專利名稱：潮汐模擬自動化試驗裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種測試材料耐環(huán)境介質(zhì)特性的裝置，尤其涉及一種測試材料 耐腐蝕性能的裝置。
背景技術(shù)：
由于地球上少部分是陸地，大部分是海洋，所以海洋氣候是對各種材料影響 較大的一種氣候環(huán)境。海水中的各種鹽分，尤其是海洋潮沙區(qū)的海水干濕循環(huán)作 用，對許多材料和產(chǎn)品具有腐蝕作用。隨著人們對各種材料抗腐蝕能力的日益重 視，人工模擬環(huán)境試驗逐漸為人們所采用。它主要是利用試驗設備所創(chuàng)造的人工 模擬海洋氣候環(huán)境條件來進行加速試l^，或者4t瞼各種產(chǎn)品或材料的耐腐蝕性 能，為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供試驗依據(jù)。人工模擬環(huán)境試驗是實際環(huán)境影響的科學概括，具有典型化、規(guī)范化、使用方便、便于比較等特點，環(huán)境條件的多樣化和環(huán)境試驗的重要性也對環(huán)境試 驗設備提出了更嚴格的要求。因而，對材料或產(chǎn)品進行人工模擬環(huán)境試驗是保 證其高質(zhì)量所必不可少的重要環(huán)節(jié)。人工模擬潮汐干濕循環(huán)加速試驗裝置利用 海水在常溫環(huán)境下對材料或產(chǎn)品進行加速腐蝕，重現(xiàn)材料或產(chǎn)品在海洋中 一定 時間范圍內(nèi)所遭受的破壞程度，其可以用來考核材料及其防護層抗海洋環(huán)境腐蝕的能力，以及相似防護層的工藝質(zhì)量比較；也可以用來考核某些產(chǎn)品抗海洋 環(huán)境腐蝕的能力。該實驗裝置在規(guī)定容積的箱體內(nèi)，常溫條件下對材料或產(chǎn)品 進行腐蝕試驗。用于制造本設備的材料為耐腐蝕型PVC塑料板材，不與含鹽溶 液或酸性含鹽溶液起反應，不影響試驗結(jié)果?，F(xiàn)在進行的海水潮沙試驗均在沿 海的暴露試驗站或?qū)嶒炇彝ㄟ^手工進行，勞動量大，操作過程繁瑣。也有采用自動化干濕循環(huán)的裝置，如2007年5月16日公開的中國專利申 請，公開號為CN1963455A，其公開了一種腐蝕試驗樣品自動干濕循環(huán)裝置，由 腐蝕試驗水槽、低位水槽和高位水槽，這三個水槽之間的進、出水通過水電i茲 閥、進水控制繼電器、排水電磁閥、排水控制繼電器、高位液面?zhèn)鞲衅?、低?液面?zhèn)鞲衅?、?shù)據(jù)采集控制板、水泵、水泵繼電器、計算機和數(shù)據(jù)輸入和數(shù)值 輸出控制商用軟件來控制，該發(fā)明的優(yōu)點是根據(jù)腐蝕試驗要求，在計算機軟件 中分別設定干濕循環(huán)和測定時間等參數(shù)，該裝置可以按照要求自動開始和結(jié)束 測量，無須人為干預。其海水雖然可以循環(huán)使用，但海水的利用率低，且設備本身的試驗效率不高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種模擬潮汐的自動化加速試 驗裝置，工作效率高，并節(jié)約資源，為快速測試濱海地區(qū)潮汐區(qū)海水腐蝕對各 種材料的影響提供了高效快捷的實驗裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案其包括海水循環(huán)控制系統(tǒng)、 腐蝕工作室，海水循環(huán)控制系統(tǒng)控制腐蝕工作室的進出水，海水循環(huán)控制系統(tǒng) 的兩側(cè)對稱設置有兩個相互獨立的腐蝕工作室，海水通過海水循環(huán)控制系統(tǒng)在 兩個腐蝕工作室之間循環(huán)。腐蝕工作室相對的側(cè)壁上插接樣品架，箱體內(nèi)放置的樣品架可以設置多層， 層間設置一定的間距，每層樣品架可單獨拆卸，樣品架單層承重能力較大，樣品 架材料為耐腐蝕不銹鋼管。工作室內(nèi)相應的設置了多個液位開關，以滿足多層樣 品架不同的水位淹沒的需要，當達不到設定水位時，系統(tǒng)會自動進行水位報警。 試驗時，將樣品直接放置于樣品架上即可。腐蝕工作室的下端設有出水管，腐蝕工作室的上端設有進水管。進水管口處 可以設有過濾網(wǎng)，可有效過濾掉雜質(zhì)等異物，以免使設備發(fā)生堵塞。海水循環(huán)控 制系統(tǒng)包括水泵、吹風系統(tǒng)，水泵分別與腐蝕工作室上設置的出水管、進水管連 接。設備接通電源后開始工作，海水資源在兩個腐蝕工作室之間循環(huán)利用。另夕卜， 工作室內(nèi)可以設置液位控制器，以此保證樣品試件可被完全淹沒，否則進行7jc位 報警。腐蝕工作室的下端"i殳有進風管，腐蝕工作室的上端設有出風管，吹風系統(tǒng)分 別與腐蝕工作室上設置的出風管、進風管連接。吹風系統(tǒng)既可模擬落潮期間海風 對試驗樣品的作用，又可通過烘干來加速試驗過程，較快取得試驗結(jié)果。進風管 和出風管設置在腐蝕工作室的同一側(cè)壁上，風從工作室底部導入，自一側(cè)吹向另 一側(cè)，到達另一側(cè)后被壁板擋回，在工作室內(nèi)形成對流，之后帶著室內(nèi)的水分乂人工 作室上部的出風管口排出。吹風系統(tǒng)包括吹風機、加熱管，吹風機將加熱管內(nèi)加熱的空氣吹出。試驗中 加熱管也可以不工作，即不對空氣進行加熱，吹風機直接吹自然風；試驗中加熱 管與吹風機可以同時不工作，試-險樣品只需自然晾干。吹風系統(tǒng)的出口處設置溫 度傳感器，溫度傳感器可以測量出風口的出風溫度，為試驗提供比較準確的數(shù)值 參數(shù)，出風的溫度根據(jù)試驗需要一般設定為20-60°C。加熱管的內(nèi)部設置溫度傳感器，由溫度傳感器監(jiān)測加熱管內(nèi)部的溫度，根據(jù)加熱管可承受的最高溫度進行 超溫保護，以免因系統(tǒng)故障導致溫度過高而損壞加熱系統(tǒng)。箱體牢固堅實，外表面噴漆處理。箱體材料為優(yōu)質(zhì)PVC硬質(zhì)板，箱蓋材料為 透明板材，耐腐蝕、易清洗、無泄露，開啟方便自如。待設定好相關參數(shù)后即可 開始試驗，工作室內(nèi)可自動控制的海水漲落沖莫擬了潮沙運動，可自動控制的吹風 系統(tǒng)則可以模擬海風。海水循環(huán)控制系統(tǒng)使用PLC可編程控制器，主要具有實—瞼參數(shù)設定、斷電記憶和全自動運行等功能。試驗過程中進水浸泡模擬漲潮、抽水模擬落潮、吹 風干燥或自然晾干全部實現(xiàn)自動控制。浸泡時間、吹風時間和自然晾干時間可 根據(jù)需要設定，并且可以做循環(huán)試l^，循環(huán)周期次數(shù)和運行時間長短可根據(jù)試 驗需要設定。試驗到達規(guī)定的總次數(shù)后，試驗裝置自動停止試驗，并啟動指示 燈顯示試驗結(jié)束。在各參數(shù)設定完畢后，啟動控制器，則可自動完成整個試驗過程。海7jC循環(huán)控制系統(tǒng)在試驗過程中，每分鐘對系統(tǒng)工作的各個參數(shù)刷新和 存儲一次，如出現(xiàn)停電事故，系統(tǒng)會自動利用斷電前存儲的參數(shù)對系統(tǒng)進行恢 復，無須人工參與，可以自動沿停止時的時間和狀態(tài)繼續(xù)運行。本裝置可以全自動控制進水、出水的多少和時間，還可根據(jù)需要選擇增加吹 風過程來加速試驗過程，并且操作簡便，人工勞動強度低。本裝置兩腐蝕工作室 的設計實現(xiàn)了試驗用海水(或其它侵蝕性溶液)的循環(huán)利用，提高了試驗效率， 節(jié)約了資源，P爭低了試驗費用。該裝置操作方便，完全真實模擬海洋潮汐運動過 程，為快速測試濱海地區(qū)潮汐區(qū)海水腐蝕對各種材料的影響提供了高效快捷的試 驗裝置和方法。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明側(cè)面剖碎見圖。
具體實施方式
試驗時，將相同數(shù)量的樣品11分別放入腐蝕工作室1和腐蝕工作室2內(nèi)的 樣品架3上，在腐蝕工作室2內(nèi)倒入天然海水(或人工海水或其它侵蝕性溶液) 至完全淹沒樣品11。根據(jù)潮汐實際規(guī)律或研究需要，通過海水循環(huán)控制系統(tǒng)設 定漲潮(浸泡淹沒)時間和落潮(晾干或風干)時間，由于海水是在腐蝕工作 室1和腐蝕工作室2之間循環(huán)利用，腐蝕工作室1的晾干和風干總時間也就等 于腐蝕工作室2的浸泡時間，因jtW殳定腐蝕工作室1的晾干和風干總時間后，腐蝕工作室2的浸泡時間也就同時確定了。同理，設定腐蝕工作室2的晾干和 風干總時間后，腐蝕工作室1的浸泡時間也就同時確定了。因此，在海水循環(huán) 控制系統(tǒng)中只需設定兩個工作室的晾干和風干時間即可。本裝置的海水循環(huán)控制系統(tǒng)包括水泵5、吹風系統(tǒng)，水泵5分別與腐蝕工作 室上設置的出水管9、進水管連接10,吹風系統(tǒng)分別與腐蝕工作室上設置的出 風管6、進風管4連接。吹風系統(tǒng)包括吹風機8、加熱管7,吹風機8將加熱管 7內(nèi)加熱的空氣吹出。吹風系統(tǒng)的出口處以及加熱管7的內(nèi)部分別設置溫度傳感 器12。設備接通電源后開始工作，防腐蝕水泵5將存放于腐蝕工作室2內(nèi)海水打 入腐蝕工作室1中，直至腐蝕工作室2內(nèi)的海7jc抽干，腐蝕工作室1中的樣品 被淹沒浸泡。當腐蝕工作室1中的樣品浸泡到設定的時間后，另一臺水泵5開 始從腐蝕工作室1中往腐蝕工作室2抽水，同樣直至腐蝕工作室1內(nèi)的海水抽 干，腐蝕工作室2中的樣品被淹沒浸泡。 一個循環(huán)的試驗過程為腐蝕工作室l 中的樣品試件浸泡模擬漲潮，腐蝕工作室2中的樣品試件干燥模擬落潮—腐蝕 工作室2中的樣品試件浸泡模擬漲潮，腐蝕工作室1中的樣品試件干燥模擬落 潮。海水資源在兩個工作室之間循環(huán)利用。另外，工作室內(nèi)的液位控制器保證 樣品ll可被完全淹沒，否則進行水位報警。時間參數(shù)設定后，再設定風干時的溫度和吹風速度，既可以^t擬落潮期間 海風對樣品試件的作用，也可通過烘干來加速試驗過程，較快取得試驗結(jié)果。 溫度設定區(qū)間為20—40°C，風速設定區(qū)間為0—16m/s,吹風時間可根據(jù)試驗需 要而設定。風從工作室底部進風管口導入，自一側(cè)吹向另一側(cè)，到達另一側(cè)后被 側(cè)壁擋回，在工作室內(nèi)形成對流，之后帶著室內(nèi)的水分從工作室上部的出風管口 排出。上述參數(shù)設定后，再設定試驗循環(huán)的次數(shù)。箱體內(nèi)放置三層樣品架3，層間間距150mm，每層樣品架3可單獨拆卸，樣 品架3單層承重能力為350kg，總承重能力達1050kg,樣品架3材料為耐腐蝕 不銹鋼管。工作室內(nèi)設置了三個液位開關，以滿足三層樣品不同的水位淹沒需 要，當達不到設定水位時，系統(tǒng)會自動進行水位報警。設定完所有參數(shù)后啟動控制器，試驗裝置便可全自動運行。
權(quán)利要求
1.一種潮汐模擬自動化試驗裝置，包括海水循環(huán)控制系統(tǒng)、腐蝕工作室，海水循環(huán)控制系統(tǒng)控制腐蝕工作室的進出水，其特征在于海水循環(huán)控制系統(tǒng)的兩側(cè)對稱設置有兩個相互獨立的腐蝕工作室，海水通過海水循環(huán)控制系統(tǒng)在兩個腐蝕工作室之間循環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮汐模擬自動化試驗裝置，其特征在于腐蝕工作室相 對側(cè)壁上插接樣品架。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潮汐模擬自動化試驗裝置，其特征在于腐蝕工作室的 下端設有進風管，腐蝕工作室的上端設有出風管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的潮沙模擬自動化試驗裝置，其特征在于進風管和出風 管設置在腐蝕工作室的同一側(cè)壁上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮沙模擬自動化試驗裝置，其特征在于腐蝕工作室的 下端設有出水管，腐蝕工作室的上端設有進水管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮沙模擬自動化試驗裝置，其特征在于海水循環(huán)控制 系統(tǒng)包括水泵、吹風系統(tǒng)，水泵分別與腐蝕工作室上設置的出水管、進水管 連接，吹風系統(tǒng)分別與腐蝕工作室上設置的出風管、進風管連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的潮沙模擬自動化試驗裝置，其特征在于吹風系統(tǒng)包括 吹風才幾、加熱管，吹風^L將加熱管內(nèi)加熱的空氣吹出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的潮汐模擬自動化試驗裝置，其特征在于吹風系統(tǒng)的出 口處設置溫度傳感器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的潮沙模擬自動化試驗裝置，其特征在于加熱管的內(nèi)部 設置溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測試材料耐環(huán)境介質(zhì)特性的裝置，尤其涉及一種測試材料耐腐蝕性能的裝置，本發(fā)明的潮汐模擬自動化試驗裝置，包括海水循環(huán)控制系統(tǒng)、腐蝕工作室，海水循環(huán)控制系統(tǒng)控制腐蝕工作室的進出水，海水循環(huán)控制系統(tǒng)的兩側(cè)對稱設置有兩個相互獨立的腐蝕工作室，海水通過海水循環(huán)控制系統(tǒng)在兩個腐蝕工作室之間循環(huán)。本裝置可以全自動控制進水、出水的多少和時間，還可根據(jù)需要選擇增加吹風過程來加速試驗過程，并且操作簡便，人工勞動強度低。
文檔編號G01N17/00GK101246115SQ20081001481
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者曹衛(wèi)群, 宏 范, 趙鐵軍 申請人:青島理工大學