CN107192658A - 盐雾试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盐雾试验箱，包含依次连接的盐溶液储存箱、管道和喷雾塔，还包含基于电磁感应的盐溶液瞬时流量测量装置、控制器和控制面板，盐溶液瞬时流量测量装置加装在管道上，该装置具备以下功能:当盐溶液在管道内流动时测量感应电动势，并向控制器输出表示流量大小的电信号；控制器具有以下功能：在接收到表示流量大小的电信号后进行信号处理，获得流量值，把流量值除以盐雾试验箱的盐雾试验区底面积计算出盐雾沉降量；所述控制面板显示控制器计算出的盐雾沉降量。本发明依靠电磁感应原理自动计算出流试验箱的盐雾沉降量，彻底消除人工定时读取量杯内收集的盐溶液高度计算沉降量所产生的误差，大幅提高试验精度。

Description

盐雾试验箱

技术领域

本发明涉及一种盐雾试验箱，特别涉及一种基于电磁感应原理实时测量并控制盐雾沉降量的盐雾试验箱。

背景技术

盐雾试验目的是考核产品承受盐雾大气的能力。盐雾试验有两种方法：①使用盐雾试验箱，把受试品放在试验箱内进行试验，②把受试品放在实际海洋大气环境下进行试验，这不需要试验设备(露天试验)。由于采用盐雾试验箱进行试验操作简便，仿真度高，在工业界已经得到了广泛的应用。下面文中提到的盐雾试验就是指采用第一种方法。

盐雾试验的主要试验条件是：①盐溶液浓度和PH值，②试验持续时间，③盐雾的沉降率，④试验温度(一般为35℃±2℃)，⑤喷雾方式(有两种方式：连续喷雾，喷雾和干燥状态交替进行)。

盐雾试验箱的工作原理如下所示(参见图2)：

①预先调制规定PH值的盐溶液：在盐雾试验箱内的温度保持为35℃±2℃时，一般PH值是6.5～7.2(GJB150.11-2008，第7.1.1.3条)，盐溶液浓度是5％±1％。

②把盐溶液加注到盐雾试验箱的盐溶液存储箱14中。该盐溶液存储箱可以承受一定的压力。

③通过压缩空气输入管道8给盐溶液储存箱14输入一定压力的压缩空气，盐溶液在压力差作用下，通过管道1，以一定的速度流入布置在盐雾试验区内的喷雾塔2和喷雾塔3。

④在喷雾塔2和喷雾塔3内快速流动的盐溶液撞击到喷雾塔内的喷头，盐溶液形成细小液滴，然后以雾滴的形式喷射出来，作用到布置在试验区内的受试产品上。

影响试验效果的主要参数是单位时间的盐雾沉降率，一般要求盐溶液沉降率是在每个面积为80cm²的(直径10cm的圆形区域)收集器内，每小时收集1mL～3mL溶液。

目前盐雾试验沉降量值的观测方法是：人工观测法。具体方法是(参见：GB/T5170.8-2008第8.1.2)：

在试验区域内布置盐溶液收集器，收集器是由面积为80cm²的玻璃(或者塑料)漏斗和量筒组成，

喷雾塔开始喷盐雾后，盐溶液收集器收集到从喷雾塔喷出的盐溶液，盐溶液流到与之连接的漏斗和量筒中，试验操作人员定时(每隔1个小时，或者2个小时，具体按照试验要求)去读量筒中的液面高度对应的值，把读到的值减去上一时间点的液面高度值，得到当前时间段(1个小时)的盐雾沉降量(各收集器/测量点的放置位置如图1中的A，B，C，D，E)。

这种方法存在以下弊端：

①不能实时测量盐雾沉降量数值。一般测量周期是1个小时。

②不能自动显示盐雾沉降量数值。测量结果依靠人工读取量筒内页面高度值，并减去上一测试值而得。

③人工读取数值误差大。量筒读取存在较大误差，影响试验精度，随着读取数值次数的增加，累计误差也越来越大。

④观测非常不方便。收集器/测量点布置在试验箱内，需要打开试验箱门去拿出漏斗和量筒才能观测，观测非常不方便。如试验时间为48小时，每小时读取一次，则需要人工打开箱门48次。

⑤试验盐雾会影响人员健康。打开箱门时候盐雾会飘逸出来，人会吸入细小的盐雾颗粒，对人体健康有不利的影响，同时盐雾还会飘逸到盐雾试验箱周围的设施上，对这些设施造成腐蚀。

⑥不能自动控制盐雾试验沉降量，试验精度无法保证。当发现沉降量超出误差允许值后，才能人工去调节喷雾压力，而且由于超出试验允许误差还需要补做试验，补做方法不容易确定(补多少时间)。

目前盐雾试验一般持续时间为48小时，96小时，甚至更长。为了保证试验精度，必须采取自动化的测量方法和控制方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种盐雾试验箱，依靠电磁感应原理计算出盐雾沉降量，彻底消除人工读取量杯内盐溶液高度计算沉降量所产生的误差，大幅提高试验精度。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种盐雾试验箱，包含依次连接的盐溶液储存箱14、管道1和喷雾塔3，还包含基于电磁感应原理的盐溶液瞬时流量测量装置12、控制器6和控制面板7；

所述盐溶液瞬时流量测量装置12安装在管道1上，该装置具有以下功能：当盐溶液在管道内流动经过盐溶液瞬时流量测量装置12时，先测量出表示盐溶液流量大小的感应电动势，然后向控制器6输出表示盐溶液流量大小的电信号；

所述控制器6具有以下功能：在接收到盐溶液瞬时流量测量装置12输出的表示盐溶液流量大小的电信号后，先对电信号进行滤波，放大处理，再将电信号转换为流量值，然后将流量值除以盐雾试验箱的盐雾试验区底面积计算出盐雾沉降量；

所述控制面板7上安装有显示器，所述显示器用于显示控制器6计算出的盐雾沉降量。可以用图形方式或者文字方式显示要求的盐雾沉降量，试验箱内的温度(试验箱内配备温度传感器)，试验要求时间，已经进行时间，剩余时间，试验模式(连续喷雾，间歇喷雾)等参数。

进一步，所述管道1包含二个输出支管31，32和一个输入支管，所述二个输出支管的输入端分别安装在盐溶液储存箱14，二个输出支管的输出端与输入支管的输入端连接，输入支管的输出端连接喷雾塔3，所述盐溶液瞬时流量测量装置12安装在输入支管1上。

进一步，所述二个输出支管31，32上分别安装一个电磁阀11，13，所述控制器还具有控制电磁阀的开启的功能。

进一步，所述控制器6根据盐雾试验箱的盐雾试验区底面积、试验要求持续时间、喷雾方式和规定的盐溶液沉降量计算需要的盐溶液体积，并控制电磁阀11，13开启的大小。

进一步，所述控制器6还具有计算盐溶液储存箱14内剩余盐溶液的容量的功能。

进一步，所述盐雾试验箱还包含报警装置17，所述控制器6还具有判断盐雾沉降量是否超出试验误差的功能，当超出试验误差时，启动报警装置。

进一步，判断盐雾沉降量是否超出试验误差的方法为：当控制器6首次计算出盐雾沉降量超出允许的试验误差后，则进行第二次盐雾沉降量计算；

若第二次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量超出了误差允许范围，则控制器启动报警装置，若第二次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量未超出了误差允许范围，则进行第三次盐雾沉降量计算；

若第三次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量超出了误差允许范围，则控制器启动报警装置，若第三次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量未超出了误差允许范围，则停止本次误差判断。

本发明的有益效果在于：

1)可以实时测量并显示盐雾沉降量数值。彻底改变了原来人工定时观测的方法，实现了实时测量，大大提高试验精确度。

2)可以大大提高试验精度。依靠电磁感应原理自动计算出盐雾沉降量，彻底消除人工读取量杯方法所产生的误差，大幅提高试验精度。

3)传统的测量方法是通过量杯来评估是否满足80cm²的盐雾沉降量，圆形的面积和矩形面积上的沉降量存在差异(圆形面积无法正好等于80cm²)。电磁感应法彻底消除了这个差异；

4)可以实现试验自动闭环控制。传统人工法属于落后的开环试验，无法自动控制试验参数。本发明通过自动控制盐雾试验沉降量，实现了试验自动闭环控制。

5)更加环保。传统的测量方法需要打开箱门，此时盐雾会飘逸出来，人会吸入细小的盐雾颗粒，对人体健康有不利的影响。本发明不需要开箱门，有效保护人员健康。

本方法彻底改变了传统盐雾试验的控制和测量方法，实现了自动测量、自动控制，使试验更加精确，同时减少了试验人力需求，具有较大的市场前景。

附图说明

图1为盐雾沉降率测量点布放位置；

图2为传统盐雾试验箱的工作原理示意图；

图3为实施例中所述盐雾试验箱的工作原理示意图；

图4为实施例中所述盐雾试验箱的结构示意图；

图5为实施例中所述盐雾试验箱盐中电磁感应盐溶液瞬时流量测量装置及电磁阀的安装示意图。

附图标记说明

1-管道，2-喷雾塔，3-喷雾塔，4-盐雾箱顶盖，5-显示器，6-控制器，7-控制面板，8-压缩空气输入管道，9-盐溶液瞬时流量测量装置和控制器间信号线，10-盐雾箱试验参数控制按键、旋钮，11-电磁阀，12-盐溶液瞬时流量测量装置，13-电磁阀，14-盐溶液储存箱，15-盐雾试验区底面，16-盐溶液排放管，17-报警装置23-控制器对电磁阀的控制线，31-输出支管，32-输出支管，33-盐溶液加注口，34-盐溶液储存箱安全压力释放阀，35-压力表，36-手动阀门，37-手动阀门，38-手动阀门，39-手动阀门，40-盐溶液储存箱排放口，41-液位高度指示计，

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图3-5所示，本实施例所示的一种盐雾试验箱，包含依次连接的盐溶液储存箱14、管道1和喷雾塔3，还包含基于电磁感应的盐溶液瞬时流量测量装置12、控制器6和控制面板7。

盐溶液瞬时流量测量装置12安装在管道1上，靠近盐溶液储存箱14处，当盐溶液在管道内流动经过盐溶液瞬时流量测量装置12时，盐溶液瞬时流量测量装置12先测量出表示盐溶液流量大小的感应电动势，再根据感应电动势得到盐溶液流量。盐溶液瞬时流量测量装置接通电源后，在管道1周围形成电磁场，此时只要盐雾试验箱的管道1中有盐溶液流过，根据电磁感应原理，会在和盐溶液流动和磁力线都垂直的方向上产生一个感应电动势E，

E＝BDv………………………………………..(1)

B-磁感应强度，单位为T，

D-管道直径，即管道垂直切割磁力线的长度，单位为米，

v-盐溶液在磁场中运动的速度，单位为米/秒。

由于流量Q等于盐溶液在磁场中运动的速度v与管道截面积的乘积，直径为D的管道的截面积A＝π(D/2)²,

Q＝vπ(D/2)²………………………….…(2)

v＝4Q/(πD²)，代入(1)

Q＝EπD/4B，可见当磁感应强度B和管道直径D不变时候，感应电势E和体积流量Q成正比。

采用交流磁场，B＝B_msinwtB_ms交变磁场的角频率，w交变磁场磁感应的最大值。

Q＝(πD/4)(E/sinwt)………………..(3)

盐溶液瞬时流量测量装置将计算出的代表盐溶液流量Q的电信号，通过电磁感应盐溶液瞬时流量测量装置和控制器间信号线9传输给控制器6。

控制器可以由微处理器(CPU)、驻留控制软件和存储运行数据的内存、控制电磁阀、读取感应电势的外部接口、电源板和驻留软件等组成(是一个嵌入式微处理机控制系统)，在接收到电磁感应盐溶液瞬时流量测量装置12输出的表示流量的电信号后，驻留软件先把电信号进行滤波，放大处理，再转变为流量值，然后把流量值除以盐雾试验箱的盐雾试验区底面积计算出盐雾沉降量。因为盐雾试验箱在试验时候保持密封状态，单位时间内喷雾塔喷出的盐雾总量等于从盐雾存储箱流出的流量Q，而且盐雾试验箱的盐雾试验区底面面积S是常量，把Q除以S，得到单位时间盐雾的实时沉降量，把该值和试验要求值进行比较，控制调节盐溶液从盐溶液储存箱14的流量，即可控制盐雾沉降量。

假设：盐雾试验箱的盐雾试验区底面积为S(2.0)平方米，80平方厘米的面积上每小时盐雾沉降量F为3mL，则试验箱每小时需要的盐溶液Q_h是

Q_h＝3毫升*(2.0立方米*10000/80平方厘米)，

Q_h＝750毫升，

如果进行48小时试验，则需要盐溶液＝48小时*750毫升＝36000毫升。

则盐溶液每小时流量＝Q_h＝750毫升。相应可以计算出每分钟的流量是12.5毫升，输出的流量必须满足这个测试要求。

控制面板7包含显示器5和盐雾箱试验参数控制按键、旋钮10，在显示器5可以显示控制器6计算出的盐雾沉降量等数据。

进一步，为保证盐溶液输出的可靠性，管道1包含输出支管31、输出支管32和一个输入支管，输出支管31、输出支管32的输入端分别安装在盐溶液储存箱14，输出支管31、输出支管32的输出端与输入支管的输入端连接，输入支管的输出端连接喷雾塔2、喷雾塔3，所述电磁感应盐溶液瞬时流量测量装置12加装在输入支管1上，这样形成了盐溶液输出冗余备份。同比单通道输出构型，采用双通道后盐溶液可靠输出可靠性可以提高一个量级(可靠性理论；并联系统的可靠性)，如果有一路电磁阀故障发生故障候，由于盐雾沉降量可以实时测量并显示，操作人员可以通过手动阀36，切断该路输出，加大另外一路的输出流量，保证试验能够继续进行。在设计输出支管直径时，应该使每路盐溶液输出量可以满足最大试验流量要求，这样每路正常工作时候的流量为最大流量的50％左右，实现降额工作。

进一步，输出支管31上安装一个电磁阀11，输出支管32上安装一个电磁阀13，电磁阀和控制器连接，控制器还可以控制电磁阀的部分开启，全部开启，全部关闭，实现盐溶液的输出控制。

控制器6可以根据盐雾试验箱面积大小、试验持续时间、喷雾方式和规定的盐溶液沉降量计算需要的溶液体积，从而控制电磁阀11、电磁阀13开启的大小，实现盐溶液输出量大小的控制。

进一步，控制器还可以计算盐溶液储存箱14内剩余盐溶液的数量。

进一步，盐雾试验箱还包含报警装置17，所述控制器6还可以在计算出的盐雾沉降量超出试验误差时，启动报警装置。报警装置可以采用灯光或声音方式报警。判断盐雾沉降量是否超出试验误差的方法可以采用工程上的n中取r的表决方式，即n个输出结果中取r个结果，具体为：当控制器6首次计算出盐雾沉降量超出允许的试验误差后，则进行第二次盐雾沉降量计算；

若第二次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量超出了误差允许范围，则控制器启动报警装置，若第二次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量未超出了误差允许范围，则进行第三次盐雾沉降量计算；

若第三次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量超出了误差允许范围，则控制器启动报警装置，若第三次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量未超出了误差允许范围，则停止本次误差判断，继续实验操作。

控制器还可以自动测试外部压缩空气的压力是否处于正常范围，如超出范围马上发出报警信号；控制盐雾试验箱内的加热部件，使试验箱内的温度保持在规定范围内。

盐雾试验箱的试验控制过程为：

把调制好的盐溶液加注到盐溶液储存箱14中，给盐雾试验箱通电，给盐雾试验箱盐溶液存储箱通入一定压力的压缩空气。然后打开电磁阀11和电磁阀13，由于喷口和盐溶液存储箱之间存在压力差，在压力作用下，盐溶液顺着管道1流到喷雾塔，在喷雾塔处盐溶液撞击喷头，盐溶液以雾滴形式从喷口出喷出。

盐溶液从管道流过时候，盐溶液瞬时流量测量装置产生感应电动势，并把表示流量大小的电信号发送至控制器6，控制器根据预先输入的参数，计算出此时的盐雾沉降量，并把该盐雾沉降量发送到安装在控制面板的显示器上6进行显示。如果该值在试验运行的误差范围之内，在保持当前的状态继续进行试验。

当沉降量小于试验规定值时候，控制器马上调大电磁阀11和13，增加盐溶液的流量，增加感应电动势，信号反馈到试验控制器中，控制器根据信号，控制电磁阀开启大小，实现闭环控制盐溶液流量。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种盐雾试验箱，包含依次连接的盐溶液储存箱(14)、管道(1)和喷雾塔(3)，其特征在于：还包含基于电磁感应原理的盐溶液瞬时流量测量装置(12)、控制器(6)和控制面板(7)；

所述盐溶液瞬时流量测量装置(12)安装在管道(1)上，该装置具有以下功能：当盐溶液在管道内流动经过盐溶液瞬时流量测量装置(12)时，先测量出表示盐溶液流量大小的感应电动势，然后向控制器(6)输出表示盐溶液流量大小的电信号；

所述控制器(6)具有以下功能：在接收到盐溶液瞬时流量测量装置(12)输出的表示盐溶液流量大小的电信号后，先对电信号进行滤波，放大处理，再将电信号转换为流量值，然后将流量值除以盐雾试验箱的盐雾试验区底面积计算出盐雾沉降量；

所述控制面板(7)上安装有显示器，所述显示器用于显示控制器(6)计算出的盐雾沉降量。

2.根据权利要求1所述的盐雾试验箱，其特征在于：所述管道(1)包含二个输出支管(31，32)和一个输入支管，所述二个输出支管的输入端分别安装在盐溶液储存箱(14)，二个输出支管的输出端与输入支管的输入端连接，输入支管的输出端连接喷雾塔(3)，所述盐溶液瞬时流量测量装置(12)安装在输入支管(1)上。

3.根据权利要求2所述的盐雾试验箱，其特征在于：所述二个输出支管(31，32)上分别安装一个电磁阀(11，13)，所述控制器还具有控制电磁阀的开启的功能。

4.根据权利要求3所述的盐雾试验箱，其特征在于：所述控制器(6)根据盐雾试验箱的盐雾试验区底面积、试验要求持续时间、喷雾方式和规定的盐溶液沉降量计算需要的盐溶液体积，并控制电磁阀(11，13)开启的大小。

5.根据权利要求1所述的盐雾试验箱，其特征在于：所述控制器(6)具有计算盐溶液储存箱(14)内剩余盐溶液的容量的功能。

6.根据权利要求1所述的盐雾试验箱，其特征在于：还包含报警装置(17)，所述控制器(6)具有判断盐雾沉降量是否超出试验误差的功能，当超出试验误差时，启动报警装置。

7.根据权利要求6所述的盐雾试验箱，其特征在于判断盐雾沉降量是否超出试验误差的方法为：当控制器(6)首次计算出盐雾沉降量超出允许的试验误差后，则进行第二次盐雾沉降量计算；

若第二次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量超出了误差允许范围，则控制器启动报警装置，若第二次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量未超出了误差允许范围，则进行第三次盐雾沉降量计算；

若第三次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量超出了误差允许范围，则控制器启动报警装置，若第三次盐雾沉降量计算的盐雾沉降量未超出了误差允许范围，则停止本次误差判断。