[发明专利]水下呼吸模拟装置及其水下呼吸模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及潜水用具领域，尤其涉及一种水下呼吸模拟装置及其水下呼吸模拟方法。

背景技术

传统的潜水呼吸器有氧气瓶、一级减压阀、二级减压阀和咬嘴组成，俗称为“水肺”。潜水呼吸器可分为开放式潜水呼吸器、半闭式潜水呼吸器和封闭式潜水呼吸器等不同类型。

潜水呼吸器的呼吸阻力是潜水过程中导致潜水员负荷加重的主要原因之一。一般潜水员在水下依赖改变呼吸强度和方式等，达到适应呼吸阻力的变化以保证呼吸流量。呼吸阻力也是评价潜水呼吸器的重要评价指标。潜水呼吸器作为个人水下呼吸保护装置，检测其呼吸阻力具有重要的意义。

如果采用真人进行水下实验对潜水呼吸器的呼吸阻力进行测试，需要严格控制潜水人员的安全。并且，如果采用人员进行测试，还会出现暂时性呼吸停止但心跳仍然存在的情况，影响潜水呼吸器的准确测试。因此，在测试过程中，还需要时刻侦测潜水人员的呼吸心率和呼吸频率。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种水下呼吸模拟装置及其水下呼吸模拟方法，以对潜水员在水下的呼吸过程进行模拟，从而实现对潜水呼吸器的无人测试，提高潜水呼吸器测试的安全性和快捷性。

为解决上述问题，本发明提供一种水下呼吸模拟装置，包括：

压力舱；

气体抽排装置，位于所述压力舱内，用于将呼吸气体从气源抽入，并用于将所述呼吸气体排出，以模拟人体的吸气和呼气动作；

耗氧装置，位于所述压力舱内，用于消耗所述呼吸气体中的至少部分氧气，以模拟人体对氧气的消耗；

所述耗氧装置的气体输入端连接至所述气源，所述耗氧装置的气体输出端连接至所述气体抽排装置的气体输入端。

可选的，所述水下呼吸模拟装置还包括：二氧化碳补充装置，位于所述压力舱内，用于对已经经过所述耗氧装置的气体补充二氧化碳，以模拟人体产生二氧化碳。

可选的，所述水下呼吸模拟装置还包括：加湿装置，位于所述压力舱内，用于对所述呼吸气体加湿，以模拟人体呼出气体的湿度。

可选的，所述水下呼吸模拟装置还包括：气体混合装置，位于所述压力舱内，所述气体混合装置的第一气体输入端连接所述气体抽排装置的气体输出端，所述气体混合装置的第二气体输入端连接所述二氧化碳补充装置的气体输出端，所述气体混合装置的第三气体输入端连接所述加湿装置的输出端。

可选的，所述气源与所述耗氧装置之间具有第一减压阀和第二减压阀，所述第一减压阀和第二减压阀位于所述压力舱内，所述第二减压阀位于所述第一减压阀和所述耗氧装置之间。

可选的，所述第二减压阀与所述耗氧装置之间具有第一单向阀，所述耗氧装置与所述气体抽排装置之间具有第二单向阀。

可选的，所述气体抽排装置与所述气体混合装置之间具有第三单向阀，所述二氧化碳补充装置与所述气体混合装置之间具有第四单向阀，所述加湿装置与所述气体混合装置之间具有第五单向阀，所述加湿装置的气体输出端具有第六单向阀。

可选的，所述水下呼吸模拟装置还包括：温度控制系统，用于控制所述气体抽排装置和气体混合装置中至少其中一个装置内部气体的温度。

可选的，所述压力舱内的压强范围为4MPa～5MPa。

为解决上述问题，本发明还提供了一种水下呼吸模拟装置的水下呼吸模拟方法，所述水下呼吸模拟装置包括：

压力舱；

气体抽排装置，位于所述压力舱内；

耗氧装置，位于所述压力舱内；

所述耗氧装置的气体输入端连接至气源，所述耗氧装置的气体输出端连接至所述气体抽排装置的第一气体输入端；

所述水下呼吸模拟方法包括：

采用所述气体抽排装置从所述气源将呼吸气体抽入所述耗氧装置中，在所述耗氧装置中消耗所述呼吸气体中的至少部分氧气，然后继续抽入所述气体抽排装置，并将所述呼吸气体从所述气体抽排装置排出。

可选的，所述水下呼吸模拟装置还包括位于所述压力舱内的二氧化碳补充装置，采用所述二氧化碳补充装置对已经经过所述耗氧装置的所述呼吸气体补充二氧化碳，以模拟人体产生二氧化碳。

可选的，所述水下呼吸模拟装置还包括位于所述压力舱内的加湿装置，采用所述加湿装置对已经经过所述耗氧装置的所述呼吸气体增加湿度，以模拟人体呼出气体的湿度。