進氣口。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。

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

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。