本发明涉及分子筛制氧技术领域，尤其涉及一种用于机载多床分子筛综合性能的测试装置。
背景技术：
分子筛氧浓缩器是机载分子筛制氧系统的核心部件，采用沸石分子筛作为吸附剂。基于变压吸附的原理，利用沸石分子筛对于氮气的优先吸附，实现氧氮分离，产生富氧气体。分子筛氧浓缩器一般由多个分子筛床组成，各床交替工作，分别处于吸附和解吸状态，使得来自发动机的高压气体经过分子筛床的吸附分离，产生富氧气体。分子筛氧浓缩器的性能与供气参数、工作环境参数及解吸压力等密切相关。国产机载分子筛制氧系统也已经已在很多先进战机装机使用，是未来飞机氧源系统的重要发展方向。然而在研制保障条件方面却十分缺乏，目前，缺少专用的分子筛氧浓缩器性能试验的设备，严重影响和制约了产品开发和研制。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种用于机载多床分子筛综合性能的测试装置，用于满足分子筛材料的性能测试。
本发明实施例是这样实现的，本发明实施例提供了一种用于机载多床分子筛综合性能的测试装置，包括：分子筛入口空气调节子系统，可变多床分子筛子系统，真空舱子系统及测试子系统；其中，
所述分子筛入口空气调节子系统与所述可变多床分子筛子系统连接，用于根据测量参数调节气体，为所述可变多床分子筛子系统提供满足测试需求的入口空气；所述测量参数包括需设置的气体的压力、和/或流量、和/或温度、和/或湿度；
所述可变多床分子筛子系统与所述真空舱子系统及测试调节子系统连接，用于接收所述分子筛入口空气调节子系统传输的入口空气，根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床吸附所述入口空气内的氮气，得到富氧气体，并将所述富氧气体传输至所述测试子系统，将待解吸的分子筛床内吸附的氮气解吸，并传输至所述真空舱子系统；
所述真空舱子系统，用于收集所述氮气；
所述测试子系统，用于接收所述富氧气体，并根据所述富氧气体获取表征分子筛性能的性能参数。
更进一步地，所述可变多床分子筛子系统包括：第一气体稳压腔，六个分子筛床，十八个调节阀，六个压差传感器，七个可调定径孔，第二气体稳压腔及第二气体稳压腔；
其中，所述第一气体稳压腔的输入端与所述分子筛入口空气调节子系统连接，所述第一气体稳压腔的输出端与第一至第六个调节阀的一端连接，所述第七至第十二调节阀的一端与所述真空舱子系统连接，所述第一与第七调节阀的另一端与第一分子筛床的一端连接，所述第一分子筛床的另一端与第十三调节阀的一端连接，且所述第一压差传感器与所述第一分子筛床并联，所述第二与第八调节阀的另一端与所述第二分子筛床的一端连接，所述第二分子筛床的另一端与第十四调节阀的一端连接，且所述第二压差传感器与所述第二分子筛床并联，所述第三与第九调节阀的另一端与所述第三分子筛床的一端连接，所述第三分子筛床的另一端与第十五调节阀的一端连接，且第三压差传感器与第三分子筛床并联，所述第四与第十调节阀的另一端与所述第四分子筛床的一端连接，所述第四分子筛床的另一端与第十六调节阀的一端连接，且第四压差传感器与第四分子筛床并联，所述第五与第十一调节阀的另一端与所述第五分子筛床的一端连接，所述第五分子筛床的另一端与第十七调节阀的一端连接，且第五压差传感器与第五分子筛床并联，所述第六与第十二调节阀的另一端与所述第六分子筛床的一端连接，所述第六分子筛床的另一端与第十八调节阀的一端连接，且第六压差传感器与第六分子筛床并联，所述第十三至第十五调节阀的另一端与所述第二气体稳压腔的输入端连接，所述第十六至第十八调节阀的另一端与所述第三气体稳压腔的输入端连接，所述第二气体稳压腔及第三气体稳压腔的输出端均与所述测试子系统连接，第一可调定径孔的一端设置在所述第一分子筛床与所述第十三调节阀之间，另一端设置在所述第二分子筛床与所述第十四调节阀之间，第二可调定径孔的一端设置在所述第一分子筛床与所述第十三调节阀之间，另一端设置在所述第三分子筛床与所述第十五调节阀之间，第三可调定径孔的一端设置在所述第二分子筛床与所述第十四调节阀之间，另一端设置在所述第三分子筛床与所述第十五调节阀之间，第四可调定径孔的一端设置在所述第三分子筛床与所述第十五调节阀之间，另一端设置在所述第四分子筛床与所述第十六调节阀之间，第五可调定径孔的一端设置在所述第四分子筛床与所述第十六调节阀之间，另一端设置在所述第五分子筛床与所述第十七调节阀之间，第六可调定径孔的一端设置在所述第四分子筛床与所述第十六调节阀之间，另一端设置在所述第六分子筛床与所述第十八调节阀之间，第七可调定径孔的一端设置在所述第五分子筛床与所述第十七调节阀之间，另一端设置在所述第六分子筛床与所述第十八调节阀之间。
更进一步地，所述分子筛入口空气调节子系统包括：空气压缩机，储气罐，控制阀，干燥器，过滤器，包含压力传感器的压力调节器，包含流量传感器的流量调节器，加热机，制冷机，三个温度传感器，包含湿度传感器的湿度调节器件及三通阀，其中，
所述空气压缩机的出口端与所述储气罐的输入端连接，所述储气罐的输出端与所述控制阀的一端连接，所述控制阀的另一端与所述干燥器的输入端连接，所述干燥器的输出端与所述过滤器的输入端连接，所述过滤器的输出端与所述压力调节器的一端连接，所述压力调节器的另一端与所述流量调节器的一端连接，所述流量调节器的另一端与所述三通阀的第一端连接，三通阀的第二端与所述加热机的输入端连接，三通阀的第三端与所述制冷机的输入端连接，所述加热机的输出端与第一温度传感器的一端连接，所述制冷机的输出端与第二温度传感器的一端连接，所述第一温度传感器及第二温度传感器的另一端与第三温度传感器的一端连接，第三温度传感器的另一端与所述湿度调节器件连接，所述湿度调节器件的另一端与所述可变多床分子筛子系统连接。
更进一步地，所述真空舱子系统包括：真空舱，调节阀及真空泵，其中，所述真空舱的一端与所述可变多床分子筛子系统连接，另一端与所述调节阀的一端连接，所述调节阀的另一端与所述真空泵连接。
更进一步地，所述测试子系统包括：压力传感器、流量传感器、气流量调节阀门、采样微小流量调节阀门及氧浓度测试计；
其中，所述气流量调节阀门的一端与所述可变多床分子筛子系统连接，另一端与所述流量传感器的一端连接，所述流量传感器的另一端分别与所述压力传感器及采样微小流量调节阀门的一端连接，所述采样微小流量调节阀门的另一端与所述氧浓度测试计连接。
更进一步地，所述测试子系统还包括监控显示器件，所述监控显示器件，用于显示所述压力传感器，所述流量传感器及所述氧气浓度测试计测得的相关性能参数、所述分子筛入口空气调节子系统内监测的数据及所述可变多床分子筛子系统中各差压传感器监测的数据。
更进一步地，所述监控显示器件，还用于获取用户输入的各个测试参数，并传输至所述分子筛入口空气调节子系统。
更进一步地，所述监控显示器件，还用于根据测试需求，确定分子筛床的循环逻辑，控制各个调节阀的开启与关闭。
更进一步地，所述调节阀包括电磁阀。
更进一步地，所述压力调节器为气体压力控制器。
与相关技术相比较，本发明提供的用于机载多床分子筛综合性能的测试装置具有如下有益效果：用于机载多床分子筛综合性能的测试装置包括分子筛入口空气调节子系统，可变多床分子筛子系统，真空舱子系统及测试子系统，其中，分子筛入口空气调节子系统用于根据测量参数调节气体，为所述可变多床分子筛子系统提供满足测试需求的入口空气，可变多床分子筛子系统用于接收所述分子筛入口空气调节子系统传输的入口空气，根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床吸附入口空气内的氮气，得到富氧气体及富氮气体，并将所述富氧气体传输至所述测试子系统，将所述富氮气体传输至所述真空舱子系统，其中，可变多床分子筛子系统可通过控制调节阀的开关次序实现各种筛床逻辑的性能测试，真空舱子系统用于收集富氮气体，测试子系统，用于接收所述富氧气体，并根据所述富氧气体获取表征分子筛性能的性能参数。这样一来，通过本发明的测试装置，可以通过分子筛入口空气调节子系统调节测试分子筛所需的入口空气参数，为可变多床分子筛子系统提供满足测试需求的入口空气，而可变多床分子筛子系统根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床对入口空气进行吸附产生富氧气体，测试子系统可对分子筛子系统产生的富氧气体进行测试，获取所需的性能参数。通过上述测试装置可以对分子筛制氧设备在不同筛床逻辑下、不同的入口空气参数下的制氧性能进行测试和评估，有利于相关产品的开发和研制。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种用于机载多床分子筛综合性能的测试装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种用于机载多床分子筛综合性能的测试装置的结构示意图；
图3是图1所示的可变多床分子筛子系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了对本发明实施例进行有效说明，以下参照附图对本申请实施例进行详细阐述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种用于机载多床分子筛综合性能的测试装置，包括：分子筛入口空气调节子系统1，可变多床分子筛子系统2，真空舱子系统3及测试子系统4。
其中，分子筛入口空气调节子系统1与可变多床分子筛子系统2连接，用于测量参数调节气体，为可变多床分子筛子系统2提供满足测试需求的入口空气。
其中，测量参数包括需设置的气体的压力、和/或流量、和/或温度、和/或湿度。
可变多床分子筛子系统2与真空舱子系统3及测试调节子系统4连接，用于接收分子筛入口空气调节子系统1传输的入口空气，根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床吸附入口空气内的氮气，得到富氧气体，并将富氧气体传输至测试子系统4，将待解吸的分子筛床内吸附的氮气解吸，并传输至真空舱子系统3。
真空舱子系统3，用于收集氮气。
测试子系统4，用于接收富氧气体，并根据富氧气体获取表征分子筛性能的性能参数。
具体的，测量参数是用户设置的需要向可变多床分子筛子系统2所需的入口空气参数，分子筛入口空气调节子系统1获取测量参数，并根据此测量参数来调节气体，即为根据测量参数，调节气体的压力、和/或流量、和/或温度、和/或湿度，根据测量参数调节完气体即为可变多床分子筛子系统2所需的满足测试需求的入口空气，分子筛入口空气调节子系统1将入口空气传输至可变多床分子筛子系统2。
可变多床分子筛子系统2在接收到分子筛入口空气调节子系统1入口空气后，根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，即为根据测试需求确定出需吸附的分子筛床及需解吸的分子筛床，通过待吸附的分子筛床吸附入口空气内的氮气，得到富氧气体。将富氧气体传输至测试子系统4，进行相应的性能测试，确定可变多床分子筛子系统2内分子筛的性能。将待解吸的分子筛床内吸附的氮气解吸，并传输至真空舱子系统3，进行排除。
真空舱子系统3将可变多床分子筛子系统2吸附的氮气收集至其内，进行排除。
测试子系统4在接收到富氧气体后，对此富氧气体进行测试获取各个性能参数，例如富氧气体的压力，流量，氧浓度等参数，以便通过性能参数表征可变多床分子筛子系统2内待测试的分子筛的性能。
这样一来，通过本发明的测试装置，可以通过分子筛入口空气调节子系统调节测试分子筛所需的入口空气参数，为可变多床分子筛子系统提供满足测试需求的入口空气，而可变多床分子筛子系统根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床对入口空气调节子系统传输的入口空气进行吸附，产生富氧气体，并通过测试装置对可变多床分子筛子系统产生的富氧气体进行测试，获取所需的性能参数。通过上述测试装置可以对分子筛制氧设备的性能进行测试，提高对分子筛制氧设备的了解，有利于相关产品的开发和研制。
进一步的，如图2所示，上述分子筛入口空气调节子系统1包括：空气压缩机10，储气罐11，控制阀12，干燥器13，过滤器14，包含压力传感器的压力调节器15，包含流量传感器的流量调节器16，加热机17a，制冷机17b，三个温度传感器18a-18c，包含湿度传感器的湿度调节器件19及三通阀20。
其中，空气压缩机10的出口端与储气罐11的输入端连接，储气罐11的输出端与控制阀12的一端连接，控制阀12的另一端与干燥器13的输入端连接，干燥器13的输出端与过滤器14的输入端连接，过滤器14的输出端与压力调节器15的一端连接，压力调节器15的另一端与流量调节器16的一端连接，流量调节器16的另一端与三通阀20的第一端连接，三通阀20的第二端与加热机17a的输入端连接，三通阀20的第三端与制冷机17b的输入端连接，加热机17a的输出端与第一温度传感器18a的一端连接，制冷机17b的输出端与第二温度传感器18b的一端连接，第一温度传感器18a及第二温度传感器18b的另一端与第三温度传感器18c的一端连接，第三温度传感器18c的另一端与湿度调节器件19连接，湿度调节器件19的另一端与可变多床分子筛子系统2连接。
具体的，空气压缩机10对空气进行压缩产生高压空气，空气压缩机10将高压空气传输至储气罐11内，这样储气罐11内储存一定量的压缩空气，可以减少空气压力的波动以确保为可变多床分子筛子系统2供气平稳。储气罐11的输出端与控制阀12连接，高压空气通过输出端传输至控制阀12。控制阀12可以控制供气的开关，在需要为可变多床分子筛子系统2供气时，可以开启控制阀12，使储气罐11内存储的高压空气传输至后续的器件。在不需要为可变多床分子筛子系统2供气时，可以关闭控制阀12，使储气罐11内存储的高压空气无法传输至后续的器件。
在控制阀12开启后，高压空气通过控制阀12首先传输至干燥器13。在干燥器13内进行干燥处理，以便对高压空气除湿，经干燥器13干燥后的高压空气传输至过滤器14，过滤器14对高压空气进行过滤，滤除高压空气内的杂质得到干燥清洁的高压空气。过滤器14的输出端与压力调节器15的一端连接，在需要对高压空气进行压力调节时，高压空气通过过滤器14的输出端传输至压力调节器15时，压力调节器15根据需要调节高压空气的压力，同时压力调节器15内的压力传感器会实时的测量其内的空气压力。如果不需要调节高压空气的压力，则高压空气通过通过过滤器14的输出端传输至压力调节器15时，压力调节器15仅是通过压力传感器测量高压空气的压力，并不进行其他操作。压力调节器15是否需要调节高压空气的压力，需要根据获取的测试参数获知，如果测试参数中有空气压力的设置值，此时压力调节器15需要根据此测试参数中的空气压力的设置值来调节高压空气的压力，以便将高压空气的压力调节为测试参数中的空气压力的设置值。
可选地，压力调节器15可以是一体式气体压力控制器。气体压力控制器一体化pd控制器、数字压力感应器和比例电磁阀，通过rs-485可以与控制计算机实现数据传输，根据用户在控制计算机上的设定值自动进行闭环控制，达到控制气流压力的目的。
在经过压力调节器15后，空气进入流量调节器16，同样的，在需要进行流量调节时，流量调节器16根据需要调节空气的流量，同时流量调节器16内的流量传感器会实时的测量其内的空气流量。如果不需要调节空气的流量，则空气通过压力调节器15传输至流量调节器16时，流量调节器16仅是通过流量传感器测量空气的流量，并不进行其他操作。流量调节器16是否需要调节空气的流量，需要根据获取的测试参数获知，如果测试参数中有空气流量的设置值，此时流量调节器16需要根据此测试参数中的空气流量的设置值来调节空气的流量，以便将空气的流量调节为测试参数中的空气流量的设置值。
流量调节器16进行流量控制时，是将流量计测得的流量与设定值进行比较，调节流量调节阀的开度，实现调节流量的目的。
需要说明的是，由于同时调节压力和流量容易造成较大的耦合效应，在本发明实施例中两个调节不同时进行，在调节压力时，仅进行流量的测量，反之在调节流量时，仅进行压力的测量。
空气经过流量调节器16后需进行温度调节，空气的温度调节由并联的加热机17a和制冷机17b进行调节，且在加热机17a和制冷机17b的输出端设置有温度传感器18a-18c进行温度监测，并通过三通阀20调节冷热路流量的比例。
即为，三通阀20的第一端与流量调节器16连接，第二端与加热机17a连接，第三端与制冷机17b连接，这样可以通过控制三通阀的开关来控制进入加热机17a及制冷机17b的流量。在根据需要在仅需对空气加热时，可以将三通阀的第三端关闭，仅开启第二端，通过加热机17a加热。在仅需对空气制冷时，可以将三通阀的第二端关闭，仅开启第三端，通过制冷机17b冷却空气。在需要将空气调节至某个温度，可以调节第三端及第二端处的阀门开度，控制流入至加热机17a及制冷机17b的流量，以便使经过加热机17a加热的空气及制冷机17b冷却的空气混合后，达到所需的温度。第一温度传感器18a设置在加热机17a处，用于测量经加热机17a加热后空气的温度，第二温度传感器18b设置在制冷机17b处，用于测量经制冷机17b冷却后空气的温度，第三温度传感器18c设置在加热机17a加热的空气与制冷机17b冷却的空气混合处，以便测得混合后的空气的温度。
也就是说，通过将加热机17a和制冷机17b并联安装，制冷机17b和加热机17a分别处于单独的回路，根据设置的空气的温度通过数字pid函数计算出三通阀第二端及第三端的开度，通过控制三通阀的开度调节进入制冷机17b和加热机17a的气体流量，在后端混合不同比例的冷热气达到控制分子筛入口气流温度的效果。
需要说明的是，设置的空气的温度通过数字pid函数计算三通阀第二端及第三端的开度可以是控制计算机计算，此控制计算机可以是面向用户的，在接收到用于设置的进入可变多床分子筛子系统的气体的温度时，自动通过数字pid函数计算三通阀第二端及第三端的开度。
在进行完温度调节后，气体通过第三温度传感器18c测得温度后，传输至湿度调节器件19，湿度调节器件19可以根据测试参数设置的湿度值来调节气体的湿度。湿度调节器件19包括高压蒸汽锅炉，气动薄膜调节阀及控制器。湿度控制的主要方式是通过在入口管道上加装高压蒸汽锅炉，在锅炉和入口气管道间的连接管道上加装气动薄膜调节阀，控制器根据湿度计的测量值和设定值之差经过pid换算输出对应的阀门开度，根据计算出的阀门开度来控制气动薄膜调节阀的开度，实现从锅炉进入口气管道的水蒸汽流量的调节，形成闭环控制，实现湿度调节的目的。当然，上述湿度调节器件19也可以不包含控制器，通过控制柜面板上的电位计手动控制调节阀开度达到控湿的目的，本发明对此不做限制。湿度调节器件19将调节完的气体即为满足可变多床分子筛子系统2测试需求的入口空气发送至可变多床分子筛子系统2中。
如图3所示，可变多床分子筛子系统2包括：第一气体稳压腔21，六个分子筛床24a-24f，十八个调节阀22a-22r，六个压差传感器23a-23f，七个可调定径孔25a-25g，第二气体稳压腔26及第二气体稳压腔27。
其中，第一气体稳压腔21的输入端与分子筛入口空气调节子系统1连接，第一气体稳压腔21的输出端与第一至第六个调节阀22a-22f的一端连接，第七至第十二调节阀22g-22l的一端与真空舱子系统3连接，第一与第七调节阀22a，22g的另一端与第一分子筛床24a的一端连接，第一分子筛床24a的另一端与第十三调节阀22m的一端连接，且第一压差传感器23a与第一分子筛床24a并联，第二与第八调节阀22b，22h的另一端与第二分子筛床24b的一端连接，第二分子筛床24b的另一端与第十四调节阀22n的一端连接，且第二压差传感器23b与第二分子筛床24b并联，第三与第九调节阀22c，22i的另一端与第三分子筛床24c的一端连接，第三分子筛床24c的另一端与第十五调节阀22o的一端连接，且第三压差传感器23c与第三分子筛床24c并联，第四与第十调节阀22d，22j的另一端与第四分子筛床24d的一端连接，第四分子筛床24d的另一端与第十六调节阀22p的一端连接，且第四压差传感器23d与第四分子筛床24d并联，第五与第十一调节阀22e，22k的另一端与第五分子筛床24e的一端连接，第五分子筛床24e的另一端与第十七调节阀22q的一端连接，且第五压差传感器23e与第五分子筛床24e并联，第六与第十二调节阀22f，22l的另一端与第六分子筛床24f的一端连接，第六分子筛床24f的另一端与第十八调节阀22r的一端连接，且第六压差传感器23f与第六分子筛床24f并联，第十三至第十五调节阀22m-22o的另一端与第二气体稳压腔26的输入端连接，第十六至第十八调节阀22p-22r的另一端与第三气体稳压腔27的输入端连接，第二气体稳压腔26及第三气体稳压腔27的输出端均与测试子系统4连接，第一可调定径孔25a的一端设置在第一分子筛床24a与第十三调节阀22m之间，另一端设置在第二分子筛床24b与所述第十四调节阀22n之间，第二可调定径孔25b的一端设置在第一分子筛床24a与第十三调节阀22m之间，另一端设置在第三分子筛床24c与第十五调节阀22o之间，第三可调定径孔25c的一端设置在第二分子筛床24b与所述第十四调节阀22n之间，另一端设置在第三分子筛床24c与所述第十五调节阀22o之间，第四可调定径孔25d的一端设置在第三分子筛床24c与第十五调节阀22o之间，另一端设置在第四分子筛床24d与第十六调节阀22p之间，第五可调定径孔25e的一端设置在第四分子筛床24d与第十六调节阀22p之间，另一端设置在第五分子筛床24e与第十七调节阀22q之间，第六可调定径孔25f的一端设置在第四分子筛床24d与第十六调节阀22p之间，另一端设置在第六分子筛床24f与第十八调节阀22r之间，第七可调定径孔25g的一端设置在第五分子筛床24e与第十七调节阀22q之间，另一端设置在第六分子筛床24f与第十八调节阀22r之间。
具体的，第一气体稳压腔21与分子筛入口空气调节子系统1连接，即为与湿度调节器件19连接。这样，第一气体稳压腔21可以预先存储湿度调节器件19传输的入口空气，并对其存储，以减少气体压力的波动，为后续各个分子筛床提供稳定的气体。
需要说明的是，在申请中，包含有六床分子筛床24a-24e，但是在实际测试过程中，六床分子筛床均工作，在全部工作时可以用于不同的筛床循环逻辑制氧测试，例如包括如下介绍的两床循环逻辑制氧测试、三床循环逻辑制氧测试和六床循环逻辑制氧测试。当然，还可以是其他循环逻辑进行制氧测试，可以根据实际测试需求设定循环逻辑，本申请对此不做限制。
需要说明的是，本申请的测试装置，上述分子筛床也可以仅使两床分子筛床制氧，或者仅使用三床分子筛床制氧，或者仅适用四床分子筛床制氧等，可以根据实际需求设置分子筛床工作的数量，本申请对此不做限制。
在本申请中，主要是对分子筛的特性进行测试，利用分子筛的吸附特性，气体中极性较强的氮气将被分子筛吸附形成富氧气体。变压吸附循环由四个基本过程组成，即增压、吸附、降压以及解吸。工作时来自分子筛入口空气调节子系统1的引气经第一气体稳压腔21进入分子筛床。参考图3所示，一共有24a-24f共6个筛床。本申请可以对分子筛床的各种实验逻辑进行测试，在下述实施例中以两床循环逻辑、三床循环逻辑和六床循环逻辑进行制氧测试为例进行说明，其他逻辑的制氧测试可以参考下述的制氧测试，本申请不再赘述。
当需要进行分子筛床两床循环逻辑制氧测试时，6个分子筛床每两个分子筛床一组，每个循环周期每组有一个分子筛床产气一个床分子筛解吸。在工作的第一阶段，假设分子筛床24a、24b一组，24c、24d一组，24e、24f一组。在进行制氧测试时，假如在本次制氧过程中分子筛床24a产气，分子筛床24b解吸，分子筛床24c产气，分子筛床24d解吸，分子筛床24e产气，分子筛床24f解吸，调节阀22a、22h、22c、22j、22e、22l打开，其余调节阀均关闭。在第一个工作阶段，调节阀22a，22h，22c，22j，22e，22l的阀门打开，其余阀门关闭。第一气体稳压腔21内的气体通过调节阀22a，22c，22e，进入分子筛床24a、24c、24e，分子筛床24a、24c、24e增压，调节阀22h，22j，22l的阀门打开，使得分子筛床24b、24d、24f与真空舱子系统3连通，分子筛床24b、24d、24f降压，其压力可以由各筛床两侧的压差传感器23a-23f测得。工作的第二阶段，调节阀22m、22o和22q的阀门打开，分子筛床24a、24c、24e对传输至其内的气体进行吸附，分子筛床24b、24d、24f对分子筛内已经吸附的氮气进行解吸，分子筛床24a，24c，24e产生富氧气体，大部分通过调节阀22m、22o和22q分别进入第二气体稳压腔26及第三气体稳压腔27，并通过第二气体稳压腔26及第三气体稳压腔27送往测量子系统4。小部分气体经可调定径孔25a-25f进入分子筛床24b、24d和24f，将吸附于分子筛床24b、24d、24f内的氮气解吸，通过阀22h，22j和22l进入真空舱子系统3收集，且吸附和解吸过程中的压降可由安装在分子筛床上的压差传感器23a-23f测得。以上四个过程以一定的时间频率循环进行，实现两床一组交替工作以实现连续产氧。即为，在本周期进行产气的分子筛床在下个周期内变换为解吸的分子筛床。例如，在本周期产气的分子筛床为24a、24c、24e，解吸的分子筛床为24b、24d、24f，在下个周期内变换为产气的分子筛床为24b、24d、24f，解吸的分子筛床为24a、24c、24e。
需要说明的是，上述过程中，分子筛床降压是通过开启调节阀使分子筛床与真空舱子系统连通。根据变压吸附原理，低压有利于氮气解吸提高氧气浓度，真空舱子系统用于收集氮气，因此真空舱子系统通过真空泵可以降低其内的压强，达到降低分子筛床处的压强的目的。在上述分子筛入口空气调节子系统产生的气体为高压气体，进入分子筛床后可以增加分子筛床内的压强，达到增压目的。上述解吸即为将分子筛床内吸附的氮气释放。
当需要进行分子筛床三床循环逻辑制氧测试时，6个分子筛床每三个为一组，每组具有两个分子筛床产气一个分子筛床解吸。假设分子筛床24a、24b、24c分为一组，24d、24e、24f分为一组。第一个循环小周期启动时，在该小周期内工作的第一个阶段调节阀22a，22b，22i，22d，22e，22l的阀门打开，其余阀均关闭。第一气体稳压腔21内的气体通过调节阀22a，22b，22d，22e，进入分子筛床24a、24b、24d、24e，分子筛床24a、24b、24d、24e增压。调节阀22i，22l的阀门打开，使真空舱子系统与分子筛床24c、24f连通，分子筛床24c、24f降压，其压力可以由各分子筛床两侧的压差传感器23a-23f测得。在该小周期内工作的第二阶段调节阀22m、22n、22p和22q的阀门打开，分子筛床24a、24b、24d、24e对传输至其内的气体进行吸附，分子筛床24c、24f对其内分子筛吸附的氮气进行解吸，分子筛床24a、24b、24d、24e产生的富氧气体大部分经过调节阀22m、22n、22p和22q分别进入第二气体稳压腔26及第三气体稳压腔27，并通过第二气体稳压腔26及第三气体稳压腔27送往测量子系统4。小部分气体经可调定径孔25a-25f进入分子筛床24c、24f，将吸附于分子筛床24c、24f内的氮气解吸，并通过调节阀22i和22l进入真空舱子系统3收集，且吸附和解吸过程中的压降可由安装在分子筛床上的压差传感器23a-23f测得。当进入第二个循环小周期，与上一阶段原理类似，通过控制调节阀22a-22r的开启与关闭，使得在这个周期内，分子筛床24b、24c以及24e、24f吸附产氧，24a和24d解吸。进入到第三个循环小周期，通过控制调节阀22a-22r的开启与关闭，使得分子筛床24c、24a以及24f、24d吸附产氧，分子筛床24b和24e解吸。每三个上述小周期构成一个大循环周期循环进行，其中周期间隔时间可调。
当需要进行分子筛床六床循环逻辑制氧测试时，通过控制调节阀22a-22r的打开关闭次序，使得每一个小循环周期三个分子筛床产气，三个分子筛床解吸；由一个小循环周期过度到另一个小循环周期时，都有一个分子筛床停止产气开始解吸，另一个分子筛床停止解吸开始产气，以此循环，6个小周期构成一个大循环周期，循环进行，其中周期间隔时间可调。具体的产气及解吸过程可以参考上述两床及三床分子筛床制氧测试，在此不再赘述。
可选地，上述调节阀22a-22r可以为电磁阀。
此子系统可以通过控制计算机控制各个调节阀阀门的打开关闭次序，以上类似方式进行任意多床分子筛床的吸附和解吸逻辑循环周期的测试，周期间隔时间可通过控制各个调节阀阀门打开关闭的时间间隔进行调整，可调定径孔25a-25f的尺寸也是可以根据实际需求进行调整的。
如图2所示，上述真空舱子系统3包括：真空舱31，调节阀32及真空泵33，其中，真空舱31的一端与可变多床分子筛子系统2连接，另一端与调节阀32的一端连接，调节阀的另一端与真空泵33连接。
具体的，真空舱子系统3主要用于收集氮气，真空泵33控制调节调节阀32将真空舱31内的真空度控制在目标值。真空舱31通过可变多床分子筛子系统2内的调节阀22g-22l与各个分子筛床24a-24f连接，可以收集各个分子筛床解吸的氮气，提高各个分子筛床24a-24f的氧气浓度。
如图2所示，上述测试子系统4包括：压力传感器41、流量传感器42、气流量调节阀门43、采样微小流量调节阀门44及氧浓度测试计45。
其中，气流量调节阀门43的一端与可变多床分子筛子系统2连接，另一端与流量传感器42的一端连接，流量传感器42的另一端分别与压力传感器41及采样微小流量调节阀门44的一端连接，采样微小流量调节阀门44的另一端与氧浓度测试计45连接。
具体的，测试子系统4由压力传感器41、流量传感器42、气流量调节阀门43、采样微小流量调节阀门44及氧浓度测试计45组成。气流量调节阀门43与可变多床分子筛子系统2内的第二气体稳压腔26及第三气体稳压腔27连接，可变多床分子筛子系统2产生的富氧气体通过第二气体稳压腔26及第三气体稳压腔27稳压后，传输至气流量调节阀门43进入到测试子系统4。测试子系统4通过气流量调节阀门43控制进入测试子系统4内的富氧气体的流量，并通过流量传感器42测试进入测试子系统4内的富氧气体的流量，通过压力传感器41测试富氧气体的压力，并通过氧浓度测试计45测试富氧气体中氧气的含量。测试子系统4可测试在不同测试参数下，可变多床分子筛子系统2的产氧量和产氧浓度的变化。
此外，测试子系统4还需采集分子筛入口空气调节子系统1中压力调节器15内的压力传感器、流量调节器16内的流量传感器、温度传感器18c以及湿度调节器件19内的湿度传感器和可变多床分子筛子系统2中压差传感器23a-23f的测量数据，以确定测试过程中各个分子筛床所处的测试工况，包括供气流量、供气压力、供气温度、供气湿度、分子筛进出口压差。
进一步的，上述测试子系统还包括：监控显示器件。监控显示器件，用于显示压力传感器41，流量传感器42及氧气浓度测试计45测得的相关性能参数、分子筛入口空气调节子系统1内监测的数据及可变多床分子筛子系统2中各差压传感器23a-23f监测的数据。
其中，分子筛入口空气调节子系统1内监测的数据即为分子筛入口空气调节子系统1中的压力调节器15内的压力传感器、流量调节器16内的流量传感器、温度传感器18c以及湿度调节器件19内的湿度传感器测得的数据。即为，各个子系统测试的数据可以通过监控显示器件实时的显示给用户，以便用户获知分子筛的测试过程。
进一步的，上述监控显示器件，还用于获取用户输入的各个测试参数，并传输至分子筛入口空气调节子系统1。
也就是说，上述监控显示器件可以是面向用户的，此时用户可以向其收入需调节的高压气体的各个参数值即为接收用户输入的测试参数，监控显示器件可以将接收的测试参数传输至分子筛入口空气调节子系统1。
再进一步的，监控显示器件，还用于根据测试需求，确定分子筛床的循环逻辑，控制各个调节阀的开启与关闭。
也就是说，上述实施例所述的控制计算机可以集成在上述监控显示器件中，即为根据实际测试需求，确定分子筛床的循环逻辑，例如确定分子筛床为两床循环逻辑制氧测试，或者三床循环逻辑制氧测试，或者是其他床循环逻辑制氧测试，从而可以根据哪些分子筛床产气，哪些分子筛床解吸，来控制调节阀22a-22r的开启与关闭，实现分子筛床的不同循环逻辑的制氧测试。
本申请为功能齐全、测试准确度提高、有一定兼容性的测试装置，本测试装置不仅可提供不同型号机载分子筛制氧装置(两床分子筛床、三床分子筛床、六床分子筛床)性能测试要求，并可实现任意多床产氧解吸循环逻辑制氧测试。
本测试装置还可以实现在不同的供气温度、供气压力、供气湿度、供气流量以及飞机不同飞行高度对应的座舱压力的工况下准确测试出制氧装置的产氧效果，吸附和解吸过程中压降；并在测试的过程中维持稳定持续的工况环境。
综上，用于机载多床分子筛综合性能的测试装置包括分子筛入口空气调节子系统，可变多床分子筛子系统，真空舱子系统及测试子系统，其中，分子筛入口空气调节子系统用于根据测量参数调节气体，为所述可变多床分子筛子系统提供满足测试需求的入口空气，可变多床分子筛子系统用于接收所述分子筛入口空气调节子系统传输的入口空气，根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床吸附入口空气内的氮气，得到富氧气体及富氮气体，并将所述富氧气体传输至所述测试子系统，将所述富氮气体传输至所述真空舱子系统，其中，可变多床分子筛子系统可通过控制调节阀的开关次序实现各种筛床逻辑的性能测试，真空舱子系统用于收集富氮气体，测试子系统，用于接收所述富氧气体，并根据所述富氧气体获取表征分子筛性能的性能参数。这样一来，通过本发明的测试装置，可以通过分子筛入口空气调节子系统调节测试分子筛所需的入口空气参数，为可变多床分子筛子系统提供满足测试需求的入口空气，而可变多床分子筛子系统根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床对入口空气进行吸附产生富氧气体，测试子系统可对分子筛子系统产生的富氧气体进行测试，获取所需的性能参数。通过上述测试装置可以对分子筛制氧设备在不同筛床逻辑下、不同的入口空气参数下的制氧性能进行测试和评估，有利于相关产品的开发和研制。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
1.一种用于机载多床分子筛综合性能的测试装置，其特征在于，包括：分子筛入口空气调节子系统，可变多床分子筛子系统，真空舱子系统及测试子系统；其中，
所述分子筛入口空气调节子系统与所述可变多床分子筛子系统连接，用于根据测量参数调节气体，为所述可变多床分子筛子系统提供满足测试需求的入口空气；所述测量参数包括需设置的气体的压力、和/或流量、和/或温度、和/或湿度；
所述可变多床分子筛子系统与所述真空舱子系统及测试调节子系统连接，用于接收所述分子筛入口空气调节子系统传输的入口空气，根据测试需求控制各分子筛床吸附与解吸，通过待吸附的分子筛床吸附所述入口空气内的氮气，得到富氧气体，并将所述富氧气体传输至所述测试子系统，将待解吸的分子筛床内吸附的氮气解吸，并传输至所述真空舱子系统；
所述真空舱子系统，用于收集所述氮气；
所述测试子系统，用于接收所述富氧气体，并根据所述富氧气体获取表征分子筛性能的性能参数。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述可变多床分子筛子系统包括：第一气体稳压腔，六个分子筛床，十八个调节阀，六个压差传感器，七个可调定径孔，第二气体稳压腔及第二气体稳压腔；
其中，所述第一气体稳压腔的输入端与所述分子筛入口空气调节子系统连接，所述第一气体稳压腔的输出端与第一至第六个调节阀的一端连接，所述第七至第十二调节阀的一端与所述真空舱子系统连接，所述第一与第七调节阀的另一端与第一分子筛床的一端连接，所述第一分子筛床的另一端与第十三调节阀的一端连接，且所述第一压差传感器与所述第一分子筛床并联，所述第二与第八调节阀的另一端与所述第二分子筛床的一端连接，所述第二分子筛床的另一端与第十四调节阀的一端连接，且所述第二压差传感器与所述第二分子筛床并联，所述第三与第九调节阀的另一端与所述第三分子筛床的一端连接，所述第三分子筛床的另一端与第十五调节阀的一端连接，且第三压差传感器与第三分子筛床并联，所述第四与第十调节阀的另一端与所述第四分子筛床的一端连接，所述第四分子筛床的另一端与第十六调节阀的一端连接，且第四压差传感器与第四分子筛床并联，所述第五与第十一调节阀的另一端与所述第五分子筛床的一端连接，所述第五分子筛床的另一端与第十七调节阀的一端连接，且第五压差传感器与第五分子筛床并联，所述第六与第十二调节阀的另一端与所述第六分子筛床的一端连接，所述第六分子筛床的另一端与第十八调节阀的一端连接，且第六压差传感器与第六分子筛床并联，所述第十三至第十五调节阀的另一端与所述第二气体稳压腔的输入端连接，所述第十六至第十八调节阀的另一端与所述第三气体稳压腔的输入端连接，所述第二气体稳压腔及第三气体稳压腔的输出端均与所述测试子系统连接，第一可调定径孔的一端设置在所述第一分子筛床与所述第十三调节阀之间，另一端设置在所述第二分子筛床与所述第十四调节阀之间，第二可调定径孔的一端设置在所述第一分子筛床与所述第十三调节阀之间，另一端设置在所述第三分子筛床与所述第十五调节阀之间，第三可调定径孔的一端设置在所述第二分子筛床与所述第十四调节阀之间，另一端设置在所述第三分子筛床与所述第十五调节阀之间，第四可调定径孔的一端设置在所述第三分子筛床与所述第十五调节阀之间，另一端设置在所述第四分子筛床与所述第十六调节阀之间，第五可调定径孔的一端设置在所述第四分子筛床与所述第十六调节阀之间，另一端设置在所述第五分子筛床与所述第十七调节阀之间，第六可调定径孔的一端设置在所述第四分子筛床与所述第十六调节阀之间，另一端设置在所述第六分子筛床与所述第十八调节阀之间，第七可调定径孔的一端设置在所述第五分子筛床与所述第十七调节阀之间，另一端设置在所述第六分子筛床与所述第十八调节阀之间。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述分子筛入口空气调节子系统包括：空气压缩机，储气罐，控制阀，干燥器，过滤器，包含压力传感器的压力调节器，包含流量传感器的流量调节器，加热机，制冷机，三个温度传感器，包含湿度传感器的湿度调节器件及三通阀，其中，
所述空气压缩机的出口端与所述储气罐的输入端连接，所述储气罐的输出端与所述控制阀的一端连接，所述控制阀的另一端与所述干燥器的输入端连接，所述干燥器的输出端与所述过滤器的输入端连接，所述过滤器的输出端与所述压力调节器的一端连接，所述压力调节器的另一端与所述流量调节器的一端连接，所述流量调节器的另一端与所述三通阀的第一端连接，三通阀的第二端与所述加热机的输入端连接，三通阀的第三端与所述制冷机的输入端连接，所述加热机的输出端与第一温度传感器的一端连接，所述制冷机的输出端与第二温度传感器的一端连接，所述第一温度传感器及第二温度传感器的另一端与第三温度传感器的一端连接，第三温度传感器的另一端与所述湿度调节器件连接，所述湿度调节器件的另一端与所述可变多床分子筛子系统连接。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述真空舱子系统包括：真空舱，调节阀及真空泵，其中，所述真空舱的一端与所述可变多床分子筛子系统连接，另一端与所述调节阀的一端连接，所述调节阀的另一端与所述真空泵连接。
5.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试子系统包括：压力传感器、流量传感器、气流量调节阀门、采样微小流量调节阀门及氧浓度测试计；
其中，所述气流量调节阀门的一端与所述可变多床分子筛子系统连接，另一端与所述流量传感器的一端连接，所述流量传感器的另一端分别与所述压力传感器及采样微小流量调节阀门的一端连接，所述采样微小流量调节阀门的另一端与所述氧浓度测试计连接。
6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述测试子系统还包括监控显示器件，所述监控显示器件，用于显示所述压力传感器，所述流量传感器及所述氧气浓度测试计测得的相关性能参数、所述分子筛入口空气调节子系统内监测的数据及所述可变多床分子筛子系统中各差压传感器监测的数据。
7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述监控显示器件，还用于获取用户输入的各个测试参数，并传输至所述分子筛入口空气调节子系统。
8.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述监控显示器件，还用于根据测试需求，确定分子筛床的循环逻辑，控制各个调节阀的开启与关闭。
9.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述调节阀包括电磁阀。
10.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述压力调节器为气体压力控制器。
技术总结