CN114994143A - 一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法，步骤包括：获取特定温度、特定沉降量下盐溶液电导率与氯离子浓度的标定关系；盐雾试验过程中，在盐雾试验过程中获取容纳盒内盐溶液的电导率；将所得盐溶液的电导率与标定关系进行匹配，确定出所得电导率对应的盐溶液氯离子浓度；定期将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对。本发明能够精确调控盐雾试验箱内的氯离子浓度，不仅适用于在狭小空间内对沉积的氯离子浓度进行监测，而且能够借助于小敞口容器或大敞口大腔室容器实现在短时间内精确、灵活地调控盐雾试验箱内的氯离子浓度，调控时间段可以控制在分钟级别。
Description
技术领域
本发明涉及盐雾试验领域，具体涉及一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法。
背景技术
目前，关于氯离子浓度的监测技术主要集中在大气环境中氯离子浓度监测方面，例如：北京市劳动保护科学研究所开发的空气中氯离子浓度实时监测装置及方法，武汉科思特仪器股份有限公司开发的大气环境盐雾浓度监测装置及测试方法，明阳智慧能源集团股份公司研究的海上风电机组盐雾浓度的远程自动监测系统。
在盐雾试验过程中，理想情况下需要随时掌握盐雾试验箱内的盐雾浓度，一旦盐雾浓度不符合要求则需要尽快进行调控，然而，现有的盐雾试验箱主要是以定期收集盐溶液作为盐雾调控依据，具体是：在盐雾试验箱内放置一个小敞口容器（如烧杯，口部直径约80mm），如果敞口容器内的盐溶液在每小时达到1-3ml，则认为盐雾喷洒量或浓度符合要求，反之则调节盐雾喷嘴大小。显然，这种方式比较比较粗狂，准确性欠佳，并不能在短时间内有效调控盐雾试验箱内盐雾浓度。
研究表明，借助于盐溶液中电导率能够检测氯离子浓度，例如：在容纳腔中放入纯水、导气组件、导水组件以及离子浓度检测部件，导气组件连通于容纳腔，用于向容纳腔内按照第一流量通入环境空气，导水组件连通于容纳腔，用于向容纳腔内按照第二流量通入纯水；在单位时间内，容纳腔内通入的纯水的体积是确定的，通入的环境空气的体积也是确定的，环境空气中的盐雾溶解在纯水中形成一定浓度的盐雾洗脱溶液；通过离子浓度检测部件检测盐雾洗脱溶液中的实时电位，可以根据实时电位计算盐雾洗脱溶液中氯离子的浓度，然后根据环境空气的流量和纯水的流量可以计算空气中的氯化钠的浓度。但是，该项技术使用时必须抽取足量的空气才能检测，既不能对沉积状态下的氯离子浓度进行检测，更无法用于在盐雾试验过程中检测氯离子浓度，仅仅是其频繁抽取足量气氛会严重影响盐雾试验。
更关键地是，实际应用过程中需要将离子浓度检测部件的有效探测区域淹没在盐溶液中，而采用现有的容纳腔必须要用到大量（通常需要300-800ml）的盐溶液才能满足要求，此种情况下还容易导致检测值过低甚至在试验前期无法满足检测下限要求；若是将离子浓度检测部件的卧式布置，则需要扩大容纳腔（大腔室大口径，所述大口径通常指其直径在200-400mm范围）才能满足要求，同样需要用到大量的盐溶液才能满足要求。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法，至少能够在短时间内精确调控盐雾试验箱内的氯离子浓度。
为了实现上述目的，本发明采用如下所述技术方案。
一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，获取特定温度、特定沉降量下盐溶液电导率与氯离子浓度的标定关系；
步骤2，将盛装有盐溶液溶剂的容纳盒放置于盐雾试验箱内，容纳盒内的电导率探头连接电导率测试仪主机，盐雾试验过程中，盐雾试验箱内的盐雾沉积在盐溶液溶剂中形成盐溶液，在盐雾试验过程中获取容纳盒内盐溶液的电导率；
步骤3，将步骤2所得盐溶液的电导率与步骤1中标定关系进行匹配，确定出步骤2中所得电导率对应的盐溶液氯离子浓度；
步骤4，定期将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率未在氯离子沉积速率预设范围内，则改变盐雾试验箱内的盐雾喷洒频率，直到所得氯离子沉积速率在氯离子沉积速率预设范围时停止。
作为优选方案，所述盐溶液溶剂为纯水或超纯水。
进一步地，为了提高在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的效率，所述电导率测试仪主机、所述盐雾试验箱的盐雾发生装置均连接控制器，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
读取电导率测试仪主机反馈的电导率，并将该电导率与数据模块中的盐溶液电导率进行匹配，根据匹配结果获取对应的氯离子浓度；
在预设时间段将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率大于氯离子沉积速率预设范围极大值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变小，如果所得氯离子沉积速率低于氯离子沉积速率预设范围极小值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变大；
当根据匹配结果获取所得盐溶液的氯离子沉积速率位于氯离子沉积速率预设范围时，则按照此时的盐雾喷洒频率持续进行盐雾喷洒。
进一步地，为了能够更精准地调控盐雾试验箱内氯离子浓度，始终抖动或搅动容纳盒内的盐溶液，所述电导率探头始终没入盐溶液中。
作为优选方案，所述电导率探头采用棒状电导率探头。
作为优选方案，所述电导率探头采用厚度不超过1mm的薄片状电导率探头。
为了能够在短时间内采用小敞口容器或大敞口大腔室容器实现更灵活更精准地调控盐雾试验箱内氯离子浓度，盛装盐溶液溶剂的容纳盒包括盒体，盒体内底壁具有坡度，盒体内底壁的低点处连接有立管，立管底部外接排液管，在立管上间隔设置有两个控制阀，上控制阀靠近盒体内底壁的低点处，在两个控制阀之间的立管内布置棒状电导率探头；当上控制阀关闭时，由盒体内腔盛装盐溶液溶剂并作为沉积氯离子的空间；当上控制阀开启且下控制阀关闭时，盒体内腔的盐溶液刚好全部进入两个控制阀之间的立管内腔，且两个控制阀之间的立管内腔为盛装被测盐溶液的标准空间。
为了方便、顺利排出测试溶液，所述棒状电导率探头呈L形，且其有效探测区域完全位于两个控制阀之间的立管内腔中。
作为优选方案，所述立管、所述棒状电导率探头位于护罩内，所述容纳盒安装在微型振动器上。
作为更优选方案，两个控制阀、盐溶液溶剂供应系统分别连接控制器，步骤2中，盐雾试验过程中获取容纳盒内盐溶液的电导率的步骤包括：
步骤A，在预设时间点，控制上控制阀打开，此时盒体内腔的盐溶液刚好全部进入两个控制阀之间的立管内腔；
步骤B，控制上控制阀关闭，并在电导率测试仪主机稳定地显示电导率后控制下控制阀打开，以将测试过的盐溶液排出，随后控制下控制阀关闭；
步骤C，控制盐溶液溶剂供应系统开启，往容纳盒内注入标准容积的盐溶液溶剂；
步骤D，重复步骤A-C。
有益效果：采用本发明提供的方案，能够精确调控盐雾试验箱内的氯离子浓度，不仅适用于在狭小空间内对沉积的氯离子浓度进行监测，既可配合小敞口容器使用，也可配合大敞口大腔室的容器使用，而且能够借助于小敞口容器或大敞口大腔室容器实现在短时间内精确、灵活地调控盐雾试验箱内的氯离子浓度，调控时间段可以控制在分钟级别。
附图说明
图1是实施例1中容纳盒示意图。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
先对本实施例中所用的容纳盒进行说明。如图1所示，盛装盐溶液溶剂的容纳盒包括盒体11，盒体11直径为80mm（等于常规盐雾试验箱内标准小敞口容器口径），盒体11内底壁具有坡度，盒体11内底壁的低点处连接有立管12，立管12底部连接排液管17，在立管12上间隔设置有两个控制阀，上控制阀13靠近盒体11内底壁的低点处，在两个控制阀之间的立管12内布置棒状电导率探头15；当上控制阀13关闭时，由盒体11内腔盛装盐溶液溶剂并作为沉积氯离子的空间；当上控制阀13开启且下控制阀14关闭时，盒体11内腔的盐溶液刚好全部进入两个控制阀之间的立管12内腔，且两个控制阀之间的立管12内腔为盛装被测盐溶液的标准空间。其中，棒状电导率探头15呈L形，棒状电导率探头15的直径比立管12内径小5mm（实际应用时，棒状电导率探头15直径与立管12内径的差值不能大于10mm），且其有效探测区域完全位于两个控制阀之间的立管12内腔中；棒状电导率探头15位于护罩16内，所述容纳盒安装在微型振动器上。
本实施例中：电导率测试仪主机、盐雾试验箱的盐雾发生装置、两个控制阀、盐溶液溶剂供应系统均连接控制器并通过控制器控制其运行，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
读取电导率测试仪主机反馈的电导率，并将该电导率与数据模块中的盐溶液电导率进行匹配，根据匹配结果获取对应的氯离子浓度；
在预设时间段将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率大于氯离子沉积速率预设范围极大值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变小，如果所得氯离子沉积速率低于氯离子沉积速率预设范围极小值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变大；
当根据匹配结果获取所得盐溶液的氯离子沉积速率位于氯离子沉积速率预设范围时，则按照此时的盐雾喷洒频率持续进行盐雾喷洒；
控制两个控制阀、盐溶液溶剂供应系统的开启、关闭。
一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法，步骤包括：
步骤1，获取特定温度、特定沉降量下盐溶液电导率与氯离子浓度的标定关系；
例如，预先在温度为35℃的氛围下，控制氯化钠沉降量为20000ug-30000ug/50ml.d，计算得出此条件下的氯离子沉积速率为13.89ug/min-20.83ug/min，将该氯离子沉积速率为13.89ug/min-20.83ug/min作为氯离子沉积速率预设范围；
然后取50ml纯净水，在水温为35℃的情况下，标定0ug-30000ug/50ml浓度范围的氯化钠溶液电导率，形成盐溶液电导率与氯离子浓度的对照表（即标定关系），然后将该对照表作为数据模块写入程序，并存储在控制器的存储器上；
步骤2，将盛装有盐溶液溶剂的容纳盒放置于盐雾试验箱内，容纳盒内的电导率探头连接电导率测试仪主机，盐雾试验过程中，盐雾试验箱内的盐雾沉积在盐溶液溶剂中形成盐溶液，在盐雾试验过程中获取容纳盒内盐溶液的电导率；
例如：
先控制上控制阀13关闭，往容纳盒的盒体11内腔装入100ml纯净水，然后控制微型振动器震动（注：要始终控制微型振动器开启，以始终抖动或搅动容纳盒内的盐溶液）；
接着，在自试验始点之后的第10分钟，控制上控制阀13打开，此时盒体11内腔的盐溶液(50ml)刚好全部进入两个控制阀之间的立管12内腔；
接着，控制上控制阀13关闭，并在电导率测试仪主机稳定地显示电导率（此时电导率测试仪主机显示的电导率即为容纳盒内盐溶液的电导率）后控制下控制阀14打开，以将测试过的盐溶液排出，随后控制下控制阀14关闭；
接着，控制盐溶液溶剂供应系统开启，往容纳盒内注入标准容积（50ml）的盐溶液溶剂；
随后，继续重复前述步骤，在自试验始点之后的第N（N=1、2、3、4……）个10分钟，分别获取容纳盒内盐溶液的电导率；
步骤3，将步骤2所得盐溶液的电导率与步骤1中标定关系进行匹配，确定出步骤2中所得电导率对应的盐溶液氯离子浓度；
例如：步骤2中，在自试验始点之后的第1个10分钟获取到盐溶液的电导率为0.1us/cm，而标定关系中500ug/50ml浓度时的盐溶液电导率刚好为0.1us/cm，则可以确定出步骤2中所得电导率对应的盐溶液氯离子浓度为500ug/50ml；
步骤4，定期将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率未在氯离子沉积速率预设范围内，则改变盐雾试验箱内的盐雾喷洒频率，直到所得氯离子沉积速率在氯离子沉积速率预设范围时停止；
例如：前述监测到的盐溶液氯离子浓度为500ug/50ml，换算成的氯离子沉积速率则为50ug/min，显然，所得氯离子沉积速率50ug/min大于氯离子沉积速率预设范围极大值20.83ug/min，则需要控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变小，比如将现有的四挡喷洒频率换成三挡喷洒频率，以降低盐雾沉降速率；
如果在步骤2中，自试验始点之后的第2个10分钟获取到盐溶液的电导率为0.03us/cm，而标定关系中200ug/50ml浓度时的盐溶液电导率刚好为0.03us/cm，则可以确定出步骤2中所得电导率对应的盐溶液氯离子浓度为200ug/50ml，换算成的氯离子沉积速率则为10ug/min，显然，所得氯离子沉积速率10ug/min低于氯离子沉积速率预设范围极小值13.89ug/min，则需要控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变大，比如将现有的二挡喷洒频率换成三挡喷洒频率，以增大盐雾沉降速率。
前述过程仅仅是以每隔10分钟获取到盐溶液的电导率为例进行了说明，实际应用过程中，可以根据需求每隔一分钟、两分钟、三分钟等时间段作为预设时间段来获取到盐溶液的电导率，进而实现短时间内精确、灵活地调控盐雾试验箱内的氯离子浓度。
由于采用了本实施例中特定的容纳盒，在进行氯离子沉积时，所用的溶剂用量只需要很少的量，只需要完全覆盖盒体11内底壁且能够充满两个控制阀之间的立管12内腔即可，完全避免了因溶剂不能在盒体11内底壁淹没电导率探头而带来的电导率误差。如果直接将电导率探头平放（卧式放置）在盒体11内底壁，在确保检测下限以及电导率准确性的情况下至少需要300ml溶剂才能淹没电导率探头的有效探测区域且需要数十分钟才能准确检测出对应的氯离子浓度，而采用本实施例中方案，只需要50ml甚至更少量的溶剂就能够淹没电导率探头的有效探测区域并能够以分钟为周期准确检测出对应的氯离子浓度。该方案巧妙地将盒体11内的盐溶液引入细长的腔室内并在此测定盐溶液电导率，能够以很少量的盐溶液顺利淹没电导率探头的有效探测区域，不仅通用于小敞口容器和大敞口大腔室容器，而且不会受到电导率探头放置方式的影响。
采用实施例的方案，能够精确调控盐雾试验箱内的氯离子浓度，不仅适用于在狭小空间内对沉积的氯离子浓度进行监测，既可配合小敞口容器使用，也可配合大敞口大腔室容器使用，而且能够借助于小敞口容器或大敞口大腔室容器实现在短时间内精确、灵活地调控盐雾试验箱内的氯离子浓度，调控时间段可以控制在分钟级别。
实施例2
盛装盐溶液溶剂的容纳盒包括盒体，盒体直径为80mm（等于常规盐雾试验箱内标准小敞口容器口径），盒体内底壁为平底，电导率探头采用厚度不超过1mm的薄片状电导率探头放置于盒体内，容纳盒安装在微型振动器上。
本实施例中：电导率测试仪主机、盐雾试验箱的盐雾发生装置、两个控制阀、盐溶液溶剂供应系统均连接控制器并通过控制器控制其运行，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
读取电导率测试仪主机反馈的电导率，并将该电导率与数据模块中的盐溶液电导率进行匹配，根据匹配结果获取对应的氯离子浓度；
在预设时间段将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率大于氯离子沉积速率预设范围极大值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变小，如果所得氯离子沉积速率低于氯离子沉积速率预设范围极小值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变大；
当根据匹配结果获取所得盐溶液的氯离子沉积速率位于氯离子沉积速率预设范围时，则按照此时的盐雾喷洒频率持续进行盐雾喷洒；
控制两个控制阀、盐溶液溶剂供应系统的开启、关闭。
一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法，步骤包括：
步骤1，获取特定温度、特定沉降量下盐溶液电导率与氯离子浓度的标定关系；然后将该标定关系作为数据模块写入程序，并存储在控制器的存储器上；
步骤2，将盛装有盐溶液溶剂的容纳盒放置于盐雾试验箱内，容纳盒内的电导率探头连接电导率测试仪主机，盐雾试验过程中，盐雾试验箱内的盐雾沉积在盐溶液溶剂中形成盐溶液，在盐雾试验过程中获取容纳盒内盐溶液的电导率；
步骤3，将步骤2所得盐溶液的电导率与步骤1中标定关系进行匹配，确定出步骤2中所得电导率对应的盐溶液氯离子浓度；
步骤4，定期将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率未在氯离子沉积速率预设范围内，则改变盐雾试验箱内的盐雾喷洒频率，直到所得氯离子沉积速率在氯离子沉积速率预设范围时停止。
Claims (10)
1.一种在线调控盐雾试验箱内氯离子浓度的方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，获取特定温度、特定沉降量下盐溶液电导率与氯离子浓度的标定关系；
步骤2，将盛装有盐溶液溶剂的容纳盒放置于盐雾试验箱内，容纳盒内的电导率探头连接电导率测试仪主机，盐雾试验过程中，盐雾试验箱内的盐雾沉积在盐溶液溶剂中形成盐溶液，在盐雾试验过程中获取容纳盒内盐溶液的电导率；
步骤3，将步骤2所得盐溶液的电导率与步骤1中标定关系进行匹配，确定出步骤2中所得电导率对应的盐溶液氯离子浓度；
步骤4，定期将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率未在氯离子沉积速率预设范围内，则改变盐雾试验箱内的盐雾喷洒频率，直到所得氯离子沉积速率在氯离子沉积速率预设范围时停止。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述盐溶液溶剂为纯水或超纯水。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述电导率测试仪主机、所述盐雾试验箱的盐雾发生装置均连接控制器，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
读取电导率测试仪主机反馈的电导率，并将该电导率与数据模块中的盐溶液电导率进行匹配，根据匹配结果获取对应的氯离子浓度；
在预设时间段将监测到的氯离子浓度换算成氯离子沉积速率，并与氯离子沉积速率预设范围进行比对，如果所得氯离子沉积速率大于氯离子沉积速率预设范围极大值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变小，如果所得氯离子沉积速率低于氯离子沉积速率预设范围极小值，则控制盐雾发生装置的盐雾喷洒频率按预设档位变大；
当根据匹配结果获取所得盐溶液的氯离子沉积速率位于氯离子沉积速率预设范围时，则按照此时的盐雾喷洒频率持续进行盐雾喷洒。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：盐雾试验过程中，始终抖动或搅动容纳盒内的盐溶液，所述电导率探头始终没入盐溶液中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述电导率探头采用棒状电导率探头。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述电导率探头采用厚度不超过1mm的薄片状电导率探头。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：盛装盐溶液溶剂的容纳盒包括盒体(11)，盒体(11)内底壁具有坡度，盒体(11)内底壁的低点处连接有立管(12)，立管(12)底部外接排液管，在立管(12)上间隔设置有两个控制阀，上控制阀(13)靠近盒体(11)内底壁的低点处，在两个控制阀之间的立管(12)内布置棒状电导率探头(15)；当上控制阀(13)关闭时，由盒体(11)内腔盛装盐溶液溶剂并作为沉积氯离子的空间；当上控制阀(13)开启且下控制阀(14)关闭时，盒体(11)内腔的盐溶液刚好全部进入两个控制阀之间的立管(12)内腔，且两个控制阀之间的立管(12)内腔为盛装被测盐溶液的标准空间。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述棒状电导率探头(15)呈L形，且其有效探测区域完全位于两个控制阀之间的立管(12)内腔中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述立管(12)、所述棒状电导率探头(15)位于护罩(16)内，所述容纳盒安装在微型振动器上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：两个控制阀、盐溶液溶剂供应系统分别连接控制器，步骤2中，盐雾试验过程中获取容纳盒内盐溶液的电导率的步骤包括：
步骤A，在预设时间点，控制上控制阀(13)打开，此时盒体(11)内腔的盐溶液刚好全部进入两个控制阀之间的立管(12)内腔；
步骤B，控制上控制阀(13)关闭，并在电导率测试仪主机稳定地显示电导率后控制下控制阀(14)打开，以将测试过的盐溶液排出，随后控制下控制阀(14)关闭；
步骤C，控制盐溶液溶剂供应系统开启，往容纳盒内注入标准容积的盐溶液溶剂；
步骤D，重复步骤A-C。
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