專利名稱：潮汐模擬自動化試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測試材料耐環境介質特性的裝置，尤其涉及一種測試材料 耐腐蝕性能的裝置。
背景技術：
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 較大的一種氣候環境。海水中的各種鹽分，尤其是海洋潮沙區的海水干濕循環作 用，對許多材料和產品具有腐蝕作用。隨著人們對各種材料抗腐蝕能力的日益重 視，人工模擬環境試驗逐漸為人們所采用。它主要是利用試驗設備所創造的人工 模擬海洋氣候環境條件來進行加速試l^，或者4t瞼各種產品或材料的耐腐蝕性 能，為提高產品質量提供試驗依據。人工模擬環境試驗是實際環境影響的科學概括，具有典型化、規范化、使用方便、便于比較等特點，環境條件的多樣化和環境試驗的重要性也對環境試 驗設備提出了更嚴格的要求。因而，對材料或產品進行人工模擬環境試驗是保 證其高質量所必不可少的重要環節。人工模擬潮汐干濕循環加速試驗裝置利用 海水在常溫環境下對材料或產品進行加速腐蝕，重現材料或產品在海洋中 一定 時間范圍內所遭受的破壞程度，其可以用來考核材料及其防護層抗海洋環境腐蝕的能力，以及相似防護層的工藝質量比較；也可以用來考核某些產品抗海洋 環境腐蝕的能力。該實驗裝置在規定容積的箱體內，常溫條件下對材料或產品 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，不影響試驗結果。現在進行的海水潮沙試驗均在沿 海的暴露試驗站或實驗室通過手工進行，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、高位液面傳感器、低位 液面傳感器、數據采集控制板、水泵、水泵繼電器、計算機和數據輸入和數值 輸出控制商用軟件來控制，該發明的優點是根據腐蝕試驗要求，在計算機軟件 中分別設定干濕循環和測定時間等參數，該裝置可以按照要求自動開始和結束 測量，無須人為干預。其海水雖然可以循環使用，但海水的利用率低，且設備本身的試驗效率不高。 發明內容本發明的技術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，并節約資源，為快速測試濱海地區潮汐區海水腐蝕對各 種材料的影響提供了高效快捷的實驗裝置。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案其包括海水循環控制系統、 腐蝕工作室，海水循環控制系統控制腐蝕工作室的進出水，海水循環控制系統 的兩側對稱設置有兩個相互獨立的腐蝕工作室，海水通過海水循環控制系統在 兩個腐蝕工作室之間循環。腐蝕工作室相對的側壁上插接樣品架，箱體內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，可有效過濾掉雜質等異物，以免使設備發生堵塞。海水循環控 制系統包括水泵、吹風系統，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利用。另夕卜， 工作室內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，吹風系統分 別與腐蝕工作室上設置的出風管、進風管連接。吹風系統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，較快取得試驗結果。進風管 和出風管設置在腐蝕工作室的同一側壁上，風從工作室底部導入，自一側吹向另 一側，到達另一側后被壁板擋回，在工作室內形成對流，之后帶著室內的水分乂人工 作室上部的出風管口排出。吹風系統包括吹風機、加熱管，吹風機將加熱管內加熱的空氣吹出。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值 參數，出風的溫度根據試驗需要一般設定為20-60°C。加熱管的內部設置溫度傳感器，由溫度傳感器監測加熱管內部的溫度，根據加熱管可承受的最高溫度進行 超溫保護，以免因系統故障導致溫度過高而損壞加熱系統。箱體牢固堅實，外表面噴漆處理。箱體材料為優質PVC硬質板，箱蓋材料為 透明板材，耐腐蝕、易清洗、無泄露，開啟方便自如。待設定好相關參數后即可 開始試驗，工作室內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 系統則可以模擬海風。海水循環控制系統使用PLC可編程控制器，主要具有實—瞼參數設定、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自動控制。浸泡時間、吹風時間和自然晾干時間可 根據需要設定，并且可以做循環試l^，循環周期次數和運行時間長短可根據試 驗需要設定。試驗到達規定的總次數后，試驗裝置自動停止試驗，并啟動指示 燈顯示試驗結束。在各參數設定完畢后，啟動控制器，則可自動完成整個試驗過程。海7jC循環控制系統在試驗過程中，每分鐘對系統工作的各個參數刷新和 存儲一次，如出現停電事故，系統會自動利用斷電前存儲的參數對系統進行恢 復，無須人工參與，可以自動沿停止時的時間和狀態繼續運行。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 的設計實現了試驗用海水(或其它侵蝕性溶液)的循環利用，提高了試驗效率， 節約了資源，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潮汐區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為本發明的整體結構示意圖； 圖2為本發明側面剖碎見圖。
具體實施方式
試驗時，將相同數量的樣品11分別放入腐蝕工作室1和腐蝕工作室2內的 樣品架3上，在腐蝕工作室2內倒入天然海水(或人工海水或其它侵蝕性溶液) 至完全淹沒樣品11。根據潮汐實際規律或研究需要，通過海水循環控制系統設 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 控制系統中只需設定兩個工作室的晾干和風干時間即可。本裝置的海水循環控制系統包括水泵5、吹風系統，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。吹風系統包括吹風機8、加熱管7,吹風機8將加熱管 7內加熱的空氣吹出。吹風系統的出口處以及加熱管7的內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內海水打 入腐蝕工作室1中，直至腐蝕工作室2內的海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內的海水抽 干，腐蝕工作室2中的樣品被淹沒浸泡。 一個循環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利用。另外，工作室內的液位控制器保證 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，較快取得試驗結果。 溫度設定區間為20—40°C，風速設定區間為0—16m/s,吹風時間可根據試驗需 要而設定。風從工作室底部進風管口導入，自一側吹向另一側，到達另一側后被 側壁擋回，在工作室內形成對流，之后帶著室內的水分從工作室上部的出風管口 排出。上述參數設定后，再設定試驗循環的次數。箱體內放置三層樣品架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，系統會自動進行水位報警。設定完所有參數后啟動控制器，試驗裝置便可全自動運行。
權利要求
1.一種潮汐模擬自動化試驗裝置，包括海水循環控制系統、腐蝕工作室，海水循環控制系統控制腐蝕工作室的進出水，其特征在于海水循環控制系統的兩側對稱設置有兩個相互獨立的腐蝕工作室，海水通過海水循環控制系統在兩個腐蝕工作室之間循環。
2. 根據權利要求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 對側壁上插接樣品架。
3. 根據權利要求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. 根據權利要求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壁上。
5. 根據權利要求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. 根據權利要求1所述的潮沙模擬自動化試驗裝置，其特征在于海水循環控制 系統包括水泵、吹風系統，水泵分別與腐蝕工作室上設置的出水管、進水管 連接，吹風系統分別與腐蝕工作室上設置的出風管、進風管連接。
7. 根據權利要求6所述的潮沙模擬自動化試驗裝置，其特征在于吹風系統包括 吹風才幾、加熱管，吹風^L將加熱管內加熱的空氣吹出。
8. 根據權利要求7所述的潮汐模擬自動化試驗裝置，其特征在于吹風系統的出 口處設置溫度傳感器。
9. 根據權利要求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部 設置溫度傳感器。
全文摘要
本發明涉及一種測試材料耐環境介質特性的裝置，尤其涉及一種測試材料耐腐蝕性能的裝置，本發明的潮汐模擬自動化試驗裝置，包括海水循環控制系統、腐蝕工作室，海水循環控制系統控制腐蝕工作室的進出水，海水循環控制系統的兩側對稱設置有兩個相互獨立的腐蝕工作室，海水通過海水循環控制系統在兩個腐蝕工作室之間循環。本裝置可以全自動控制進水、出水的多少和時間，還可根據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 優先權日2008年3月14日
發明者曹衛群, 宏 范, 趙鐵軍 申請人:青島理工大學