CN106018259B - 一种超声波腐蚀试样装置 - Google Patents

Abstract

一种超声波腐蚀试样装置，腐蚀试样箱体下部安装有加热管、超声波换能器、超声波发生器，超声波换能器与超声波发生器连接，腐蚀试样箱体内部设有支架，内置筒的两端通过转轴安装在支架上，内置筒一端连接的转轴与转轴柄连接，转轴柄穿过腐蚀试样箱体的内壁与传动轮连接，传动轮与电机的皮带轮连接，电机安装在腐蚀试样箱体的侧面，内置筒上设有浸渍孔，腐蚀试样箱体上部安装有腐蚀试样箱盖，腐蚀试样箱体与腐蚀试样箱盖之间安装有密封垫，内置筒上设有内置筒盖，腐蚀试样箱体上部侧面设有通气孔。本发明可以对材料进行腐蚀性测试，该装置采用机械转动与超声波振荡结合的方式对腐蚀试样进行测试，结构简单，提高了腐蚀实验的效率。

Description

一种超声波腐蚀试样装置

技术领域

本发明涉及化工分析仪器技术领域，尤其涉及一种超声波腐蚀试样装置。

背景技术

工程材料，尤其是金属材料在使用时，一定要考虑材料在相应工作状况环境下的耐蚀能力,作材料耐腐蚀性能评价，判断材料是否会发生严重的腐蚀，从而影响工程结构的效能，材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类:重量法、表面观察法和电化学测试法。

重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本，同时也是最有效可信的定量评价方法。通过测量材料在腐蚀前后重量的变化，可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。该方法一直在腐蚀研究中广泛使用。重量法通常采用失重法，失重法腐蚀实验是将待测样品通过钩挂放置于腐蚀液中浸泡并清除全部腐蚀产物后称重试样，试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀特征，在测试过程中，该方法效率较低，腐蚀试样容易脱落造成腐蚀液外溅，腐蚀后的产物容易附着在材料表面，清除不彻底，影响分析结果。

发明内容

本发明针对上述问题，提供机械转动与超声波振荡结合的封闭式的腐蚀试样装置，该装置工作状态可靠、结构简单、容易操作，能防止腐蚀液外溅，机械转动与超声波振荡提高腐蚀效率，可以控制腐蚀温度条件，防止腐蚀液挥发，保护环境。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种超声波腐蚀试样装置，包括腐蚀试样箱体、内置筒、浸渍孔、支架、转轴、转轴柄、传动轮、电机、加热管、通气孔、冷凝管、排液口、温度计插口、温度计、腐蚀试样箱盖、密封垫、内置筒盖、超声波发生器、超声波换能器、中央处理器、键盘、显示屏，所述的腐蚀试样箱体下部安装有加热管、超声波换能器、超声波发生器，超声波换能器与超声波发生器连接，腐蚀试样箱体内部设有支架，内置筒的两端通过转轴安装在支架上，内置筒一端连接的转轴与转轴柄的一端连接，转轴柄的另一端穿过腐蚀试样箱体的内壁与传动轮连接，传动轮与电机的皮带轮连接，电机安装在腐蚀试样箱体的侧面，内置筒上设有浸渍孔，腐蚀试样箱体上部安装有腐蚀试样箱盖，腐蚀试样箱体与腐蚀试样箱盖之间安装有密封垫，内置筒上设有内置筒盖，腐蚀试样箱体上部侧面设有通气孔，通气孔上连接有冷凝管，腐蚀试样箱体下部侧面设有排液口，腐蚀试样箱体内部前面设有温度计插口，温度插口上固定有温度计，腐蚀试样箱体侧面安装有中央处理器、键盘、显示屏，中央处理器分别与电机、加热管、超声波发生器、键盘、显示屏连接，中央处理器与电机、加热管之间设有控制电路。

优选的，所述的排液口上设有排液阀。

优选的，所述的腐蚀试样箱体前部安装有透明的观察窗，温度计设在观察窗后面。

优选的，所述的内置筒盖上也设有浸渍孔。

优选的，所述的内置筒上安装有铰链和紧固锁，内置筒盖的一侧通过铰链安装内置筒上，内置筒盖的另一侧通过紧固锁锁定在内置筒上。

本发明具有如下有益效果：一种超声波腐蚀试样装置提供机械转动与超声波振荡结合的封闭式的腐蚀试样装置，该装置工作状态可靠、结构简单、容易操作，能防止腐蚀液外溅，机械转动与超声波振荡结合提高腐蚀效率，同时通过控制加热管加热程度可以控制腐蚀温度条件，冷凝管能够防止腐蚀液挥发，保护环境。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

图2 为本发明的内置筒结构示意图。

图3 为本发明的控制结构示意图。

图4 为本发明的不同条件下的腐蚀对比曲线。

图中：1-腐蚀试样箱体；2-内置筒；3-浸渍孔；4-支架；5-转轴；6-转轴柄；7-传动轮；8-电机；9-加热管；10-通气孔；11-冷凝管；12-排液口；13-温度计插口；14-温度计；15-腐蚀试样箱盖；16-密封垫；17-内置筒盖；18-超声波发生器；19-超声波换能器；20-中央处理器；21-键盘；22-显示屏；23-排液阀；24-观察窗；25-铰链；26-紧固锁；J1-电机控制接口；J2-加热管控制接口；J3-超声波发生器接口；J4-键盘接口；J5-显示屏接口；J6-直流电源接口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面将结合附图来详细说明本发明的实施方式。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图所示，一种超声波腐蚀试样装置，包括腐蚀试样箱体1、内置筒2、浸渍孔3、支架4、转轴5、转轴柄6、传动轮7、电机8、加热管9、通气孔10、冷凝管11、排液口12、温度计插口13、温度计14、腐蚀试样箱盖15、密封垫16、内置筒盖17、超声波发生器18、超声波换能器19、中央处理器20、键盘21、显示屏22，所述的腐蚀试样箱体1下部安装有加热管9、超声波换能器19、超声波发生器18，超声波换能器19与超声波发生器18连接，腐蚀试样箱体1内部设有支架4，内置筒2的两端通过转轴5安装在支架4上，内置筒2一端连接的转轴5与转轴柄6的一端连接，转轴柄6的另一端穿过腐蚀试样箱体1的内壁与传动轮7连接，传动轮7与电机8的皮带轮连接，电机8安装在腐蚀试样箱体1的侧面，内置筒2上设有浸渍孔3，腐蚀试样箱体1上部安装有腐蚀试样箱盖15，腐蚀试样箱体1与腐蚀试样箱盖15之间安装有密封垫16，内置筒2上设有内置筒盖17，腐蚀试样箱体1上部侧面设有通气孔10，通气孔10上连接有冷凝管11，腐蚀试样箱体1下部侧面设有排液口12，腐蚀试样箱体1内部前面设有温度计插口13，温度插口13上固定有温度计14，腐蚀试样箱体1侧面安装有中央处理器20、键盘21、显示屏22，中央处理器20分别与电机8、加热管9、超声波发生器18、键盘21、显示屏22连接，中央处理器20与电机8、加热管9之间设有控制电路。

所述的中央处理器20选用MCU控制芯片，包含各种接口、存储器、I/O接口，中央处理器芯片板I/O接口主要包括电机控制接口J1、加热管控制接口J2、超声波发生器接口J3、键盘接口J4、显示屏接口J5、直流电源接口J6。所述的加热管9为电加热管，所述的超声波换能器19是将高频振荡电讯号转化为高频机械振荡的器件，超声波发生器18是将电转换成与超声波换能器19相匹配的高频交流电讯号的器件，驱动超声波换能器工作，超声波换能器19与超声波发生器18二词的技术含义在超声波专业技术领域是公知的。通过键盘21、显示屏22设置参数，中央处理器20控制加热管9的加热温度及电机8转速。

排液口12上设有排液阀23，在腐蚀实验结束后，打开排液阀23排出腐蚀液。

腐蚀试样箱体1前部安装有透明的观察窗24，温度计14设在观察窗24后面，通过透明的观察窗24能够观察到温度计14的读数以及腐蚀试样箱体1内的腐蚀反应情况。

内置筒盖17上也设有浸渍孔3，浸渍孔3能够使腐蚀液进入内置筒2，使腐蚀液于待检测的腐蚀材料充分接触。

内置筒2上安装有铰链25和紧固锁26，内置筒盖17的一侧通过铰链25安装内置筒2上，内置筒盖17的另一侧通过紧固锁26锁定在内置筒2上。内置筒盖17、铰链25、紧固锁26采用耐腐蚀的工程塑料。

内置筒2、支架4、转轴5、转轴柄6与传动轮7为同轴设置，转轴5与支架4之间安装有轴承，内置筒2能够在支架4转动，传动轮7通过传动带与电机8的皮带轮连接，电机8带动传动轮7转动，传动轮7通过转轴柄6带动内置筒2转动。通过内置筒2上的内置筒盖17放入定量的待腐蚀材料，盖上内置筒盖17，通过紧固锁26将内置筒盖17锁定在内置筒2，通过腐蚀试样箱盖15加入腐蚀液，腐蚀液通过内置筒2上的浸渍孔3淹没过待腐蚀材料，腐蚀液能够通过内置筒2上的浸渍孔3进出内置筒2，在电机8带动下内置筒2转动，待腐蚀材料在内置筒2内翻滚，超声波换能器19将超声波发生器18的高频振荡电讯号转化为高频机械振荡，液体中的微气泡声波的作用下保持振动，液体中产生空化效应，破坏腐蚀材料表面的吸附物，在机械转动与超声波振荡结合作用下，能够加速待腐蚀材料腐蚀速度，并能彻底清除待腐蚀材料表面附着的腐蚀产物，提高实验准确度。腐蚀试样箱体1为封闭结构，能防止腐蚀液外溅。当需要在不同温度条件下测试待腐蚀材料的腐蚀数据时，可以调节加热管9的加热功率，调节腐蚀液温度，冷凝管能够挥发出来的腐蚀气体冷凝，防止腐蚀性气体污染环境。

实施例1：

将304钢放入1.5mol/L的盐酸溶液中，在无机械转动、无超声波条件下，其第一天到第五天的失重比分别为1mg/cm²、2.2mg/cm²、3.6mg/cm²、4.9mg/cm²、6.2mg/cm²，根据以上腐蚀的天数和失重比绘制无内置筒机械转动无超声波条件腐蚀曲线，如图4所示。

实施例2：

将304钢放入装有1.5mol/L盐酸溶液的超声波腐蚀试样装置中，在只有内置筒2机械转动、无超声波条件下，只打开电机8，不打开超声波发生器18，设置内置筒2转动速度为10r/min，其第一天到第五天的失重比分别为1.2mg/cm²、2.6mg/cm²、4.1mg/cm²、5.3mg/cm²、7.1mg/cm²，根据以上腐蚀的天数和失重比绘制内置筒机械转动无超声波条件腐蚀曲线，如图4所示。

实施例3：

将304钢放入装有1.5mol/L盐酸溶液的超声波腐蚀试样装置中，在内置筒2机械转动及超声波条件下，打开电机8，打开超声波发生器18，设置内置筒2转动速度为10r/min，超波波功率为15W，频率为30KHz，其第一天到第五天的失重比分别为2.5mg/cm²、5.3mg/cm²、7.9mg/cm²、10.8mg/cm²、13.2mg/cm²，根据以上腐蚀的天数和失重比绘制内置筒机械转动有超声波条件腐蚀曲线，如图4所示。

通过以上实施例对比，在内置筒2机械转动和超声波的综合作用下能够显著提高腐蚀试样的腐蚀速度。

以上描述了本发明的实施方式，但所述的内容仅为便于理解本发明技术方案而采用的实施方式，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种超声波腐蚀试样装置，包括腐蚀试样箱体（1）、内置筒（2）、浸渍孔（3）、支架（4）、转轴（5）、转轴柄（6）、传动轮（7）、电机（8）、加热管（9）、通气孔（10）、冷凝管（11）、排液口（12）、温度计插口（13）、温度计（14）、腐蚀试样箱盖（15）、密封垫（16）、内置筒盖（17）、超声波发生器（18）、超声波换能器（19）、中央处理器（20）、键盘（21）、显示屏（22）、排液阀（23），其特征在于：所述的腐蚀试样箱体（1）下部安装有加热管（9）、超声波换能器（19）、超声波发生器（18），超声波换能器（19）与超声波发生器（18）连接，腐蚀试样箱体（1）内部设有支架（4），内置筒（2）的两端通过转轴（5）安装在支架（4）上，内置筒（2）一端连接的转轴（5）与转轴柄（6）的一端连接，转轴柄（6）的另一端穿过腐蚀试样箱体（1）的内壁与传动轮（7）连接，传动轮（7）与电机（8）的皮带轮连接，电机（8）安装在腐蚀试样箱体（1）的侧面，内置筒（2）上设有浸渍孔（3），腐蚀试样箱体（1）上部安装有腐蚀试样箱盖（15），腐蚀试样箱体（1）与腐蚀试样箱盖（15）之间安装有密封垫（16），内置筒（2）上设有内置筒盖（17），内置筒盖（17）上也设有浸渍孔（3），腐蚀试样箱体（1）上部侧面设有通气孔（10），通气孔（10）上连接有冷凝管（11），腐蚀试样箱体（1）下部侧面设有排液口（12），排液口（12）上设有排液阀（23），腐蚀试样箱体（1）内部前面设有温度计插口（13），温度插口（13）上固定有温度计（14），腐蚀试样箱体（1）侧面安装有中央处理器（20）、键盘（21）、显示屏（22），中央处理器（20）分别与电机（8）、加热管（9）、超声波发生器（18）、键盘（21）、显示屏（22）连接，中央处理器（20）与电机（8）、加热管（9）之间设有控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种超声波腐蚀试样装置，其特征在于：所述的腐蚀试样箱体（1）前部安装有透明的观察窗（24），温度计（14）设在观察窗（24）后面。

3.根据权利要求1所述的一种超声波腐蚀试样装置，其特征在于：所述的内置筒（2）上安装有铰链（25）和紧固锁（26），内置筒盖（17）的一侧通过铰链（25）安装内置筒（2）上，内置筒盖（17）的另一侧通过紧固锁（26）锁定在内置筒（2）上。