CN108956444B - 一种防腐涂层自然环境试验和性能检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂层环境实验和性能检测设备技术领域，具体涉及一种防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，主体结构包括一号基座、二号基座、三号基座、四号基座、控制桩、一号控制单元、一号水泵、蒸馏水箱、二号控制单元、二号水泵、电化学工作站、检测溶液箱、三号控制单元、信号接收器、四号控制单元、控制柜、滑槽、清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器为可组合的球形双层壳体结构，组合时，内层壳体边缘的搭接胶条搭接后，外层壳体相对于内层壳体转动，覆盖搭接胶条的接缝，实现双重防水密封效果。

Description

一种防腐涂层自然环境试验和性能检测系统

技术领域：

本发明属于涂层环境实验和性能检测设备技术领域，具体涉及一种防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，能够同时自动进行防腐涂层的大气自然环境试验和性能检测。

背景技术：

环境试验是为了保证产品在规定的寿命期间，在预期的使用、运输或贮存的所有环境下，保持功能可靠性而进行的活动；是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用，以评价产品在实际使用、运输和贮存的环境条件下的性能，并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。自然环境试验，是将产品特别是材料和构件长期直接暴露于某一自然环境中，以确定该自然环境对它的影响过程，通常在各种类型的自然暴露场进行；自然环境试验主要是获取气候环境因素对材料、工艺和构件等受自然环境各种因素长期综合作用产生的腐蚀、老化、霉变和电性能损失等，为产品设计中材料、工艺、元器(部)件选择提供基本数据；使用环境试验主要用于产品样机研制过程和产品使用阶段，获取样机对真实使用环境适应性的信息，为改进设计或评价其环境适应性提供依据。

和环境试验一样，环境试验设备从本世纪二十年代至今已有80多年的历史了，从70年代开始，环境试验设备有了迅速发展，并逐渐成为一门综合性强技术复杂的边缘科学。中国专利201721145681.6公开的一种用于光伏组件测试的综合环境试验设备包括试验箱、光源、制冷/加热机组、控制台、冷却水塔和试样架，所述的试样架内置在试验箱内，试样架用于承载待试验的光伏组件试验样品，所述光源放置在试验箱的顶部，光源发出的光照射到试验箱内的试验样品，所述制冷/加热机组与试验箱相连通，经制冷/加热机组出来的空气进入试验箱，然后从试验箱排出，所述冷却水塔与制冷/加热机组相连通，用于给制冷/加热机组降温，所述的控制台与光源和制冷/加热机组均相连接，用于控制光源的开闭以及制冷/加热机组工作；中国专利201721502544.3公开的一种高压环境试验箱包括一个水平放置的罐体、罐盖以及用于支撑罐体和罐盖的支架；罐体为前端开口的圆筒形结构；支架的上端焊接在罐体底部，下端与地面接触；其特征在于，所述罐体的前端连接有一个罐盖，与罐体的前端开口处密封连接，使罐体内部形成密闭空间；罐盖上具有一个观察窗，观察窗为透明的钢化高温耐压玻璃；罐体上具有一个安全阀；罐体上具有一个空气调压阀；罐体上具有一个照明装置，包括照明灯和透明的钢化高温耐压玻璃，照明灯位于钢化高温耐压玻璃上方；罐体上还具有一个温度显示器和一个压力表；中国专利201721275132.0公开的一种环境试验装置包括：环境箱，所述环境箱限定出用于容纳待测试零件的容纳腔；制冷系统，所述制冷系统与所述环境箱相连，以调节所述容纳腔的温度；加热系统，所述加热系统与所述环境箱相连，以调节所述容纳腔的温度；散热系统，所述散热系统包括混水箱，所述混水箱与所述制冷系统及所述加热系统相连，以调节所述混水箱的散热介质的温度，所述混水箱用于向所述待测试零件的冷却系统供冷却介质；中国专利201680032529.9公开的一种环境试验装置具备：腔室，其容纳被检查物；冷却单元，其具有载冷剂循环装置和冷却装置，所述载冷剂循环装置具有一部分被配置在所述腔室内的载冷剂循环路，使载冷剂在该载冷剂循环路内循环，所述冷却装置在所述载冷剂循环路中的被配置在所述腔室外的部分处对所述载冷剂进行冷却；加热单元，其具有被配置在所述腔室内的加热器；和控制装置，其对所述冷却单元和所述加热单元进行控制，所述冷却装置具有：高温侧冷却回路，其是高温侧压缩机、冷凝器、高温侧膨胀阀和级联冷凝器按该顺序通过配管连接而成的，以使高温侧热介质循环；低温侧冷却回路，其是低温侧压缩机、所述级联冷凝器、低温侧膨胀阀和蒸发器按该顺序通过配管连接而成的，以使低温侧热介质循环，在所述级联冷凝器中所述低温侧热介质被所述高温侧热介质冷却，在所述蒸发器中所述载冷剂被所述低温侧热介质冷却，所述控制装置通过对所述冷却单元和所述加热单元进行控制，从而将所述腔室内的温度控制在-67.5℃至127.5℃的温度范围内；中国专利201720815043.4公开的海洋工程仪器模拟环境试验装置包括箱体、顶部风口、加热体、冷却凸体、冷凝换热管、试验托架、导缆孔和底部风口；其特征在于，箱体顶部和底部分别安装顶部风口和底部风口，箱体内中部有工作仓，在该工作仓壁上安装加热体、冷却凸体和冷凝换热管，同时在该工作仓内安装试验托架，试验托架至少一侧外壁处露在箱体外，而且，该侧外壁上开有导缆孔；中国专利201720452586.4公开的一种环境试验箱包括保温箱体、空气调节通道、制冷机组、新风处理系统、燃气热水器被测样机、排烟风机、恒温恒压水系统、热水测试装置和燃气供应源；所述空气调节通道、燃气热水器被测样机置于保温箱体内部；所述制冷机组、新风处理系统、排烟风机、恒温恒压水系统均设于保温箱体外侧；中国专利201720630643.3公开的一种环境试验箱，试验箱的下表面两侧均固定连接有支柱，所述试验箱的正面通过门铰链铰接有箱门，所述箱门的内部两端均设有螺纹槽，所述试验箱的内部两端均设有伸缩孔，所述伸缩孔的一端连通有圆孔，所述伸缩孔的内侧滑动套接有伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定连接有扭动旋钮，所述伸缩杆的另一端固定连接有螺纹盘，所述螺纹盘的表面活动套接圆孔的内侧，所述螺纹盘的表面螺纹连接螺纹槽，所述试验箱的上表面两侧均固定连接有电机箱，所述电机箱的内部上端固定连接有电机，所述电机的端口位置轴连接有转轴，所述转轴的下端穿过试验箱固定连接有叶片，所述试验箱的上端内部中间位置嵌入有进水管，所述进水管的上端固定连接有水泵，所述进水管的下端固定连接有喷淋板，所述试验箱的内侧两端均固定连接有支撑杆，所述支撑杆的另一端固定连接有板框，所述板框的内侧下端固定连接有橡胶垫，所述板框的上端内部设有螺纹孔，所述螺纹孔的内侧螺纹连接有螺纹旋钮，所述螺纹旋钮的下端固定连接有挤压垫；中国专利201610035850.4公开的一种海洋浪溅区环境试验模拟系统包括试验样品仓，试验样品仓固定于海绵漂浮平台上；所述试验样品仓呈空心圆筒状，其端部呈封闭的锥形，尾部呈开口状并设有用于密封的仓口盖；在试验样品仓的仓壁上，沿着顶部和底部的轴向中心线、两侧的水平中心线分别设有多个间隔的通孔；上述专利产品均不适用于直接可靠的获取防腐涂层的大气自然环境适应性能，防腐涂层的大气环境适应性评价以自然暴露条件下的挂片试验为一般方式，由于涂层体系的自然环境试验周期较长，试验期间需要设置多个性能检测时间节点。同时，涂层的性能检测方法为人工取样和检测，需要对试样逐一处理，包括表面清洁、形貌采集、物理性能和电化学性能的检测等；然后，将样品重新上架试验；当试验样品量较大时，这将耗费大量的人力和时间成本。现有技术中还没有同时对防腐涂层进行自动大气自然环境试验和性能检测设备。因此，研发设计一种防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，实现同时对防腐涂层自动进行大气自然环境试验和性能检测，对于在无人值守的试验站点开展大气自然环境试验尤其具有重要的价值，很有应用前景。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的手工检测繁复的缺点，设计一种防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，实现防腐涂层在大气环境暴露条件下的自动试验和性能检测，大幅提高试验效率和结果数据的可靠性，节省试验成本。

为了实现上述目的，本发明涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统的主体结构包括一号基座、二号基座、三号基座、四号基座、控制桩、一号控制单元、一号水泵、蒸馏水箱、二号控制单元、二号水泵、电化学工作站、检测溶液箱、三号控制单元、信号接收器、四号控制单元、控制柜、滑槽、清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架；空腔式结构的一号基座、二号基座、三号基座和四号基座等间距式环绕并固定连接在圆柱形结构的控制桩的外围，一号基座的内部设置有一号控制单元、一号水泵和蒸馏水箱，二号基座的内部设置有二号控制单元、二号水泵、电化学工作站和检测溶液箱，三号基座的内部设置有三号控制单元，三号基座的外部设置有信号接收器，四号基座的内部设置有四号控制单元，三号基座和四号基座的外部之间设置有控制柜，一号基座、二号基座、三号基座和四号基座的上表面均开设有L形结构的滑槽，一号基座的上表面设置有清洗烘干检测器，二号基座的上表面设置有电化学性能检测器，三号基座的上表面设置有形貌检测器，四号基座的上表面设置有物理性能检测器，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器均为八分之一球形壳体结构并通过弧形伸缩器连接成为半球形壳体结构，清洗烘干检测器、电化学性能检测器形貌检测器和物理性能检测器分别通过设置在滑槽中的直连伸缩器与控制桩连接，控制桩的上部设置有风车式结构的试样架，控制桩与试样架插接式连接。

本发明涉及的控制桩的主体结构包括桩体、凹槽、排水孔、安装孔、主机、控制器、电源和存储器；圆柱形结构的桩体的上部开有圆形结构的凹槽，凹槽的底部侧面开设有圆形结构的排水孔，凹槽的底部中心设置有圆形结构的安装孔，桩体的下部为中空结构，中空结构中设置有主机、控制器、电源和存储器，主机分别与控制器、电源和存储器电连接，控制器分别与控制桩、一号控制单元、一号水泵、蒸馏水箱、二号控制单元、二号水泵、电化学工作站、检测溶液箱、三号控制单元、信号接收器、四号控制单元、控制柜、清洗烘干检测器、形貌检测器、电化学性能检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架电连接。

本发明涉及的清洗烘干检测器、电化学性能检测器形貌检测器和物理性能检测器的主体结构均包括内层壳体、外层壳体、隔板和搭接胶条，内层壳体和外层壳体连接，内层壳体的边缘设置有搭接胶条，内层壳体的上部通过隔板围成检测腔，清洗烘干检测器的检测腔中设置有喷淋头和电热鼓风机，电化学性能检测器的检测腔中设置有一号传动器，一号传动器与检测仪连接，形貌检测器的检测腔中设置有形貌采集器，物理性能检测器的检测腔中设置有二号传动器，二号传动器与杯形结构的溶液槽连接，溶液槽的槽体设置有圆管状结构的进液口，溶液槽的内部设置有银/氯化银固体电极和铂丝电极，溶液槽的槽口设置有圆环形结构的密封圈。

本发明涉及的试样架的主体结构包括高度调节杆、万向轴、角度调节器、旋转控制器、固定电极、旋转圆环、中心圆盘和试样座；圆柱形结构的高度调节杆的顶端与圆形结构的万向轴连接，万向轴的外侧设置有镯式角度调节器，角度调节器与圆环形结构的旋转控制器连接，旋转控制器的外围等间距式设置有6-12个L形棒状结构的固定电极，旋转控制器控制圆环形结构的旋转圆环围绕位于旋转圆环中心的中心圆盘旋转，旋转圆环上等间距式设置有6-12个圆形结构的试样座，试样座中卡扣圆形结构的试样，固定电极与试样一一对应并连接。

本发明涉及的一号基座、二号基座、三号基座、四号基座、控制桩、信号接收器、控制柜、清洗烘干检测器、形貌检测器、电化学性能检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架的材质均为耐蚀合金，具有良好的耐候性；一号基座、二号基座、三号基座和四号基座分别与清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器对应，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器在弧形伸缩器和直连伸缩器的带动下分离并分别降落至一号基座、二号基座、三号基座和四号基座上，能够对清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的内部起到防水和防污的作用；信号接收器为远程信号接收器，用于远程控制和设定；控制柜为电气控制柜，用于现场控制和设定；弧形伸缩器在控制器的驱动下实现清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的分离和组合；直连伸缩器在控制器的驱动下带动分离后的清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器实现升降动作；一号控制单元、二号控制单元、三号控制单元和四号控制单元均为微程序控制单元；一号水泵和二号水泵均为海水泵；蒸馏水箱是用于存储蒸馏水的容器；电化学工作站为多通道电化学工作站；检测溶液箱是用于存储检测溶液的容器；滑槽是直连伸缩器的运动轨道；凹槽用于容纳试样架；排水孔用于排出凹槽中的雨水和溶液；安装孔用于安装高度调节杆，控制桩通过安装孔和高度调节杆与试样架连接；主机为internet主机；控制器为微程序控制器，控制器用于控制控制桩、一号控制单元、一号水泵、蒸馏水箱、二号控制单元、二号水泵、电化学工作站、检测溶液箱、三号控制单元、信号接收器、四号控制单元、控制柜、清洗烘干检测器、形貌检测器、电化学性能检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架的动作；电源为交流稳压电源；存储器为永久记忆性存储器；内层壳体、外层壳体和搭接胶条具有双重防水密封作用：清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器闭合时，相邻的内层壳体的搭接胶条相互闭合，起到第一重的防水密封作用，外层壳体在清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器组合后能够相对于内层壳体转动45°，遮盖搭接胶条的接缝，起到第二重的防水密封作用；喷淋头用于清洗试样；电热鼓风机用于干燥试样；一号传动器和二号传动器均为万向传动器；检测仪为光泽度或色差检测仪，根据试样的特征选取，检测仪在一号传动器的驱动下降至试样的表面进行光泽和色差检测；形貌采集器用于扫描和采集试样发生腐蚀老化后的数字图像；溶液槽在二号传动器的驱动下紧扣在试样上进行电化学性能检测；进液口为测试溶液进入溶液槽的入口；银/氯化银固体电极、铂丝电极与通过固定电极连接的试样构成电化学三电极体系；密封圈为O型密封圈，具有密封作用；高度调节杆通过万向轴与角度调节器相连，实现试样架在控制桩中的升降；角度调节器具有按照试验地点的经度和纬度自动调整旋转圆环的朝向，实现试样的太阳光跟踪暴露；旋转控制器在试样进行性能检测时能够带动旋转圆环旋转，使试样依次转至清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器中进行相应的检测；固定电极的内部为铜制金属芯，固定电极的外部包裹绝缘密封的橡胶套，固定电极带有螺纹的金属触头裸露在外，用于旋紧和固定试样，并与试样的金属基体的电连接，进而实现电化学工作站与试样的连接，同时，橡胶套卡紧在试样的背面，起到防水密封的作用；旋转圆环能够围绕中心圆盘的轴线进行旋转；试样座的材质为尼龙，试样座的尺寸与试样的尺寸相匹配，试样座将试样卡紧在试样座内将试样与旋转圆环隔离；试样为圆形片状结构的防腐涂层试样，试样的基体材料为导电金属，试样的底面中心开有与固定电极尺寸相匹配的螺孔，螺孔中不涂装涂层。

本发明涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统通过试样架的升降以及清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的组合与分离对试样进行大气自然环境试验、涂层性能检测和避风三种操作。

本发明涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统启动前，将底部开有螺孔的试样卡紧于试样座中，然后通过固定电极将试样旋紧并固定于旋转圆环上，使用控制柜设置试验地点的经度和纬度以及大气自然环境试验的周期和涂层性能检测的周期。

本发明涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统启动后进入大气自然环境试验状态，控制器驱动弧形伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器分离，控制器驱动直连伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器分别降落至一号基座、二号基座、三号基座和四号基座上，控制器控制高度调节杆将试样架升高设定的试验高度，控制器控制角度调节器根据试验地点的经度和纬度实时自动调整旋转圆环和中心圆盘的角度，实现试样的太阳光跟踪暴露。

本发明涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统处于大气自然环境试验状态时，试样暴露在大气环境中，到达设定的涂层性能检测周期时，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统自动进入涂层性能检测状态，控制器控制角度调节器将旋转圆环和中心圆盘调至水平，在控制器的驱动下，高度调节杆将试样架降落至控制桩的凹槽中，控制器驱动直连伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器分别上升至一号基座、二号基座、三号基座和四号基座的顶面上，控制器驱动弧形伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器组合，相邻内层壳体的搭接胶条相互闭合，外层壳体相对于内层壳体旋转45°，遮盖搭接胶条的接缝，实现双重防水密封；控制器驱动旋转圆环旋转使试样依次转至清洗烘干检测器、形貌检测器、物理性能检测器和电化学性能检测器的正下方，对试样进行性能检测：在进行清洗烘干检测时，一号基座中的一号控制单元驱动一号水泵经由蒸馏水箱向检测腔中的喷淋头供水，对试样进行冲洗，冲洗结束后，电热鼓风机对试样进行吹干；在进行涂层形貌检测时，三号基座中的三号控制单元驱动形貌采集器扫描和采集试样腐蚀老化后的数字图像；在进行物理性能检测时，四号基座中的四号控制单元驱动一号传动器带动检测仪下降至试样的表面进行光泽度或色差检测，检测完成后，一号传动器带动检测仪上升复位；在进行电化学性能检测时，二号基座中的二号控制单元驱动二号传动器带动溶液槽紧扣在试样上，二号水泵将检测溶液箱中的检测溶液通过进液口注入溶液槽中，电化学工作站将溶液槽中的银/氯化银固体电极、铂丝电极和与固定电极连接的试样组成电化学三电极体系，检测试样的电化学阻抗信息，检测完成后，二号控制单元驱动二号传动器带动溶液槽复位，再次对试样进行清洗和烘干后完成涂层性能检测；涂层性能检测数据存储于控制桩的存储器中；大气自然环境试验和性能检测过程中的雨水和溶液经控制桩的排水孔排出，待全部试样完成检测后，试样再次进入大气自然环境试验状态。

本发明涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统在必要时，用户发送避风指令至信号接收器后，控制器控制试样架收起至控制桩的凹槽内，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器升起并组合，外层壳体相对与内层壳体旋转45°，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器不进行检测，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统进入待机的避风状态，用户发送解除避风指令至信号接收器后，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统重新进入大气自然环境试验和涂层性能检测状态。

本发明与现有技术相比，采用圆柱形结构的控制桩，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器为可组合的球形双层壳体结构，组合时，内层壳体边缘的搭接胶条搭接后，外层壳体相对于内层壳体转动，覆盖搭接胶条的接缝，实现双重防水密封效果，使检测数据准确可靠，试样架能够被球形双层壳体结构完全遮蔽，必要时，用户通过信号接收器发送避风或解除避风指令进行有效的防风防台操作；其通过清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的自动组合和分离以及试样架的自动升降和旋转，依次自动完成防腐涂层试样的清洗烘干、形貌采集、物理性能和电化学性能检测，集试样的大气自然环境试验和涂层性能检测功能于一体，实现大气自然环境试验、涂层性能检测和避风三种状态间的切换，设计巧妙，结构紧凑，操作简单，安全牢靠，为防腐涂层在外场试验过程中的性能检测提供了一种更加方便、快捷的方式，特别适用于台风较多的岛屿试验站点。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图(即分离状态示意图)。

图2为本发明的主体结构剖切原理示意图。

图3为本发明的主体结构组合或避风状态示意图。

图4为本发明涉及的清洗烘干检测器的主体结构原理示意图。

图5为本发明涉及的电化学性能检测器的主体结构原理示意图。

图6为本发明涉及的形貌检测器的主体结构原理示意图。

图7为本发明涉及的物理性能检测器的主体结构原理示意图。

图8为本发明涉及的试样架的背面结构原理示意图。

图9为本发明的试样架的正面结构原理示意图。

图10为本发明涉及的试样的安装原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图做进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统的主体结构包括一号基座1、二号基座2、三号基座3、四号基座4、控制桩5、一号控制单元6、一号水泵7、蒸馏水箱8、二号控制单元9、二号水泵10、电化学工作站11、检测溶液箱12、三号控制单元13、信号接收器14、四号控制单元15、控制柜16、滑槽17、清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20、物理性能检测器21、弧形伸缩器22、直连伸缩器23和试样架24；空腔式结构的一号基座1、二号基座2、三号基座3和四号基座4等间距式环绕并固定连接在圆柱形结构的控制桩5的外围，一号基座1的内部设置有一号控制单元6、一号水泵7和蒸馏水箱8，二号基座2的内部设置有二号控制单元9、二号水泵10、电化学工作站11和检测溶液箱12，三号基座3的内部设置有三号控制单元13，三号基座3的外部设置有信号接收器14，四号基座4的内部设置有四号控制单元15，三号基座3和四号基座4的外部之间设置有控制柜16，一号基座1、二号基座2、三号基座3和四号基座4的上表面均开设有L形结构的滑槽17，一号基座1的上表面设置有清洗烘干检测器18，二号基座2的上表面设置有电化学性能检测器19，三号基座3的上表面设置有形貌检测器20，四号基座4的上表面设置有物理性能检测器21，清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21均为八分之一球形壳体结构并通过弧形伸缩器22连接成为半球形壳体结构，清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19形貌检测器20和物理性能检测器21分别通过设置在滑槽17中的直连伸缩器23与控制桩5连接，控制桩5的上部设置有风车式结构的试样架24，控制桩5与试样架24插接式连接。

本实施例涉及的控制桩5的主体结构包括桩体30、凹槽31、排水孔32、安装孔33、主机34、控制器35、电源36和存储器37；圆柱形结构的桩体30的上部开有圆形结构的凹槽31，凹槽31的底部侧面开设有圆形结构的排水孔32，凹槽31的底部中心设置有圆形结构的安装孔33，桩体30的下部为中空结构，中空结构中设置有主机34、控制器35、电源36和存储器37，主机34分别与控制器35、电源36和存储器37电连接，控制器35分别与控制桩5、一号控制单元6、一号水泵7、蒸馏水箱8、二号控制单元9、二号水泵10、电化学工作站11、检测溶液箱12、三号控制单元13、信号接收器14、四号控制单元15、控制柜16、清洗烘干检测器18、形貌检测器20、电化学性能检测器19、物理性能检测器21、弧形伸缩器22、直连伸缩器23和试样架24电连接。

本实施例涉及的清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19形貌检测器20和物理性能检测器21的主体结构均包括内层壳体40、外层壳体41、隔板42和搭接胶条43，内层壳体40和外层壳体41连接，内层壳体40的边缘设置有搭接胶条43，内层壳体40的上部通过隔板42围成检测腔44，清洗烘干检测器18的检测腔44中设置有喷淋头45和电热鼓风机46，电化学性能检测器19的检测腔44中设置有一号传动器47，一号传动器47与检测仪48连接，形貌检测器20的检测腔44中设置有形貌采集器49，物理性能检测器21的检测腔44中设置有二号传动器50，二号传动器50与杯形结构的溶液槽51连接，溶液槽51的槽体设置有圆管状结构的进液口52，溶液槽51的内部设置有银/氯化银固体电极53和铂丝电极54，溶液槽51的槽口设置有圆环形结构的密封圈55。

本实施例涉及的试样架24的主体结构包括高度调节杆60、万向轴61、角度调节器62、旋转控制器63、固定电极64、旋转圆环65、中心圆盘66和试样座67；圆柱形结构的高度调节杆60的顶端与圆形结构的万向轴61连接，万向轴61的外侧设置有镯式角度调节器62，角度调节器62与圆环形结构的旋转控制器63连接，旋转控制器63的外围等间距式设置有6-12个L形棒状结构的固定电极64，旋转控制器63控制圆环形结构的旋转圆环65围绕位于旋转圆环65中心的中心圆盘66旋转，旋转圆环65上等间距式设置有6-12个圆形结构的试样座67，试样座67中卡扣圆形结构的试样68，固定电极64与试样68一一对应并连接。

本实施例涉及的一号基座1、二号基座2、三号基座3、四号基座4、控制桩5、信号接收器14、控制柜16、清洗烘干检测器18、形貌检测器20、电化学性能检测器19、物理性能检测器21、弧形伸缩器22、直连伸缩器23和试样架24的材质均为耐蚀合金，具有良好的耐候性；一号基座1、二号基座2、三号基座3和四号基座4分别与清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21对应，清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21在弧形伸缩器22和直连伸缩器23的带动下分离并分别降落至一号基座1、二号基座2、三号基座3和四号基座4上，能够对清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21的内部起到防水和防污的作用；信号接收器14为远程信号接收器，用于远程控制和设定；控制柜16为电气控制柜，用于现场控制和设定；弧形伸缩器22在控制器35的驱动下实现清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21的分离和组合；直连伸缩器23在控制器35的驱动下带动分离后的清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21实现升降动作；一号控制单元6、二号控制单元9、三号控制单元13和四号控制单元15均为微程序控制单元；一号水泵7和二号水泵10均为海水泵；蒸馏水箱8是用于存储蒸馏水的容器；电化学工作站11为多通道电化学工作站；检测溶液箱12是用于存储检测溶液的容器；滑槽17是直连伸缩器23的运动轨道；凹槽31用于容纳试样架24；排水孔32用于排出凹槽31中的雨水和溶液；安装孔33用于安装高度调节杆60，控制桩5通过安装孔33和高度调节杆60与试样架24连接；主机34为internet(因特网)主机；控制器35为微程序控制器，控制器35用于控制控制桩5、一号控制单元6、一号水泵7、蒸馏水箱8、二号控制单元9、二号水泵10、电化学工作站11、检测溶液箱12、三号控制单元13、信号接收器14、四号控制单元15、控制柜16、清洗烘干检测器18、形貌检测器20、电化学性能检测器19、物理性能检测器21、弧形伸缩器22、直连伸缩器23和试样架24的动作；电源36为交流稳压电源；存储器37为永久记忆性存储器；内层壳体40、外层壳体41和搭接胶条43具有双重防水密封作用：清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21闭合时，相邻的内层壳体40的搭接胶条43相互闭合，起到第一重的防水密封作用，外层壳体41在清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21组合后能够相对于内层壳体40转动45°，遮盖搭接胶条43的接缝，起到第二重的防水密封作用；喷淋头45用于清洗试样68；电热鼓风机46用于干燥试样68；一号传动器47和二号传动器50均为万向传动器；检测仪48为光泽度或色差检测仪，根据试样68的特征选取，检测仪48在一号传动器47的驱动下降至试样68的表面进行光泽和色差检测；形貌采集器49用于扫描和采集试样68发生腐蚀老化后的数字图像；溶液槽51在二号传动器50的驱动下紧扣在试样68上进行电化学性能检测；进液口52为测试溶液进入溶液槽51的入口；银/氯化银固体电极53、铂丝电极54与通过固定电极64连接的试样68构成电化学三电极体系；密封圈55为O型密封圈，具有密封作用；高度调节杆60通过万向轴61与角度调节器62相连，实现试样架24在控制桩5中的升降；角度调节器62具有按照试验地点的经度和纬度自动调整旋转圆环65的朝向，实现试样68的太阳光跟踪暴露；旋转控制器63在试样68进行性能检测时能够带动旋转圆环65旋转，使试样68依次转至清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21中进行相应的检测；固定电极64的内部为铜制金属芯70，固定电极64的外部包裹绝缘密封的橡胶套71，固定电极64带有螺纹的金属触头裸露在外，用于旋紧和固定试样68，并与试样68的金属基体的电连接，进而实现电化学工作站11与试样68的连接，同时，橡胶套71卡紧在试样68的背面，起到防水密封的作用；旋转圆环65能够围绕中心圆盘66的轴线进行旋转；试样座67的材质为尼龙，试样座67的尺寸与试样68的尺寸相匹配，试样座67将试样68卡紧在试样座67内将试样68与旋转圆环65隔离；试样68为圆形片状结构的防腐涂层试样，试样68的基体材料为导电金属，试样68的底面中心开有与固定电极64尺寸相匹配的螺孔72，螺孔72中不涂装涂层。

本实施例涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统通过试样架24的升降以及清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21的组合与分离对试样68进行大气自然环境试验、涂层性能检测和避风三种操作。

实施例2：

本实施例涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统启动前，将底部开有螺孔72的试样68卡紧于试样座67中，然后通过固定电极64将试样68旋紧并固定于旋转圆环65上，使用控制柜16设置试验地点的经度和纬度以及大气自然环境试验的周期和涂层性能检测的周期。

实施例3：

本实施例涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统启动后进入大气自然环境试验状态，控制器35驱动弧形伸缩器22带动清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21分离，控制器35驱动直连伸缩器23带动清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21分别降落至一号基座1、二号基座2、三号基座3和四号基座4上，控制器35控制高度调节杆60将试样架24升高设定的试验高度，控制器35控制角度调节器62根据试验地点的经度和纬度实时自动调整旋转圆环65和中心圆盘66的角度，实现试样68的太阳光跟踪暴露。

实施例4：

本实施例涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统处于大气自然环境试验状态时，试样68暴露在大气环境中，到达设定的涂层性能检测周期时，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统自动进入涂层性能检测状态，控制器35控制角度调节器62将旋转圆环65和中心圆盘66调至水平，在控制器35的驱动下，高度调节杆60将试样架24降落至控制桩5的凹槽31中，控制器35驱动直连伸缩器23带动清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21分别上升至一号基座1、二号基座2、三号基座3和四号基座4的顶面上，控制器35驱动弧形伸缩器22带动清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21组合，相邻内层壳体40的搭接胶条43相互闭合，外层壳体41相对于内层壳体40旋转45°，遮盖搭接胶条43的接缝，实现双重防水密封；控制器35驱动旋转圆环65旋转使试样68依次转至清洗烘干检测器18、形貌检测器20、物理性能检测器21和电化学性能检测器19的正下方，对试样68进行性能检测：在进行清洗烘干检测时，一号基座1中的一号控制单元6驱动一号水泵7经由蒸馏水箱8向检测腔44中的喷淋头45供水，对试样68进行冲洗，冲洗结束后，电热鼓风机46对试样68进行吹干；在进行涂层形貌检测时，三号基座3中的三号控制单元13驱动形貌采集器49扫描和采集试样68腐蚀老化后的数字图像；在进行物理性能检测时，四号基座4中的四号控制单元15驱动一号传动器47带动检测仪48下降至试样68的表面进行光泽度或色差检测，检测完成后，一号传动器47带动检测仪48上升复位；在进行电化学性能检测时，二号基座2中的二号控制单元9驱动二号传动器50带动溶液槽51紧扣在试样68上，二号水泵10将检测溶液箱12中的检测溶液通过进液口52注入溶液槽51中，电化学工作站11将溶液槽51中的银/氯化银固体电极53、铂丝电极54和与固定电极64连接的试样68组成电化学三电极体系，检测试样68的电化学阻抗信息，检测完成后，二号控制单元9驱动二号传动器50带动溶液槽51复位，再次对试样68进行清洗和烘干后完成涂层性能检测；涂层性能检测数据存储于控制桩5的存储器37中；大气自然环境试验和性能检测过程中的雨水和溶液经控制桩5的排水孔32排出，待全部试样68完成检测后，试样68再次进入大气自然环境试验状态。

实施例5：

本实施例涉及的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统在必要时，用户发送避风指令至信号接收器14后，控制器35控制试样架24收起至控制桩5的凹槽31内，清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21升起并组合，外层壳体41相对与内层壳体40旋转45^°，清洗烘干检测器18、电化学性能检测器19、形貌检测器20和物理性能检测器21不进行检测，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统进入待机的避风状态，用户发送解除避风指令至信号接收器14后，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统重新进入大气自然环境试验和涂层性能检测状态。

Claims (9)

1.一种防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于主体结构包括一号基座、二号基座、三号基座、四号基座、控制桩、一号控制单元、一号水泵、蒸馏水箱、二号控制单元、二号水泵、电化学工作站、检测溶液箱、三号控制单元、信号接收器、四号控制单元、控制柜、滑槽、清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架；空腔式结构的一号基座、二号基座、三号基座和四号基座等间距式环绕并固定连接在圆柱形结构的控制桩的外围，一号基座的内部设置有一号控制单元、一号水泵和蒸馏水箱，二号基座的内部设置有二号控制单元、二号水泵、电化学工作站和检测溶液箱，三号基座的内部设置有三号控制单元，三号基座的外部设置有信号接收器，四号基座的内部设置有四号控制单元，三号基座和四号基座的外部之间设置有控制柜，一号基座、二号基座、三号基座和四号基座的上表面均开设有L形结构的滑槽，一号基座的上表面设置有清洗烘干检测器，二号基座的上表面设置有电化学性能检测器，三号基座的上表面设置有形貌检测器，四号基座的上表面设置有物理性能检测器，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器均为八分之一球形壳体结构并通过弧形伸缩器连接成为半球形壳体结构，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、 形貌检测器和物理性能检测器分别通过设置在滑槽中的直连伸缩器与控制桩连接，控制桩的上部设置有风车式结构的试样架，控制桩与试样架插接式连接；所述的控制桩的主体结构包括桩体、凹槽、排水孔、安装孔、主机、控制器、电源和存储器；圆柱形结构的桩体的上部开有圆形结构的凹槽，凹槽的底部侧面开设有圆形结构的排水孔，凹槽的底部中心设置有圆形结构的安装孔，桩体的下部为中空结构，中空结构中设置有主机、控制器、电源和存储器，主机分别与控制器、电源和存储器电连接，控制器分别与控制桩、一号控制单元、一号水泵、蒸馏水箱、二号控制单元、二号水泵、电化学工作站、检测溶液箱、三号控制单元、信号接收器、四号控制单元、控制柜、清洗烘干检测器、形貌检测器、电化学性能检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架电连接。

2.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于所述的清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的主体结构均包括内层壳体、外层壳体、隔板和搭接胶条，内层壳体和外层壳体连接，内层壳体的边缘设置有搭接胶条，内层壳体的上部通过隔板围成检测腔，清洗烘干检测器的检测腔中设置有喷淋头和电热鼓风机，电化学性能检测器的检测腔中设置有一号传动器，一号传动器与检测仪连接，形貌检测器的检测腔中设置有形貌采集器，物理性能检测器的检测腔中设置有二号传动器，二号传动器与杯形结构的溶液槽连接，溶液槽的槽体设置有圆管状结构的进液口，溶液槽的内部设置有银/氯化银固体电极和铂丝电极，溶液槽的槽口设置有圆环形结构的密封圈。

3.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于所述的试样架的主体结构包括高度调节杆、万向轴、角度调节器、旋转控制器、固定电极、旋转圆环、中心圆盘和试样座；圆柱形结构的高度调节杆的顶端与圆形结构的万向轴连接，万向轴的外侧设置有镯式角度调节器，角度调节器与圆环形结构的旋转控制器连接，旋转控制器的外围等间距式设置有6-12个L形棒状结构的固定电极，旋转控制器控制圆环形结构的旋转圆环围绕位于旋转圆环中心的中心圆盘旋转，旋转圆环上等间距式设置有6-12个圆形结构的试样座，试样座中卡扣圆形结构的试样，固定电极与试样一一对应并连接。

4.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于所述的一号基座、二号基座、三号基座、四号基座、控制桩、信号接收器、控制柜、清洗烘干检测器、形貌检测器、电化学性能检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架的材质均为耐蚀合金；一号基座、二号基座、三号基座和四号基座分别与清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器对应，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器在弧形伸缩器和直连伸缩器的带动下分离并分别降落至一号基座、二号基座、三号基座和四号基座上，能够对清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的内部起到防水和防污的作用；信号接收器为远程信号接收器，用于远程控制和设定；控制柜为电气控制柜，用于现场控制和设定；弧形伸缩器在控制器的驱动下实现清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的分离和组合；直连伸缩器在控制器的驱动下带动分离后的清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器实现升降动作；一号控制单元、二号控制单元、三号控制单元和四号控制单元均为微程序控制单元；一号水泵和二号水泵均为海水泵；蒸馏水箱是用于存储蒸馏水的容器；电化学工作站为多通道电化学工作站；检测溶液箱是用于存储检测溶液的容器；滑槽是直连伸缩器的运动轨道；凹槽用于容纳试样架；排水孔用于排出凹槽中的雨水和溶液；安装孔用于安装高度调节杆，控制桩通过安装孔和高度调节杆与试样架连接；主机为因特网主机；控制器为微程序控制器，控制器用于控制控制桩、一号控制单元、一号水泵、蒸馏水箱、二号控制单元、二号水泵、电化学工作站、检测溶液箱、三号控制单元、信号接收器、四号控制单元、控制柜、清洗烘干检测器、形貌检测器、电化学性能检测器、物理性能检测器、弧形伸缩器、直连伸缩器和试样架的动作；电源为交流稳压电源；存储器为永久记忆性存储器；内层壳体、外层壳体和搭接胶条具有双重防水密封作用：清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器闭合时，相邻的内层壳体的搭接胶条相互闭合，起到第一重的防水密封作用，外层壳体在清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器组合后能够相对于内层壳体转动45°，遮盖搭接胶条的接缝，起到第二重的防水密封作用；喷淋头用于清洗试样；电热鼓风机用于干燥试样；一号传动器和二号传动器均为万向传动器；检测仪为光泽度或色差检测仪，根据试样的特征选取，检测仪在一号传动器的驱动下降至试样的表面进行光泽和色差检测；形貌采集器用于扫描和采集试样发生腐蚀老化后的数字图像；溶液槽在二号传动器的驱动下紧扣在试样上进行电化学性能检测；进液口为测试溶液进入溶液槽的入口；银/氯化银固体电极、铂丝电极与通过固定电极连接的试样构成电化学三电极体系；密封圈为O型密封圈，具有密封作用；高度调节杆通过万向轴与角度调节器相连，实现试样架在控制桩中的升降；角度调节器具有按照试验地点的经度和纬度自动调整旋转圆环的朝向，实现试样的太阳光跟踪暴露；旋转控制器在试样进行性能检测时能够带动旋转圆环旋转，使试样依次转至清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器中进行相应的检测；固定电极的内部为铜制金属芯，固定电极的外部包裹绝缘密封的橡胶套，固定电极带有螺纹的金属触头裸露在外，用于旋紧和固定试样，并与试样的金属基体的电连接，进而实现电化学工作站与试样的连接，同时，橡胶套卡紧在试样的背面；旋转圆环能够围绕中心圆盘的轴线进行旋转；试样座的材质为尼龙，试样座的尺寸与试样的尺寸相匹配，试样座将试样卡紧在试样座内将试样与旋转圆环隔离；试样为圆形片状结构的防腐涂层试样，试样的基体材料为导电金属，试样的底面中心开有与固定电极尺寸相匹配的螺孔，螺孔中不涂装涂层。

5.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于通过试样架的升降以及清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器的组合与分离对试样进行大气自然环境试验、涂层性能检测和避风三种操作。

6.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于启动前，将底部开有螺孔的试样卡紧于试样座中，然后通过固定电极将试样旋紧并固定于旋转圆环上，使用控制柜设置试验地点的经度和纬度以及大气自然环境试验的周期和涂层性能检测的周期。

7.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于启动后进入大气自然环境试验状态，控制器驱动弧形伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器分离，控制器驱动直连伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器分别降落至一号基座、二号基座、三号基座和四号基座上，控制器控制高度调节杆将试样架升高设定的试验高度，控制器控制角度调节器根据试验地点的经度和纬度实时自动调整旋转圆环和中心圆盘的角度，实现试样的太阳光跟踪暴露。

8.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于处于大气自然环境试验状态时，试样暴露在大气环境中，到达设定的涂层性能检测周期时，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统自动进入涂层性能检测状态，控制器控制角度调节器将旋转圆环和中心圆盘调至水平，在控制器的驱动下，高度调节杆将试样架降落至控制桩的凹槽中，控制器驱动直连伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器分别上升至一号基座、二号基座、三号基座和四号基座的顶面上，控制器驱动弧形伸缩器带动清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器组合，相邻内层壳体的搭接胶条相互闭合，外层壳体相对于内层壳体旋转45°，遮盖搭接胶条的接缝，实现双重防水密封；控制器驱动旋转圆环旋转使试样依次转至清洗烘干检测器、形貌检测器、物理性能检测器和电化学性能检测器的正下方，对试样进行性能检测：在进行清洗烘干检测时，一号基座中的一号控制单元驱动一号水泵经由蒸馏水箱向检测腔中的喷淋头供水，对试样进行冲洗，冲洗结束后，电热鼓风机对试样进行吹干；在进行涂层形貌检测时，三号基座中的三号控制单元驱动形貌采集器扫描和采集试样腐蚀老化后的数字图像；在进行物理性能检测时，四号基座中的四号控制单元驱动一号传动器带动检测仪下降至试样的表面进行光泽度或色差检测，检测完成后，一号传动器带动检测仪上升复位；在进行电化学性能检测时，二号基座中的二号控制单元驱动二号传动器带动溶液槽紧扣在试样上，二号水泵将检测溶液箱中的检测溶液通过进液口注入溶液槽中，电化学工作站将溶液槽中的银/氯化银固体电极、铂丝电极和与固定电极连接的试样组成电化学三电极体系，检测试样的电化学阻抗信息，检测完成后，二号控制单元驱动二号传动器带动溶液槽复位，再次对试样进行清洗和烘干后完成涂层性能检测；涂层性能检测数据存储于控制桩的存储器中；大气自然环境试验和性能检测过程中的雨水和溶液经控制桩的排水孔排出，待全部试样完成检测后，试样再次进入大气自然环境试验状态。

9.根据权利要求1所述的防腐涂层自然环境试验和性能检测系统，其特征在于用户发送避风指令至信号接收器后，控制器控制试样架收起至控制桩的凹槽内，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器升起并组合，外层壳体相对与内层壳体旋转45°，清洗烘干检测器、电化学性能检测器、形貌检测器和物理性能检测器不进行检测，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统进入待机的避风状态，用户发送解除避风指令至信号接收器后，防腐涂层自然环境试验和性能检测系统重新进入大气自然环境试验和涂层性能检测状态。

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