CN111781131A - 一种高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱，属于环境腐蚀试验技术领域。该装置包括箱体、升降系统、红外加热系统、水浴恒温系统、电机升降系统、腐蚀液槽、智能注水系统、各种检测系统和电气控制面板，箱体内设置腐蚀液槽，腐蚀液槽侧面置于水浴恒温系统中。本发明可用于各类环境腐蚀模拟和加速实验室实验，本装置具有操作简便、精度高、智能化水平高和实验数据准确可靠的特点，可以广泛适用于各类环境腐蚀实验室及相关单位。

Description

一种高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱

技术领域

本发明涉及环境腐蚀试验技术领域，特别是指一种高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱。

背景技术

周期浸润腐蚀试验是一种国内外常用的环境腐蚀加速实验方法，主要通过在实验室控制腐蚀溶液浓度、pH、环境湿度、污染气体浓度、温度等环境参数，对金属材料进行有/无外加应力条件下进行周期性浸润腐蚀实验，适用于各类金属材料的耐蚀性的评价，具有操作简便、周期短和结果可靠等特点，被广泛应用于各类新型耐蚀金属材料的性能评估及研发。另外，根据实验溶液化学成分和其他环境参数的改变，还可用于金属涂渡层和有机涂层的耐蚀性研究。

目前已有周期浸润箱、加速腐蚀试验箱等多种试验箱，并形成相关专利。如国家专利CN201034918Y公开了“一种周期性浸润腐蚀试验箱”，该发明的特点是可以合理控制实验箱体温度和腐蚀液体的温度，但该装置无法解决经过长期时间后，腐蚀溶液由于溶液蒸发导致溶液浓缩、溶质浓度上升的缺陷，同时无法实现在环境含SO₂或NO_x等污染物条件下的腐蚀实验。国家专利CN201130145Y公开了“一种多功能环境控制加速腐蚀试验箱”，该发明解决了周期浸润箱无法实现多种腐蚀环境模拟的缺陷，但该发明，同时无法解决腐蚀溶液由于溶液蒸发导致溶液浓缩、溶质浓度上升的缺陷；此外，该发明虽然可以利用加湿器对箱体内部进行加湿，并对箱体内部添加各类污染性气体，但该装置无法对湿度和气体的浓度进行实施动态控制；溶液浓度、湿度、气体浓度较大的波动，极易造成偏差较大的试验结果，因此无法满足相关标准所要求的指标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱，可以对溶液液面高度、水浴箱温度、箱体内温度、箱体内湿度和箱体内气体浓度等环境参数的检测和自动控制，保证实现环境的精确性，提高周浸实验结果的可信度。

该装置包括箱体、升降系统、智能化检测系统、智能化加注系统、水浴恒温系统、腐蚀液槽和电气控制面板，其中，箱体底部安装脚垫，箱体内由上下两层隔板自下而上分隔成实验区域、检测及升降区域和电气控制区域箱体下层包括红外加热灯管、注水管、电动阀门A、支撑杆、升降杆、排风扇、三通通气管、电动阀门B、试样架、水浴箱、电热管、温度传感器B、腐蚀液槽、液面探头和液面探头收纳装置，箱体中层包括温度传感器A、加湿器、加湿器导管、加湿器注水口、行程限位开关、行程限位开关上限位片、行程限位开关下限位片、电机、皮带、丝杆、齿轮、密封套、湿度传感器、SO₂浓度传感器和NO_X浓度传感器，箱体上层为设备的控制面板，控制面板包括温度控制器、湿度控制器、升降定时器、水浴温度控制器、液面控制器、SO₂和NO_X气体浓度控制器、温度-湿度-气体浓度-实验时间显示器和电源开关，箱体下部侧面设置注水管，注水管上安装电动阀门A，试样架通过支撑杆和升降杆连接在下层隔板上，试样架两侧的箱体内壁上安装红外加热灯管，箱体中部侧面安装加湿器，加湿器外设加湿器注水口，加湿器下部连接加湿器导管，加湿器导管穿过下层隔板，电机固定在上层隔板上，行程限位开关固定在下层隔板上部，行程限位开关上下分别设置行程限位开关上限位片和行程限位开关下限位片，丝杠支撑在上下两层隔板之间，湿度传感器、SO₂浓度传感器和NO_X浓度传感器固定在下层隔板上，箱体下部侧面设置三通通气管，三通通气管外部的两个支管上各安装一个电动阀门B，液面探头收纳装置固定在箱体内侧壁上，液面探头A、液面探头B和液面探头C连接液面探头收纳装置，水浴箱置于箱体下部，水浴箱内设置腐蚀液槽，水浴箱下部安装电热管和温度传感器B。

试样通过挂钩挂于试样架的孔洞中，升降定时器和电机相连，电机的两个输出点与行程限位开关的上下限位片的电触头串连，行程限位开关的触头与排风扇并联，电机和丝杆通过皮带连接，丝杆和升降杆由齿轮连接，箱体温度控制器与箱体温度传感器A和红外加热灯管相连，湿度控制器与加湿器和湿度传感器相连，水浴温度控制器与水浴箱、电热管和温度传感器B相连，液面控制器与液面探头A、液面探头B、液面探头C和电动阀门A连接，SO₂和NO_X气体浓度控制器与SO₂浓度传感器、NO_X浓度传感器和电动阀门B相连。

支撑杆和升降杆穿过下层隔板处均设置密封套。

腐蚀液液面探头A放置在最高液面处，腐蚀液液面探头B放置于最高液面下方1-3cm处，腐蚀液液面探头C放置于溶液底部。

控制面板中的温度-湿度-气体浓度-实验时间显示器用来实时显示实验过程中参数信息。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明采用了腐蚀液液面浓度控制器、箱体湿度控制器、气体浓度控制器对实验过程中腐蚀液浓度、箱体湿度、箱体内气体浓度等参数的精确控制，可以较好的模拟腐蚀加速实验，模拟不同环境因素对式样的腐蚀作用，减少环境参数的较大波动引起的实验误差，且满足相关标准所规定的指标。本装置具有操作简便、精度高、智能化水平高和实验数据准确可靠的特点，可以广泛适用于各类环境腐蚀实验室及相关单位。

附图说明

图1为本发明高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱的结构示意图。

其中：1-脚垫，2-箱体，3-注水管，4-电动阀门A，5-红外加热灯管，6-温度传感器A，7-加湿器导管，8-加湿器，9-加湿器注水口，10-温度控制器，11-湿度控制器，12-升降定时器，13-水浴温度控制器，14-液面控制器，15-SO₂和NO_X气体浓度控制器，16-电机，17-行程限位开关上限位片，18-行程限位开关，19-行程限位开关下限位片，20-皮带，21-丝杆，22-齿轮，23-密封套，24-湿度传感器，25-SO₂浓度传感器，26-NO_X浓度传感器，27-支撑杆，28-排风扇，29-升降杆，30-电动阀门B，31-三通通气管，32-试样架，33-液面探头收纳装置，34-液面探头A，35-液面探头B，36-液面探头C，37-水浴箱，38-电热管，39-温度传感器B，40-腐蚀液槽，41-控制面板，42-电源开关，43-温度-湿度-气体浓度-实验时间显示器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱。

如图1所示，该装置包括箱体2、升降系统、智能化检测系统、智能化加注系统、水浴恒温系统、腐蚀液槽和电气控制面板，其中，箱体2底部安装脚垫1，箱体2内由上下两层隔板自下而上分隔成实验区域、检测及升降区域和电气控制区域，箱体下层包括红外加热灯管5、注水管3、电动阀门A4、支撑杆27、升降杆29、排风扇28、三通通气管31、电动阀门B30、试样架32、水浴箱37、电热管38、温度传感器B39、腐蚀液槽40、液面探头和液面探头收纳装置33，箱体中层包括温度传感器A6、加湿器8、加湿器导管7、加湿器注水口9、行程限位开关18、行程限位开关上限位片17、行程限位开关下限位片19、电机16、皮带20、丝杆21、齿轮22、密封套23、湿度传感器24、SO₂浓度传感器25和NO_X浓度传感器26，箱体上层为设备的控制面板41，控制面板41包括温度控制器10、湿度控制器11、升降定时器12、水浴温度控制器13、液面控制器14、SO₂和NO_X气体浓度控制器15、温度-湿度-气体浓度-实验时间显示器43和电源开关42，

箱体2下部侧面设置注水管3，注水管3上安装电动阀门A4，试样架32通过支撑杆27和升降杆29连接在下层隔板上，试样架32两侧的箱体2内壁上安装红外加热灯管5，箱体2中部侧面安装加湿器8，加湿器8外设加湿器注水口9，加湿器8下部连接加湿器导管7，加湿器导管7穿过下层隔板，电机16固定在上层隔板上，行程限位开关18固定在下层隔板上部，行程限位开关18上下分别设置行程限位开关上限位片17和行程限位开关下限位片19，丝杠21支撑在上下两层隔板之间，湿度传感器24、SO₂浓度传感器25和NO_X浓度传感器26固定在下层隔板上，箱体2下部侧面设置三通通气管31，三通通气管31外部的两个支管上各安装一个电动阀门B30，液面探头收纳装置33固定在箱体2内侧壁上，液面探头A34、液面探头B35和液面探头C36连接液面探头收纳装置33，水浴箱37置于箱体2下部，水浴箱37内设置腐蚀液槽40，水浴箱37下部安装电热管38和温度传感器B39。

试样通过挂钩挂于试样架32的空洞中，升降定时器12和电机16相连，电机16的两个输出点与行程限位开关的上下限位片的电触头串连，行程限位开关18的触头与排风扇28并联，电机16和丝杆21通过皮带20连接，丝杆21和升降杆29由齿轮22连接，箱体温度控制器10与箱体温度传感器A6和红外加热灯管5相连，湿度控制器11与加湿器8和湿度传感器24相连，水浴温度控制器13与水浴箱37、电热管38和温度传感器B39相连，液面控制器14与液面探头A34、液面探头B35、液面探头C36和电动阀门A4连接，SO₂和NO_X气体浓度控制器15与SO₂浓度传感器25、NO_X浓度传感器26和电动阀门B30相连。

支撑杆27和升降杆29穿过下层隔板处均设置密封套23。

腐蚀液液面探头A34放置在最高液面处，腐蚀液液面探头B35放置于最高液面下方1-3cm处，腐蚀液液面探头C36放置于溶液底部。

控制面板41中的温度-湿度-气体浓度-实验时间显示器43用来实时显示实验过程中参数信息。

在实际应用中，腐蚀液槽液面控制系统由液面控制器14与液面探头A34、液面探头B35、液面探头C36和注水管电动阀门A4相连接，探头A和探头B的上下间隔1～5cm，当液面低于探头B的高度时，液面控制器打开电动阀门，进行注水，当液面达到探头A的高度时，电动阀门A4关闭，停止注水。

箱体温度控制器系统由温度控制器10与温度传感器A6和红外加热灯管5相连，实现箱体的温度的实时控制。

箱体湿度控制系统由湿度控制器11与湿度传感器24、加湿器8和排风扇28链接，对箱体内湿度进行实时控制，当湿度较低时，自动打开加湿器进行加湿，当湿度满足需求时，关闭加湿器，当湿度较高时，自动打开排风扇28。

气体浓度控制系统由SO₂和NO_X气体浓度控制器15与SO₂浓度传感器25、NO_X浓度传感器26和通气管电动阀门B30链接，当气体浓度较低时，打开电动阀门B30，注入气体，当气体浓度达到要求时，闭合电动阀门B30，停止注入气体。

开启电器控制面板上的电源开关42，由固定在实验箱体上的电机16通过皮带20带动丝杠21转动，丝杠21带动与其咬合的齿轮22转动，从而带动与齿轮22固定的升降杆的29升降，当齿轮22上升至行程限位开关上限位片17时，升降停止，此时将试样挂至试样架上，行程开关可以根据需要调整上升和下降的位置。利用升降定时器12设置上升和下降的时间。将液面探头A34放置液面最高处，将液面探头B35放至液面最高处下方1-3cm处，将液面探头C36放置腐蚀液槽底部，并打开液面控制器14，对腐蚀液槽内的液面进行智能控制，当液面低于液面探头B35时，自动打开注水管上的电动阀门，进行注水，当液面升至液面探头A34的位置时，关闭电动阀门，停止注水，保证腐蚀液浓度的稳定。腐蚀液槽40置入水浴箱37内，水浴箱的温度由水浴箱温度控制器13进行设置，并由温度传感器B39对温度进行监测，和电热管38进行加热。利用箱体温度控制器10设定箱体温度，并通过温度传感器A6和箱体两侧的红外加热灯管5对箱体内的温度进行调控。箱体内湿度值由湿度控制器11进行设定，并由湿度传感器24、加湿器8和排风扇28对箱体内的湿度进行调控。SO₂和NO_X等气体浓度由SO₂和NO_X气体浓度控制器15进行设定，并由SO₂浓度传感器25、NO_X浓度传感器26和电动阀门进行注气或停止注气。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱，其特征在于：包括箱体(2)、升降系统、智能化检测系统、智能化加注系统、水浴恒温系统、腐蚀液槽和电气控制面板，其中，箱体(2)底部安装脚垫(1)，箱体(2)内由上下两层隔板自下而上分隔成实验区域、检测及升降区域和电气控制区域，箱体(2)下层包括红外加热灯管(5)、注水管(3)、电动阀门A(4)、支撑杆(27)、升降杆(29)、排风扇(28)、三通通气管(31)、电动阀门B(30)、试样架(32)、水浴箱(37)、电热管(38)、温度传感器B(39)、腐蚀液槽(40)、液面探头和液面探头收纳装置(33)，箱体(2)中层包括温度传感器A(6)、加湿器(8)、加湿器导管(7)、加湿器注水口(9)、行程限位开关(18)、行程限位开关上限位片(17)、行程限位开关下限位片(19)、电机(16)、皮带(20)、丝杆(21)、齿轮(22)、密封套(23)、湿度传感器(24)、SO₂浓度传感器(25)和NO_X浓度传感器(26)，箱体(2)上层为设备的控制面板(41)，控制面板(41)包括温度控制器(10)、湿度控制器(11)、升降定时器(12)、水浴温度控制器(13)、液面控制器(14)、SO₂和NO_X气体浓度控制器(15)、温度-湿度-气体浓度-实验时间显示器(43)和电源开关(42)；箱体(2)下部侧面设置注水管(3)，注水管(3)上安装电动阀门A(4)，试样架(32)通过支撑杆(27)和升降杆(29)连接在下层隔板上，试样架(32)两侧的箱体(2)内壁上安装红外加热灯管(5)，箱体(2)中部侧面安装加湿器(8)，加湿器(8)外设加湿器注水口(9)，加湿器(8)下部连接加湿器导管(7)，加湿器导管(7)穿过下层隔板，电机(16)固定在上层隔板上，行程限位开关(18)固定在下层隔板上部，行程限位开关(18)上下分别设置行程限位开关上限位片(17)和行程限位开关下限位片(19)，丝杠(21)支撑在上下两层隔板之间，湿度传感器(24)、SO₂浓度传感器(25)和NO_X浓度传感器(26)固定在下层隔板上，箱体(2)下部侧面设置三通通气管(31)，三通通气管(31)外部的两个支管上各安装一个电动阀门B(30)，液面探头收纳装置(33)固定在箱体(2)内侧壁上，液面探头A(34)、液面探头B(35)和液面探头C(36)连接液面探头收纳装置(33)，水浴箱(37)置于箱体(2)下部，水浴箱(37)内设置腐蚀液槽(40)，水浴箱(37)下部安装电热管(38)和温度传感器B(39)。

2.根据权利要求1所述的高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱，其特征在于：试样通过挂钩挂于试样架(32)的孔洞中，升降定时器(12)和电机(16)相连，电机(16)的两个输出点与行程限位开关上限位片(17)和行程限位开关下限位片(19)的电触头串连，行程限位开关(18)的触头与排风扇(28)并联，电机(16)和丝杆(21)通过皮带(20)连接，丝杆(21)和升降杆(29)由齿轮(22)连接，箱体温度控制器(10)与箱体温度传感器A(6)和红外加热灯管(5)相连，湿度控制器(11)与加湿器(8)和湿度传感器(24)相连，水浴温度控制器(13)与水浴箱(37)、电热管(38)和温度传感器B(39)相连，液面控制器(14)与液面探头A(34)、液面探头B(35)、液面探头C(36)和电动阀门A(4)连接，SO₂和NO_X气体浓度控制器(15)与SO₂浓度传感器(25)、NO_X浓度传感器(26)和电动阀门B(30)相连。

3.根据权利要求1所述的高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱，其特征在于：所述支撑杆(27)和升降杆(29)穿过下层隔板处均设置密封套(23)。

4.根据权利要求1所述的高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱，其特征在于：所述腐蚀液液面探头A(34)放置在最高液面处，腐蚀液液面探头B(35)放置于最高液面下方1-3cm处，腐蚀液液面探头C(36)放置于溶液底部。

5.根据权利要求1所述的高精度智能化多功能周期浸润腐蚀箱，其特征在于：所述控制面板(41)中的温度-湿度-气体浓度-实验时间显示器(43)用来实时显示实验过程中参数信息。

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