一种用于模拟实海暴晒的环境气候箱的制作方法

1.本发明属于试验装置技术领域，尤其涉及一种用于模拟实海暴晒的环境气候箱。


背景技术：

2.现有的环境气候箱主要适用某一标准的专用环境箱，例如：周浸加速腐蚀试验箱、低温试验箱、盐雾试验箱、滴雨试验箱等等。这些气候环境试验箱功能单一，不能适用实海暴晒的多因素耦合的环境模拟。


技术实现要素：

3.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种用于模拟实海暴晒的环境气候箱，解决了现有技术中环境气候箱的功能单一导致不能适用实海暴晒的多因素耦合的环境模拟的问题。
4.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
5.本发明提供了一种模拟实海暴晒的环境气候箱，包括模拟箱体、喷淋组件、光照组件、供风组件和控制器，喷淋组件、光照组件、供风组件和试样均位于模拟箱体内，控制器位于模拟箱体外，控制器分别与喷淋组件、光照组件和供风组件连接，用于控制喷淋组件的喷淋量、光照组件的光强以及供风组件的供风速度和供风量。
6.进一步地，上述模拟箱体为矩形模拟箱体，沿竖直方向，模拟箱体六个侧面中位于上方的一面称为顶面，位于下方的一面称为底面，顶面与底面之间的四个面中的一个面称为背面，与背面相邻的两个面称为侧面，与背面相对的一个面称为前面。其中，上述喷淋组件位于模拟箱体的顶面，光照组件位于模拟箱体的背面，供风组件位于模拟箱体的侧面，试样位于模拟箱体的底面。
7.进一步地，喷淋组件包括依次连接的压力泵、喷淋管和喷头，喷淋液通过喷淋管并从喷头中喷出，喷淋在试样上。
8.进一步地，通过调节供入喷淋管内的喷淋液的量调节喷头喷淋量。
9.进一步地，喷头的形状为扇环形，喷头上开设沿喷头径向设置的喷孔，喷孔的数量为多个，多个喷孔的孔径不同，多个喷孔沿喷头的周向设置，喷头绕喷管周向可转动。
10.进一步地，喷头上开设三个喷孔，分别为第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔，第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔沿喷头的周向布置，第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔的孔径依次增大。
11.进一步地，上述喷淋组件还包括转动驱动件，转动驱动件包括驱动电机以及相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，驱动电机的输出轴与第一齿轮连接，第一齿轮固设于喷管上，第二齿轮固设于喷头上。
12.进一步地，上述喷淋组件还包括设于模拟箱体外的喷淋液箱，喷淋液箱的出液口与喷管的进液口连接。
13.进一步地，上述喷淋组件还包括设于模拟箱体的出液口与喷管的进液口之间的净
化器(例如，多重净化器)。
14.进一步地，喷头与喷管之间为可拆卸连接。
15.进一步地，喷头与喷管之间为螺纹连接。
16.进一步地，上述光照组件包括光强调控器以及与光强调控器连接的多个光源(例如，红外光源)，光强调控器用于调控光源的光照强度。
17.进一步地，通过光照调控器调节单个光源的光照强度。
18.进一步地，通过调节光源的开启数量调节光照强度调控。
19.进一步地，多个光源以试样为中心呈圆弧形布置，多个光源分为依次布置的晨照组、午照组和夕照组。
20.进一步地，喷淋组件的喷头与光照组件的光源交错布置。
21.进一步地，上述供风组件采用双循环供风方式，包括内循环组件和/或外循环组件。其中，内循环组件包括内循环鼓风机以及开设于模拟箱体侧壁的内循环出气口和内循环进气口，内循环进出口、模拟箱体、内循环鼓风机和外循环进气口连通构成内循环回路；外循环组件包括外循环鼓风机以及开设于模拟箱体侧壁上的外循环出气口和外循环进气口，内循环进气口通过外循环鼓风机与外部环境连通，外循环进气口与外部环境连通，内循环鼓风机、内循环进出口、模拟箱体、外循环进气口和外部环境连通构成外循环回路。
22.进一步地，内循环进气口和外循环进气口设于模拟箱体的其中一个侧壁，内循环出气口和外循环出气口设于模拟箱体的另一个侧壁。
23.进一步地，内循环组件还包括进气长条孔、第一进气推拉板和第二进气推拉板，进气长条孔开设于模拟箱体的其中一个侧壁，进气长条孔的两个侧壁分别开设第一进气推拉槽和第二进气推拉槽，第一进气推拉板的一端插入第一进气推拉槽中，第一进气推拉板的另一端与进气长条孔的顶面和底面滑动连接，第二进气推拉板的一端插入第二进气推拉槽中，第二进气推拉板的另一端与进气长条孔的顶面和底面滑动连接，第一进气推拉板和第二进气推拉板之间具有间隙，该间隙作为内循环进气口。
24.进一步地，内循环组件还包括出气长条孔、第一出气推拉板和第二出气推拉板，出气长条孔开设于模拟箱体的其中一个侧壁，出气长条孔的两个侧壁分别开设第一出气推拉槽和第二出气推拉槽，第一出气推拉板的一端插入第一出气推拉槽中，第一出气推拉板的另一端与出气长条孔的顶面和底面滑动连接，第二出气推拉板的一端插入第二出气推拉槽中，第二出气推拉板的另一端与出气长条孔的顶面和底面滑动连接，第一出气推拉板和第二出气推拉板之间具有间隙，该间隙作为内循环出气口。
25.进一步地，上述环境气候箱还包括试样固定组件，试样固设于试样固定组件上。
26.进一步地，试样固定组件包括底座以及与底座可拆卸连接的安装座，试样与安装座固定连接。
27.进一步地，底座朝向安装座的一面开设倒置的梯形插槽，安装座朝向底座的安装端形状为倒置的梯形，安装座的安装端插入梯形插槽内。
28.进一步地，上述环境气候箱还包括设于模拟箱体内测温仪和湿度计，测温仪和湿度仪均与控制器连接，测温仪检测的温度信息和湿度仪检测的湿度信息传送至控制器。
29.进一步地，上述环境气候箱还包括显示面板，用于显示环境气候箱启动、运行正常、故障报警和停止四种状态。
30.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
31.a)本发明提供的模拟实海暴晒的环境气候箱，通过控制器控制喷淋组件的喷淋量、光照组件的光强以及供风组件的供风速度，将自然环境的实海暴晒条件在试验箱中实现，从而能够模拟海洋气候的光照、海洋气候降雨、刮风等实海暴晒条件以及由此产生的温度、湿度、氯离子沉降等引起金属材料腐蚀的各种环境参数变化，适用于材料的多参数耦合的耐腐蚀试验，实现对近海复杂环境的金属腐蚀性能检验及评价，缩短环境气候箱研发和测试周期，便于随时观察材料腐蚀状态，适用于海洋环境条件下服役的金属材料腐蚀性能的检测与评价。
32.b)本发明提供的模拟实海暴晒的环境气候箱，比传统周浸加速腐蚀试验，由于试样直接处于模拟实海暴晒环境中，更接近实海的暴晒条件，能够有效提供模拟的真实性，进而提高检测数据的准确性。
33.c)本发明提供的模拟实海暴晒的环境气候箱，当要求模拟小雨时，将喷管与第一喷孔连通，实现小雨的模拟；当要求模拟中雨时，转动喷头，使得喷管与第二喷孔连通，实现中雨的模拟；当要求模拟大雨时，转动喷头，使得喷管与第三喷孔连通，实现大雨的模拟。
34.d)本发明提供的模拟实海暴晒的环境气候箱，采用喷淋液箱外置的方式，一方面，便于随时调整喷淋液成分配比，另一方面，能够便于喷淋液箱的清洗。水箱中装的是水溶液，水溶液是根据试验要求配置的盐溶液(nacl溶液)或者其他溶液。溶液浓度的选择依据模拟的气候环境条件进行配置。
35.e)本发明提供的模拟实海暴晒的环境气候箱，当模拟箱体内的湿度在阈值范围内时，仅采用内循环组件进行供风内部循环即可；但是，当模拟箱体内的湿度超过阈值范围内时，需要对模拟箱体内进行除湿，此时，可以关闭内循环组件，然后，开启外循环组件，通过将外部环境的气体循环至模拟箱体内，从而实现除湿的效果，进而达到模拟箱内湿度可控。
36.f)本发明提供的模拟实海暴晒的环境气候箱，通过改变第一进气推拉板和第二进气推拉板相对于模拟箱体的位置，能够调节第一进气推拉板和第二进气推拉板之间的间隙位置(即内循环进气口的位置)，从而能够改变供风风向。通过改变第一出气推拉板和第二出气推拉板相对于模拟箱体的位置，能够调节第一出气推拉板和第二出气推拉板之间的间隙位置(即内循环出气口的位置)，从而能够改变供风风向。
37.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
38.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
39.图1为本发明实施例一提供的用于模拟实海暴晒的环境气候箱的结构示意图；
40.图2为本发明实施例一提供的用于模拟实海暴晒的环境气候箱中光照组件的结构示意图；
41.图3为本发明实施例一提供的用于模拟实海暴晒的环境气候箱中喷头的结构示意图；
42.图4为本发明实施例一提供的用于模拟实海暴晒的环境气候箱中风路内循环组件的结构示意图；
43.图5为本发明实施例一提供的用于模拟实海暴晒的环境气候箱中试样固定组件的结构示意图。
44.附图标记：
[0045]1‑
模拟箱体；2
‑
控制器；3
‑
试样固定组件；31
‑
底座；32
‑
安装座；4
‑
喷淋管；5
‑
喷头；6
‑
喷孔；7
‑
光源；8
‑
压力泵；9
‑
喷淋液箱；10
‑
净化器；11
‑
内循环出气口；12
‑
内循环进气口；13
‑
外循环出气口；14
‑
外循环进气口；15
‑
进气长条孔；16
‑
第一进气推拉板；17
‑
第二进气推拉板；18
‑
第一进气推拉槽；19
‑
第二进气推拉槽。
具体实施方式
[0046]
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
[0047]
实施例一
[0048]
本实施例提供了一种用于模拟实海暴晒的环境气候箱，参见图1至图5，包括模拟箱体1、喷淋组件、光照组件、供风组件和控制器2，喷淋组件、光照组件、供风组件和试样均位于模拟箱体1内，控制器2位于模拟箱体1外，控制器2分别与喷淋组件、光照组件和供风组件连接，用于控制喷淋组件的喷淋量、光照组件的光强以及供风组件的供风速度。
[0049]
实施时，试样固定于模拟箱体1内，喷淋组件和光照组件位于试样的上方，喷淋组件喷出的喷淋液(例如，3.5wt.％的nacl溶液或2wt.％的nacl溶液等)喷淋在试样表面，光照组件产生的光照照射在试样表面，供风组件吹扫试样表面，从而能够模拟实海暴晒的环境中雨水、光照和风吹。
[0050]
示例性地，上述模拟箱体1为矩形模拟箱体1，沿竖直方向，模拟箱体1六个侧面中位于上方的一面称为顶面，位于下方的一面称为底面，顶面与底面之间的四个面中的一个面称为背面，与背面相邻的两个面称为侧面，与背面相对的一个面称为前面。其中，上述喷淋组件位于模拟箱体1的顶面，光照组件位于模拟箱体1的背面，供风组件位于模拟箱体1的侧面，试样位于模拟箱体1的底面。
[0051]
与现有技术相比，本实施例提供的用于模拟实海暴晒的环境气候箱，通过控制器2控制喷淋组件的喷淋量、光照组件的光强以及供风组件的供风速度，将自然环境的实海暴晒条件在试验箱中实现，从而能够模拟海洋气候的光照、海洋气候降雨、刮风等实海暴晒条件以及由此产生的温度、湿度、氯离子沉降等引起金属材料腐蚀的各种环境参数变化，适用于材料的多参数耦合的耐腐蚀试验，实现对近海复杂环境的金属腐蚀性能检验及评价，缩短环境气候箱研发和测试周期，便于随时观察材料腐蚀状态，适用于海洋环境条件下服役的金属材料腐蚀性能的检测与评价。
[0052]
同时，比传统周浸加速腐蚀试验，由于试样直接处于模拟实海暴晒环境中，更接近实海的暴晒条件，能够有效提供模拟的真实性，进而提高检测数据的准确性。
[0053]
需要说明的是，在实际应用中，采用上述环境气候箱进行材料耐腐蚀试验，具体流程可参照yb/t4367
‑
2014《钢筋在氯离子环境中腐蚀试验方法》。
[0054]
对于喷淋组件的结构，具体来说，其包括依次连接的压力泵8、喷淋管4和喷头5。喷
淋液通过喷淋管4并从喷头5中喷出，喷淋在试样上。
[0055]
为了能够模拟不同雨量对试样耐腐蚀的影响，可以采用以下两种方式：
[0056]
第一种方式，通过调节供入喷淋管4内的喷淋液的量来实现喷头5喷淋量的调控，进而模拟不同雨量对试样耐腐蚀的影响。
[0057]
第二种方式，喷头5的形状为扇环形，喷头5上开设沿喷头5径向设置的喷孔6，喷孔6的数量为多个，多个喷孔6的孔径不同，多个喷孔6沿喷头5的周向设置，喷头5绕喷管周向可转动。
[0058]
示例性地，喷头5上开设三个喷孔6，分别为第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔，第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔沿喷头5的周向布置，第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔的孔径依次增大。当要求模拟小雨时，将喷管与第一喷孔连通，实现小雨的模拟；当要求模拟中雨时，转动喷头5，使得喷管与第二喷孔连通，实现中雨的模拟；当要求模拟大雨时，转动喷头5，使得喷管与第三喷孔连通，实现大雨的模拟。
[0059]
可以理解的是，为了实现喷头5绕喷管周向可转动，上述喷淋组件还包括转动驱动件，转动驱动件包括驱动电机以及相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，驱动电机的输出轴与第一齿轮连接，第一齿轮固设于喷管上，第二齿轮固设于喷头5上。这样，当需要调节雨量时，开启驱动电机，驱动电机的输出轴驱动第一齿轮旋转，进而带动第二齿轮旋转，使得喷头5绕喷管周向转动。
[0060]
需要说明的是，模拟不同雨量对试样耐腐蚀的影响也可以采用上述两种方式相结合。
[0061]
为了便于喷管的喷淋液供给，上述喷淋组件还包括设于模拟箱体1外的喷淋液箱9。采用喷淋液箱9外置的方式，一方面，便于随时调整喷淋液成分配比，另一方面，能够便于喷淋液箱9的清洗。水箱中装的是水溶液，水溶液是根据试验要求配置的盐溶液(nacl溶液)或者其他溶液。溶液浓度的选择依据模拟的气候环境条件进行配置。
[0062]
为了能够实现喷淋液的回收再利用，上述喷淋组件还包括设于模拟箱体1的出液口与喷管的进液口之间的净化器10(例如，多重净化器10)。这样，从喷头5喷入模拟箱体1内的喷淋液与试样作用，模拟雨水对试样的喷淋，与试样作用后的喷淋液从模拟箱体1的出液口流出，并流经净化器10，去除与试样作用后的喷淋液中的杂质，然后重新通过喷管和喷头5进入模拟箱体1，从而能够实现长时间喷淋试验条件下的喷淋液的循环利用。
[0063]
考虑到喷头5长期使用可能会出现堵塞或损坏的问题，为了便于喷头5的清洗和更换，喷头5与喷管之间为可拆卸连接，示例性地，两者之间为螺纹连接。这样，当喷头5堵塞或损坏时，可以将喷头5与喷管分离，对喷头5进行清洗或更换。
[0064]
为了能够模拟不同光照对试样耐腐蚀的影响，上述光照组件包括光强调控器以及与光强调控器连接的多个光源7(例如，红外光源7)，光强调控器用于调控光源7的光照强度。在实际应用中，光照组件的光照强度调控，可以采用以下两种方式：
[0065]
第一种方式，通过光照调控器调节单个光源7的光照强度，进而实现光照组件的光照强度调控。
[0066]
第二种方式，通过光照调控器调节单个光源7的开启或关闭，也就是说，通过调节光源7的开启数量，进而实现光照组件的光照强度调控。
[0067]
需要说明的是，模拟不同光照对试样耐腐蚀的影响也可以采用上述两种方式相结
合。也就是说，通过调节单个光源7的光照强度和光源7的开启数量，实现模拟不同光照强度以及模拟白天、黑夜的效果。
[0068]
值得注意的是，一天时间内光照方向和光照强度时不同的，为了能够模拟一天内光照的不同，多个光源7以试样为中心呈圆弧形布置，多个光源7分为依次布置的晨照组、午照组和夕照组。
[0069]
为了避免喷淋组件和光照组件相互干扰，喷淋组件的喷头5与光照组件的光源7交错布置。
[0070]
为了能够提高供风组件的模拟真实性，有效调控模拟箱体1内的湿度，上述供风组件采用双循环供风方式，包括内循环组件和/或外循环组件。其中，内循环组件包括内循环鼓风机以及开设于模拟箱体1侧壁的内循环出气口11和内循环进气口12，内循环进出口、模拟箱体1、内循环鼓风机和外循环进气口14连通构成内循环回路；外循环组件包括外循环鼓风机以及开设于模拟箱体1侧壁上的外循环出气口13和外循环进气口14，内循环进气口12通过外循环鼓风机与外部环境连通，外循环进气口14与外部环境连通，也就是说，内循环鼓风机、内循环进出口、模拟箱体1、外循环进气口14和外部环境连通构成外循环回路。内循环进气口12和外循环进气口14设于模拟箱体1的其中一个侧壁，内循环出气口11和外循环出气口13设于模拟箱体1的另一个侧壁。这样，当模拟箱体1内的湿度在阈值范围内时，仅采用内循环组件进行供风内部循环即可；但是，当模拟箱体1内的湿度超过阈值范围内时，需要对模拟箱体1内进行除湿，此时，可以关闭内循环组件，然后，开启外循环组件，通过将外部环境的气体循环至模拟箱体1内，从而实现除湿的效果，进而达到模拟箱内湿度可控。
[0071]
值得注意的是，在实际实海曝晒中，材料表面的风向是随时变化的，为了能够实现供风风向的有效调控，内循环组件还包括进气长条孔15、第一进气推拉板16和第二进气推拉板17，进气长条孔15开设于模拟箱体1的其中一个侧壁，进气长条孔15的两个侧壁分别开设第一进气推拉槽18和第二进气推拉槽19，第一进气推拉板16的一端插入第一进气推拉槽18中，第一进气推拉板16的另一端与进气长条孔15的顶面和底面滑动连接，第二进气推拉板17的一端插入第二进气推拉槽19中，第二进气推拉板17的另一端与进气长条孔15的顶面和底面滑动连接，第一进气推拉板16和第二进气推拉板17之间具有间隙，该间隙作为内循环进气口12。这样，通过改变第一进气推拉板16和第二进气推拉板17相对于模拟箱体1的位置，能够调节第一进气推拉板16和第二进气推拉板17之间的间隙位置(即内循环进气口12的位置)，从而能够改变供风风向。
[0072]
需要说明的是，第一进气推拉板16和第二进气推拉板17的间隙位置可以通过程序进行调整，进风量和风速则通过压缩变频机进行调控，进气组件和进气管相连，进气管和变频压缩机相连。
[0073]
和/或，内循环组件还包括出气长条孔、第一出气推拉板和第二出气推拉板，出气长条孔开设于模拟箱体1的其中一个侧壁，出气长条孔的两个侧壁分别开设第一出气推拉槽和第二出气推拉槽，第一出气推拉板的一端插入第一出气推拉槽中，第一出气推拉板的另一端与出气长条孔的顶面和底面滑动连接，第二出气推拉板的一端插入第二出气推拉槽中，第二出气推拉板的另一端与出气长条孔的顶面和底面滑动连接，第一出气推拉板和第二出气推拉板之间具有间隙，该间隙作为外循环出气口11。这样，通过改变第一出气推拉板和第二出气推拉板相对于模拟箱体1的位置，能够调节第一出气推拉板和第二出气推拉板
之间的间隙位置(即内循环出气口11的位置)，从而能够改变供风风向。
[0074]
可以理解的是，为了实现模拟箱体1内试样的安装，上述环境气候箱还包括试样固定组件3，试样固设于试样固定组件3上，为了便于试样的安装，示例性地，试样固定组件3包括底座31以及与底座31可拆卸连接的安装座32，试样与安装座32固定连接。
[0075]
为了能够在保证试样稳定安装的基础上实现底座31与安装座32的可拆卸连接，底座31朝向安装座32的一面开设倒置的梯形插槽，安装座32朝向底座31的安装端形状为倒置的梯形，安装座32的安装端插入梯形插槽内。通过相互配合的安装端与插槽，能够在保证试样稳定安装的基础上实现底座31与安装座32的可拆卸连接。
[0076]
可以理解的是，在试验过程中，需要实时监测模拟箱体1内的温度和湿度，因此，上述环境气候箱还包括设于模拟箱体1内测温仪和湿度计，测温仪和湿度仪均与控制器2连接，测温仪检测的温度信息和湿度仪检测的湿度信息传送至控制器2，便于上述信息被实时记录，并作为调控依据。示例性地，测温仪检测的温度信息和湿度仪检测的湿度信息传送至控制器2，控制器2根据温度数据和湿度数据调节供风组件的风速，进而调节模拟箱内的湿度和温度在一定范围内，以满足试验设计要求复合环境条件，避免发生过热或者过湿等不符合环境模拟条件的情况。
[0077]
同样可以理解的是，为了对试验状态进行记录、监控、和程序设置，上述环境气候箱还包括显示面板，程序中对用于显示环境气候箱启动、运行正常、故障报警和停止四种状态进行了设置和显示。
[0078]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。