CN109115674B - 加速老化试验箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的加速老化试验箱用于加速模拟文物材料以及相关文物保护材料等老化的加速，其能够实现实验条件与自然环境相似，同时可以实时记录。该加速老化试验箱包括：加速老化箱体；设于所述加速老化箱体内的用于承载文物样品的承载单元；对所述加速老化箱体内的温度进行控制的温度控制单元；对所述加速老化箱体内的湿度进行控制的湿度控制单元；对所述加速老化箱体内的光照进行控制的光照控制单元；向所述加速老化箱体内供给水流和/或气流的流体供给单元；实时在线记录所述文物样品的变化的记录单元；以及控制上述各单元的加速设置模块。
Description
技术领域
本发明涉及文物保护领域，具体地，涉及一种用于加速模拟文物材料以及相关文物保护材料等老化的实验装备更具体地，涉及一种加速老化试验箱。
背景技术
文物是人类在历史发展过程中留存下来的具有重要意义和研究价值的遗物和遗迹，它是传承历史的重要符号，是不可再生的文化资源和进行传统文化教育的重要载体。但是这些珍贵的历史文化资源在经历了千百年的变故后，部分文物或多或少的出现了各种各样的病变问题，例如无机质陶质文物、石质文物、壁画等出现断裂、粉化、表层脱落，有机质丝织、纸质、棉麻丝毛等文物出现霉变、破损、污染、腐蚀等破坏。
目前针对急需加固保护的文物，采用丙烯酸酯类、有机硅类、氟树脂、聚氨酯类等材料对文物进行粘结、加固、封护等保护处理，除了常规传统所使用的这些保护材料，目前大量的新型复合、杂化材料也应运而生。
但是由于文物具有不可再生性，在使用这些保护材料的过程中，目前没有一个好的加速文物保护材料老化的装备和技术，使得保护材料的效果评估没有一个统一的技术方法和标准，新型材料的使用效果无法统一评估，进而使得这些材料在使用过程中的推广非常迟缓。
同时，由于常规的方法是单一因素进行加速，例如，采用远高于或低于自然环境温度的范围进行热老化循环，或者采用冷冻-溶解的快速方法进行冻融循环等，这样的评价方法使得实验室研究结果与自然环境的老化结果相差较大，出现了实验室评价材料效果很好、但实际使用后保护效果不佳的状况。另外，目前的加速装备无法在线、实时记录样品发生的变化，使得很多重要的信息无法获取。
发明内容
针对上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于加速模拟文物材料以及相关文物保护材料等老化的加速老化试验箱，其能够实现实验条件与自然环境相似，同时可以实时记录。
为此，本发明提供了一种加速老化试验箱，包括：加速老化箱体；设于所述加速老化箱体内的用于承载文物样品的承载单元；对所述加速老化箱体内的温度进行控制的温度控制单元；对所述加速老化箱体内的湿度进行控制的湿度控制单元；对所述加速老化箱体内的光照进行控制的光照控制单元；向所述加速老化箱体内供给水流和/或气流的流体供给单元；实时在线记录所述文物样品的变化的记录单元；以及控制上述各单元的加速设置模块。
根据本发明，该加速老化试验箱的实验条件与自然环境相似，包括温度变化、湿度变化、光照、风力、降雨等，不同于自然环境条件的是每天天气变化的频率加快，同时可以实时记录，能够很好的应用于文物保护以及相关的科研领域。
又，本发明中，所述承载单元可包括能360度旋转的承载台。
根据本发明，样品承载台可以进行360度顺时针或逆时针旋转，便于实时在线记录样品的变化。
又，本发明中，所述温度控制单元可包括：调节所述加速老化箱体内的温度变化的空气调节器，和检测所述加速老化箱体内的温度变化的温度传感器。
优选地，空气调节器，可包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等，便于控制温度满足模拟文物所处环境的条件变化。
另外，所述温度控制单元还可包括向所述加速老化箱体内供给低温气流的低温气流供给部。
又，本发明中，所述湿度控制单元可包括：调节所述加速老化箱体内的湿度变化的湿度调节器，和检测所述加速老化箱体内的湿度变化的湿度传感器。
根据本发明，湿度调节器可控制水流注入加速老化箱体内的含量。
又，本发明中，所述光照控制单元可包括设于所述加速老化箱体的氙灯，和调节所述氙灯的光照辐照度的光度调节器。
根据本发明，氙灯可用于模拟自然环境条件下光照的变化，光度调节器可用于调节加速老化箱体内的光照辐照度的变化。优选地，可在加速老化箱体内的不同位置分布多个氙灯。
又，本发明中，所述流体供给单元可包括：设于所述加速老化箱体的流体进口与流体出口、与所述流体进口相连通以将水流注入所述加速老化箱体内的水流通道、和/或与所述流体进口相连通以将气流注入所述加速老化箱体内的气流通道。
优选地，可通过例如压力泵或低压蒸汽法等将水/水蒸气通过水流通道注入加速老化箱体内。或者，可通过空气压缩机等将气流通过气流通道注入加速老化箱体内。
又，本发明中，所述流体供给单元还可包括设于所述加速老化箱体的顶部的喷淋口。
根据本发明，注入加速老化箱体内的水流和/或气流可通过设于加速老化箱体顶部的降雨/气体用喷淋口进入箱内。该喷淋口可用于模拟降雨，同时确保气流和/或水流在箱体内部的均匀扩散和分布。优选地，该喷淋口可位于加速老化箱体顶盖内部。
又，本发明中，所述流体供给单元还可包括用于调节水流的流速变化的水流调节器、和/或用于调节气流的流速变化的气流调节器。
又，本发明中，所述记录单元可包括承载于所述承载单元的轨道的第一记录仪和承载于加速老化箱体内的彩虹桥轨道的第二记录仪。
根据本发明，彩虹桥轨道和样品承载单元轨道，可用于承担实时在线记录仪的位置变化。
又，本发明中，所述加速设置模块可位于所述加速老化箱体的前侧，且包括液晶显示部。
具体地，加速设置模块可包括温度设置和温度显示、湿度设置和湿度显示、光照开关和光照辐照度记录与显示、气流和水流的开关和流速设置、彩虹桥记录仪位置调节器和样品承载台记录仪位置调节器等。可用于调节和控制温度、湿度、气流、水流、光照等参数，以及实时在线记录仪的所在位置等。
根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本发明的上述内容及其它目的、特征和优点。
附图说明
图1为根据本发明一实施形态的加速老化试验箱的结构示意图；
图2为图1所示实施形态中的加速老化试验箱中的加速设置模块的结构示意图；
符号说明：
1. 加速老化箱体
2. 样品承载旋转台
3. 样品承载台面
4. 温度传感器
5. 湿度传感器
6. 氙灯
7. 流体进口
8. 流体出口
9. 彩虹桥轨道
10. 实时在线记录仪
11. 样品承载台轨道
12. 空气调节器
13. 气流通道
14. 空气压缩机
15. 水流通道
16. 水源
17. 加速老化箱体顶盖
18. 降雨/气体喷淋口
19. 气流调节器
20. 水流调节器
21. 制冷压缩机
22. 制冷调节器
23. 加速设置模块
24. 温度设置
25. 温度显示
26. 湿度设置
27. 湿度显示
28. 光照开关
29. 开关
30. 光照辐照度
31. 风速
32. 流速
33. 彩虹桥记录仪位置调节器
34. 样品承载台记录仪位置调节器。
具体实施方式
以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。
针对现有技术中加速模拟文物材料以及相关文物保护材料等老化技术的不足，本发明提供了一种可用作加速模拟文物材料以及相关文物保护材料等老化的实验装备的加速老化试验箱。该加速老化试验箱，包括：加速老化箱体；设于所述加速老化箱体内的用于承载文物样品的承载单元；对所述加速老化箱体内的温度进行控制的温度控制单元；对所述加速老化箱体内的湿度进行控制的湿度控制单元；对所述加速老化箱体内的光照进行控制的光照控制单元；向所述加速老化箱体内供给水流和/或气流的流体供给单元；实时在线记录所述文物样品的变化的记录单元；以及控制上述各单元的加速设置模块。该加速老化试验箱的实验条件与自然环境相似，包括温度变化、湿度变化、光照、风力、降雨等，不同于自然环境条件的是每天天气变化的频率加快，同时可以实时记录，能够很好的应用于文物保护以及相关的科研领域。
图1为根据本发明一实施形态的加速老化试验箱的结构示意图；图2为图1所示实施形态的加速老化试验箱中的加速设置模块的结构示意图。
如图1和图2所示，本实施形态的加速老化试验箱包括：加速老化箱体1，设于该加速老化箱体内的用于承载文物样品的承载单元；对加速老化箱体内的温度进行控制的温度控制单元；对加速老化箱体内的湿度进行控制的湿度控制单元；对加速老化箱体内的光照进行控制的光照控制单元；向加速老化箱体内供给水流和气流的流体供给单元；实时在线记录文物样品的变化的记录单元；以及控制上述各单元的加速设置模块23。
具体地，本实施形态中，上述承载单元可包括设于加速老化箱体1内的可以进行360度旋转的文物样品承载台2。该样品承载台2可以进行360度顺时针或逆时针旋转，便于实时在线记录样品的变化。例如，该承载台2可由伺服电机带动滚珠丝杠螺母，由螺母带动承载台2运动。
本实施形态中，上述温度控制单元可包括调节加速老化箱体1内的温度变化的空气调节器12，检测温度变化的温度传感器4。空气调节器12可包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等，便于控制温度满足模拟文物所处环境的条件变化。
此外，上述温度控制单元还可包括向加速老化箱体1内供给低温气流的低温气流供给部。在本实施形态中，该低温气流供给部可以包括用于产生低温气流的制冷压缩机21，用于调节该制冷压缩机21产生的低温气流的制冷调节器22，以及连通至加速老化箱体1的冷气通道，用于使来自制冷压缩机21的低温气流进入箱体，确保满足低温条件的模拟要求。
本实施形态中，上述湿度控制单元可包括调节加速老化箱体1内的湿度变化的湿度调节器（图示省略），和检测湿度变化的湿度传感器5。
本实施形态中，上述流体供给单元可包括：设于加速老化箱体1的流体进口7与流体出口8、与该流体进口7相连通以将水流注入加速老化箱体1内的水流通道15、与该流体进口7相连通以将气流注入加速老化箱体1内的气流通道13。
此外，该流体供给单元还可包括设于加速老化箱体1的顶部的喷淋口18。该喷淋口18可用于模拟降雨，同时确保气流和水流在箱体内部的均匀扩散和分布。在本实施形态中，该喷淋口18可位于加速老化箱体顶盖内部。
进一步地，例如可通过压力泵或低压蒸汽法等将水/水蒸气从水源16通过水流通道15注入加速老化箱体1内。也可通过空气压缩机14等将气流通过气流通道13注入加速老化箱体1内。注入加速老化箱体1内的水流和/或气流可通过加速老化箱顶盖内部的降雨/气体喷淋口18进入箱内。
也就是说，上述气流通道13，可用于通过空气压缩机14处理的气流流入加速老化箱体1。还包括气流调节器19，可用于控制气流的流速变化。另外，上述水流通道15，可以通过压力泵/低压蒸汽法将水/水蒸气通过水流通道15注入加速老化箱体1。还包括水流调节器20，可用于控制水流/水蒸气的流速变化。
本实施形态中，上述光照控制单元可包括设于加速老化箱体1的用于模拟自然环境条件下光照变化的氙灯6，和控制氙灯光照辐照度以调节加速老化箱内的光照辐照度变化的光度调节器。优选地，可在加速老化箱体1内的不同位置分布多个氙灯6，如图1所示，可在加速老化箱体1内的不同位置设置多排氙灯6。
另外，上述记录单元可包括实时在线记录样品变化的记录仪10，该记录仪可以记录材料的微小变化，例如可以是小型运动摄像机等，能够通过长期录像记录材料的微小变化。在本实施形态中，可包括两个记录仪，例如分别为承载于样品承载台轨道11的第一记录仪、承载于加速老化箱体1内的彩虹桥轨道9的第二记录仪。
上述加速老化箱体1内的彩虹桥轨道9和样品承载台轨道11，用于承担实时在线记录仪10的位置变化，上述彩虹桥轨道9和样品承载台轨道11可以是电动轨道，记录仪10可在这些轨道上运行。记录仪的位置变动，目的是多方位、多角度测试材料在不同方向的变化。在本实施形态中，例如可通过滑轨的轴承结构将记录仪固定在上述轨道上，通过电子程序控制记录仪的速度。
如图2所示，加速设置模块23包括温度设置25和温度显示25、湿度设置26和湿度显示27、光照开关28和光照辐照度记录与显示30、气流和水流的开关和流速设置31/32、彩虹桥记录仪位置调节器33和样品承载台记录仪位置调节器34等。
上述加速设置模块23，可用于调节和控制温度、湿度、气流、水流、光照等参数，以及实时在线记录仪的所在位置等。该加速设置模块23，可位于加速老化箱体1的前侧，可选择液晶显示。
具体地，在一个示例中，加速设置模块23可例如进行如下设置。
关于加速老化箱体的温度设置，当设置温度高于零度以上时，打开空气调节器开关，关闭冷气通道；当设置温度低于零度时，打开制冷调节器开关。
关于加速老化箱体的湿度设置，通过湿度调节器控制压力泵/低压蒸汽将水/水蒸气通过水流通道注入加速老化箱的含量。
关于加速老化箱体的光照，通过光照开关控制不同位置氙灯的照明情况，采用辐照度记录仪记录氙灯不同开启状态时的光照量。
上述彩虹桥记录仪位置调节器33，用于调节记录仪位置，便于记录样品表面、尤其是上表面和底表面所发生的变化。上述样品承载台记录仪位置调节器34，用于调节记录仪位置，便于记录样品侧表面所发生的变化。
以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种加速老化试验箱，其特征在于，包括：
加速老化箱体；
设于所述加速老化箱体内的用于承载文物样品的承载单元，所述承载单元包括能360度旋转的承载台，所述承载台具有沿所述承载台周缘设置的样品承载台轨道；
对所述加速老化箱体内的温度进行控制的温度控制单元；
对所述加速老化箱体内的湿度进行控制的湿度控制单元；
对所述加速老化箱体内的光照进行控制的光照控制单元；
向所述加速老化箱体内供给水流和/或气流的流体供给单元；
实时在线记录所述文物样品的变化的记录单元，所述记录单元包括承载于所述样品承载台轨道的第一记录仪；以及
控制上述各单元的加速设置模块，所述加速设置模块包括调节所述第一记录仪在所述样品承载台轨道上的位置的样品承载台记录仪位置调节器。
2.根据权利要求1所述的加速老化试验箱，其特征在于，所述温度控制单元包括：调节所述加速老化箱体内的温度变化的空气调节器，和检测所述加速老化箱体内的温度变化的温度传感器。
3.根据权利要求2所述 的加速老化试验箱，其特征在于，所述温度控制单元还包括向所述加速老化箱体内供给低温气流的低温气流供给部。
4.根据权利要求1所述的加速老化试验箱，其特征在于，所述湿度控制单元包括：调节所述加速老化箱体内的湿度变化的湿度调节器，和检测所述加速老化箱体内的湿度变化的湿度传感器。
5.根据权利要求1所述的加速老化试验箱，其特征在于，所述光照控制单元包括设于所述加速老化箱体的氙灯，和调节所述氙灯的光照辐照度的光度调节器。
6.根据权利要求1所述的加速老化试验箱，其特征在于，所述流体供给单元包括设于所述加速老化箱体的流体进口与流体出口，在供给水流时所述流体供给单元还包括与所述流体进口相连通以将水流注入所述加速老化箱体内的水流通道，在供给气流时所述流体供给单元还包括与所述流体进口相连通以将气流注入所述加速老化箱体内的气流通道。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加速老化试验箱，其特征在于，所述流体供给单元还包括设于所述加速老化箱体的顶部的喷淋口。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的加速老化试验箱，其特征在于，在供给水流时所述流体供给单元还包括用于调节水流的流速变化的水流调节器，在供给气流时流体供给单元还包括用于调节气流的流速变化的气流调节器。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的加速老化试验箱，其特征在于，所述记录单元包括承载于所述加速老化箱体内的彩虹桥轨道的第二记录仪。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的加速老化试验箱，其特征在于，所述加速设置模块位于所述加速老化箱体的前侧，且包括液晶显示部。
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