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水下潜艇中氧气传感器的应用

潜艇或称潜水船、潜舰是能够在水下运行的舰艇。潜艇的种类繁多,形制各异,小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器,大至可装载数百人、连续潜航3-6个月的俄罗斯台风级核潜艇。按体积可分为大型(主要为军用)、中型或小型(袖珍潜艇、潜水器)和水下自动机械装置等。

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大型潜艇多为圆柱形,船中部通常设立一个垂直结构(舰桥),早期称为“指挥塔”,内有通讯、感应器、潜望镜和控制设备等。如今的深海潜艇或专业潜艇常已无此设计。

潜艇是公认的战略性武器(尤其是在裁军或扩军谈判中),其研发需要高度和全面的工业能力,目前只有少数国家能够自行设计和生产。特别是弹道导弹核潜艇更是核三位一体的关键一极。潜艇也是较早期就有的匿踪载具。潜艇的噪音降至90分贝左右就可以“淹没”在浩瀚的海洋背景噪音中,不为当代声纳所侦测。

自第一次世界大战后,潜艇得到广泛运用,担任许多大国海军的重要位置,其功能包括攻击敌人军舰或潜艇、近岸保护、突破封锁、侦察和掩饰特种部队行动等。潜艇也被用于非军事用途,如海洋科学研究、抢救财物、勘探开采、科学侦测、维护设备、搜索援救、海底电缆维修、水下旅游观光、学术调查等,超级富豪甚至用为海下移动豪宅,就连俄罗斯总统普京也曾乘坐潜艇去水下探宝。

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潜艇有以下五大优点

  1. 私密性:前往世界任何海岸附近,并且不被发现或被制。
  2. 安全性:海盗和劫匪无法抢劫水下船只;无常潮汐和强烈风雨无法影响海面下25-30英尺(5-6 paces);冰和霜冻也无法危及潜艇乘员,即便在南北极海域。
  3. 有效抵抗敌人海军,破坏和击沉水面船只。
  4. 支援被水环绕或接近水的地方,无声无息运送补给品。
  5. 本身作为有益的水下试验场所。

潜艇有这么多优点,也注定了它自身会伴随很多缺陷,大的缺点就是要实时严格保证潜艇内部有合适的氧气浓度。氧气是人赖以生存的基本条件,没有氧气,人就会窒息而死。生活在大气中的人们,谁也不会为没有足够的氧气而发愁。不过,假如你跑到了外太空,或许就能切身地体会到氧气的重要了。同样,在水下数百米长期潜航的潜艇艇员也视氧气为生命,潜艇上要是没有足够的氧气,人员就无法生存。在这种情况下,还谈什么战斗力?

2017年11月20日,一艘载有44名船员的阿根廷海军潜艇“圣胡安号”与国防部失联。虽然这艘潜艇携带的食品可供44名艇员维持大约90天,但是,如果潜艇一直待在水底下,氧气理论上只够7天之用。即使“圣胡安”号在水下完好无损,失联至今,艇内氧气恐怕也已耗尽。潜艇失联如何自救呢,美国肯塔基大学讲师罗伯特·法利博士说,要少说少动放慢呼吸节省氧气。

因此氧气缺乏是潜艇事故中关键致命的因素,保证氧气充足供应并准确检测是避免潜艇事故的基础。

大多数人提起武器装备,都兴致勃勃地论述这个如何厉害,那个如何厉害,有多少人会去关注这些武器装备是如何被制造进而被用于战争中呢?就像潜艇这个东西,它是一种被耐压壳体和非耐压壳体密闭的水下舰艇,它在水下潜航的时候是如何获得充足的氧气呢?潜艇艇员呼吸的空气主要来自四个方面:通气管装置、空气再生装置、空气净化装置和空调装置。

通气管装置是一种可以升降的管子,舱内污浊空气可通过设在指挥台围壳后部的排气管装置排出,从而使艇内空气对流,可以保持新鲜空气。但是很少有潜艇采用这种方式,因为它极易被敌方反潜兵力发现,在近海还容易发生撞击等事故。空气再生装置是一种可以生成氧气的装置,它由再生风机、制氧装置、二氧化碳吸收装置等组成,制氧装置主要是用电解水原理制氧的。空气净化装置主要用来吸附空气中的有害气体。空调装置主要是保持艇内的温度、湿度等,让潜艇内环境适宜,它本身并不产生氧气。

在所有这些跟氧气制备相关的装置中,氧气传感器是需要的核心部件之一。因为它不仅可以提醒氧气浓度太低需要制氧,还可以提示氧气制备过多需要暂停氧气制备来避免不必要的氧气损耗。

对于潜艇内氧气传感器方面,有什么好的选择呢?下面小编推荐一款产品适用于潜艇内氧气检测,这就是深圳市工采网代理的英国SST荧光氧传感器-LOX-02。

 

英国SST 荧光氧气传感器 (O2传感器)

 

荧光氧传感器具有体积小、功耗低、成本低、精度高等特点。由于采用了非消耗性传感原理,使得传感器寿命更长,长达五年以上。和其他传感技术不同,荧光氧传感器非常稳定和耐用,并且不含铅或任何危险材料。同时,由于采用了特殊的原理测氧气,对其他气体的交叉灵敏度小,可忽略不计,非常适用于复杂气体环境的氧气测量。

下面是荧光氧传感器LOX-02的参数:

量程 0-25% O₂
响应时间 T90 <30s (典型)
ppO2 精度 / 分辨率 <2%FS / 0.1mbar
温度精度/ 分辨率 仅供参考/ 0.1°C
压力精度/ 分辨率 ±5mbar / 1mbar
O2% 精度 / 分辨率 由 ppO2 和压力精度确定 / 0.1%
输出类型 3.3V RS232 TTL电平
电压 4.5-5.5V DC
气压范围 500-1200mbar

潜艇舱内工作环境恶劣,对氧气传感器的要求非常严格,一般的传感器不能胜任。潜艇事故中,缺氧是非常严重的问题,传统的电化学氧气传感器测量会消耗氧气,这无疑会使舱内本来就缺氧的恶劣环境雪上加霜。深圳市工采网代理的英国进口SST荧光氧氧气传感器采用非消耗传感原理,不消耗潜艇内氧气,再加上它具有寿命长、精度高、功耗低等优点,使得它非常适合用于潜艇内氧气测量。

 

转载请注明出处:传感器应用_仪表仪器应用_智能硬件产品 – 工采资讯 http://news.isweek.cn/5064.html

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