CN116990202B - 一种盐雾浓度在线测量模拟装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盐雾浓度测量技术,具体涉及一种盐雾浓度在线测量模拟装置及方法。装置包括液体流道、盐雾流道、密封舱、盐雾生成装置、抽气泵和离子数测量装置;液体流道穿过密封舱,用于流入去离子水且将废液排出;密封舱与盐雾生成装置的盐雾出口相连通;盐雾流道的入口与密封舱相连通,盐雾流道的出口靠近液体流道的入口设置,该出口伸入液体流道内且保证在进行盐雾浓度测量期间,出口位于液体流道内液体液面以下;盐雾流道出口位置的液体流道上方设置有一高于液面的上方空间,该上方空间与抽气泵的抽气口相连通;离子数测量装置的电极片设置于液体流道内且靠近液体流道的出口设置。可以更好地模拟盐雾浓度在线测量,以指导盐雾浓度在线实时测量。
Description
技术领域
本发明涉及盐雾浓度测量技术,具体涉及一种盐雾浓度在线测量模拟装置及方法。
背景技术
船用燃气轮机海上运行时长期处于海洋盐雾环境中,盐雾会造成发动机机械、电子装置的腐蚀,降低船用燃气轮机的使用寿命,降低其可靠性。因此在地面试验或海洋环境的可靠性试验中,盐雾浓度测量是其中关键的一项技术。关于盐雾浓度测量技术常用的是采样法,即通过对发动机所处环境进行一定时间的采样,将环境样本收集到采样瓶中。
然而,船用燃气轮机的运行工况是多变的,即在整个运行过程中不会稳定在一个工况下,一个工况对应一个进气流量,而采样法需要的足够长的进口稳定时间,当处于变工况运行时,发动机的进口流量实时在变,采样流量也相应的实时变化,但采样流量实时变化是不能实现的,采样只能针对一种工况进行。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种盐雾浓度在线测量模拟装置及方法,具有可以更好地模拟盐雾浓度在线测量,以指导盐雾浓度在线实时测量技术发展的特点。
第一方面,一种实施例中提供一种盐雾浓度在线测量模拟装置,包括液体流道、盐雾流道、密封舱、盐雾生成装置、抽气泵和离子数测量装置;
其中,所述液体流道穿过所述密封舱,所述液体流道用于流入去离子水且将废液排出;所述密封舱与所述盐雾生成装置的盐雾出口相连通;所述盐雾流道的入口与密封舱相连通,盐雾流道的出口靠近液体流道的入口设置,该出口伸入液体流道内且保证在进行盐雾浓度测量期间,该出口位于液体流道内液体的液面以下;
在盐雾流道出口位置的液体流道上方设置有一高于所述液面的上方空间,且该上方空间与所述抽气泵的抽气口相连通;
离子数测量装置的电极片设置于液体流道内且靠近液体流道的出口设置。
一种实施中,还包括环境监测器,所述环境监测器包括设置于密封舱内的湿度传感器和温度传感器。
一种实施中,所述盐雾流道的出口设置有多孔介质。
一种实施中,还包括去离子水存储和/或产生装置,所述去离子水存储和/或产生装置的出口与所述液体流道的入口相连通,所述去离子水存储和/或产生装置的出口设置有第一流量阀。
一种实施例中,还包括废液回收装置,所述废液回收装置的入口与所述液体流道的出口相连通;所述液体流道的出口设置有第二流量阀。
一种实施例中,所述液体流道的水力直径是盐雾流道的水力直径的5倍。
一种实施例中,所述电极片的设置位置与盐雾流道的出口位置距离大于液体流道的水力直径的10倍。
一种实施例中,还包括盐雾浓度计算模块,与离子数测量装置有线或无线连接。
第二方面,一种实施例中提供一种盐雾浓度在线测量模拟方法,基于上述任一盐雾浓度在线测量模拟装置实现,包括:
打开盐雾生成装置,让盐雾进入密封舱内的环境;
判断密封舱的环境是否达到预设的稳定环境状态,如果是,则进入下一步;
使得去离子水流入液体流道并达到预设的流量需求;
打开抽气泵,并通过控制抽气泵的抽气速率来模拟海上空气的流动速率;
启动离子数测量装置进行离子数测量;
基于得到的离子数及抽气泵的抽气速率,计算盐雾浓度。
一种实施例中,所述的判断密封舱的环境是否达到预设的稳定环境状态,包括:
基于密封舱内设置的温度传感器和湿度传感器,判断在设置时间段内,温度和湿度的变化是否在预设的变化阈值范围内,如果是,则说明密封舱的环境达到了预设的稳定环境状态;
所述的使得去离子水流入液体流道并达到预设的流量需求,包括:
打开去离子水存储和/或产生装置的出口处的第一流量阀,所述去离子水存储和/或产生装置的出口与液体流道的入口相连通;
打开液体流道出口处的第二流量阀;
通过对第一流量阀和第二流量阀的控制使得去离子水流入液体流道并达到预设的流量需求。
本发明的有益效果是:
由于液体流道入口有去离子水的流入,而出口将废液排出,因此,可以实时对盐雾浓度进行测量,而不是仅仅只能用于一种工况环境;在盐雾流道出口位置的液体流道上方设置有一高于所述液面的上方空间,且该上方空间与所述抽气泵的抽气口相连通,因此可以模拟海风速率;由于密封舱的密封空间,可以模拟一个环境相对稳定的海面环境。因此,可以更好地模拟盐雾浓度在线测量,以指导盐雾浓度在线实时测量技术的发展。
附图说明
图1是本申请一种实施例的盐雾浓度在线测量模拟装置示意图;
图2是本申请一种实施例的盐雾浓度在线测量模拟方法流程示意图。
附图中:1、液体流道;2、盐雾流道;3、密封舱;4、盐雾生成装置;5、抽气泵;6、离子数测量装置;601、电极片;7、环境监测器;8、去离子水存储和/或产生装置;9、第一流量阀;10、废液回收装置;11、第二流量阀;12、盐雾浓度计算模块;13、多孔介质;14、上方空间;15、构造面。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
为便于对本申请的发明构思进行说明,以下对盐雾浓度测量技术进行简要说明。
盐雾浓度测量中,盐雾融入去离子水且稳定均匀后,通过施加给去离子水中的两个电极片之间的一个恒定电压源或一个恒定电流源,对应地,可以得到电流值或电压值,从而得到两个电极片之间的电阻,从而可以得到两个电极片之间截面处的钠离子或氯离子数,根据空气的流速,进而可以得到盐雾浓度。但目前的盐雾浓度测量中,只能针对一种工况进行测量,面对需要实时监测的在线测量,还无法实现。基于此,本申请给出了一种盐雾浓度在线测量模拟装置及方法,可以更好地模拟盐雾浓度在线测量,以指导盐雾浓度在线实时测量技术。
请参考图1,该在线测量模拟装置包括液体流道1、盐雾流道2、密封舱3、盐雾生成装置4、抽气泵5和离子数测量装置6。
其中,液体流道1穿过密封舱3,用于流入去离子水且将废液排出,液体流道1的入口流入去离子水,出口将废液排出。密封舱3与盐雾生成装置4的盐雾出口相连通,启动盐雾生成装置4后,产生的盐雾流入密封舱3。一种实施例中,盐雾生成装置4设置于密封舱3内。
盐雾流道2的入口与密封舱3相连通,用于将密封舱3内的空气引入盐雾流道2内,盐雾流道2的出口靠近液体流道1的入口设置,且盐雾流道2的出口伸入液体流道1内,用于将盐雾流道2内的空气引入液体流道1内的液体中。因此,需保证盐雾流道2的出口在进行盐雾浓度测量期间,位于液体流道1内液体的液面以下。
基于上述结构,由于液体流道1入口有去离子水的流入,而出口将废液排出,因此,可以实时对盐雾浓度进行测量,而不是仅仅只能用于一种工况环境。
申请人在研究中发现,液体流道1的水力直径为盐雾流道2的水力直径的5倍时,盐雾流道2中的盐雾可以更好地与液体流道1中的去离子水进行混合,且得到的盐雾浓度准确性更高。因此,一种实施例中,为使盐雾流道2中的盐雾更好地混合到液体流道1的去离子水中,液体流道1的水力直径是盐雾流道2的水力直径的5倍。
一种实施例中,为使盐雾流道2出口的盐雾与液体流道1内的去离子水更好地混合,在盐雾流道2的出口设置有一多孔介质13,通过该多孔介质13,流经该多孔介质13的盐雾可以与去离子水更加细密的混合,从而缩短盐雾与去离子水充分混合的时间。
为将盐雾流道2内的盐雾引入液体流道1内,且将盐雾流道2内的盐雾和液体流道1内的去离子水进行混合,在盐雾流道2的出口位置的液体流道1的上方设置有一高于液体流道1内液面的上方空间14,如此,该上方空间14与液体流道1相连通。使该上方空间14同时与抽气泵5的抽气口相连通,如此,通过控制抽气泵5进行抽气,密封舱3内的气体通过盐雾流道2进入液体流道1,通过液体流道1内的液体后进入该上方空间14。以此,则可以通过抽气泵5的抽气速率来模拟海风的速率。
可以理解地,抽气泵5的控制模块可以在密封舱3内,也可以不在密封舱3内,如果在密封舱3内,则可以再设置一个外设的控制模块,以实现对抽气泵的控制。
一种实施例中,盐雾流道2穿过上述的上方空间14,且使得盐雾流道2的出口位于液面以下。
对于离子数测量装置6,其电极片601设置于液体流道内且靠近液体流道1的出口设置。一种实施例中,两电极片于液体流道1横截面的两侧相对设置。
申请人在研究中发现,距离盐雾流道2的出口位置达到液体流道1的水力直径的10倍后,盐雾与液体流道1中的去离子水中的混合程度可以达到充分混合的要求,请参考图1,可以在,距离盐雾流道2的出口位置达到液体流道1的水力直径的10倍处设置一虚拟的构造面15,则构造面15之后的位置盐雾与液体流道1中的去离子水中的混合程度可以达到充分混合的要求。因此,一种实施例中,为使检测到的盐雾浓度更准确,电极片601的设置位置与盐雾流道2的出口位置距离大于液体流道1的水力直径的10倍,也就是设置在构造面15之后的位置。
一种实施例中,为使检测到的盐雾浓度更准确,盐雾浓度在线测量模拟装置还包括环境监测器7,该环境监测器7包括设置于密封舱3内的湿度传感器和温度传感器。通过湿度传感器和温度传感器,检测到在设置时间段内,温度和湿度的变化在预设的变化阈值范围内,则说明密封舱3内的环境达到了一个稳定的环境,即盐雾已经与密封舱3内的空气混合充分,以此来达到对海上环境的一个真实模拟,同时,也使得检测到的盐雾浓度更准确。
一种实施例中,盐雾浓度在线测量模拟装置还包括去离子水存储和/或产生装置8。一种具体实施例中,该去离子水存储和/或产生装置8为去离子水存储装置。一种具体实施例中,该去离子水存储和/或产生装置8为去离子水产生储装置。一种具体实施例中,该去离子水存储和/或产生装置8包括去离子水存储装置和去离子水产生装置,去离子存储装置的入口连接去离子水产生装置的出口。该去离子水存储和/或产生装置8的出口与液体流道1的入口相连通,为液体流道1提供去离子水。一种实施例中,去离子水存储和/或产生装置的出口设置有第一流量阀9,以控制去离子水流入液体流道1的流量。
一种实施例中,盐雾浓度在线测量模拟装置还包括废液回收装置10,该废液回收装置10的入口与液体流道1的出口相连通,用于回收流出液体流道1的废液。在液体流道1的出口设置有第二流量阀11,可以与第一流量阀9配合,更好地控制液体流道1内的流量。
一种实施例中,盐雾浓度在线测量模拟装置还包括盐雾浓度计算模块12,与离子数测量装置6有线或无线连接,用于基于离子数测量装置6得到的钠离子或氯离子数及抽气泵的抽气速率计算得到盐雾浓度。该盐雾浓度计算模块12可以是PC机或者其他具有人机交互的智能计算模块。抽气泵的抽气速率改变,测到的电阻值会改变,电阻值稳定的时间内的流量与截面钠离子数相乘,得到之前抽的气体中的钠离子数,空气体积由抽气泵抽气时间和抽气速率得到,进而得到气体中的钠离子数,进而计算得到盐雾浓度。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的盐雾浓度在线测量模拟装置的硬件结构并不构成对盐雾浓度在线测量模拟装置的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
本申请的一种实施例中提供一种盐雾浓度在线测量模拟方法,以结合上述任意一实施例中的在线测量模拟装置,以实现盐雾浓度的在线测量模拟,请参考图2,该在线测量模拟方法包括:
步骤S10,打开盐雾生成装置4,让盐雾进入密封舱3内的环境。
步骤S20,判断密封舱3的环境是否达到预设的稳定环境状态,如果是,则进入下一步。
一种实施例中,判断密封舱3的环境是否达到预设的稳定环境状态,包括:
基于密封舱3内设置的温度传感器和湿度传感器,判断在设置时间段内,温度和湿度的变化是否在预设的变化阈值范围内,如果是,则说明密封舱3的环境达到了预设的稳定环境状态。例如,可以设置1分钟的稳定时间段,在任意的1分钟时间内,如果温度的上下浮动变化不超过0.2摄氏度且湿度的上下浮动不超过0.5%,则说明密封舱3内的环境达到了预设的稳定环境状态。
步骤S30,使得去离子水流入液体流道1并达到预设的流量需求。
一种实施例中,使得去离子水流入液体流道1并达到预设的流量需求,包括:
打开去离子水存储和/或产生装置8的出口处的第一流量阀9,该去离子水存储和/或产生装置8的出口与液体流道1的入口相连通。
打开液体流道1出口处的第二流量阀11。
通过对第一流量阀9和第二流量阀11的控制使得去离子水流入液体流道1并达到预设的流量需求。
步骤S40,打开抽气泵5,并通过控制抽气泵5的抽气速率来模拟海上空气的流动速率。
步骤S50,启动离子数测量装置6进行离子数测量。
步骤S60,基于得到的离子数及抽气泵5的抽气速率,计算盐雾浓度。
在得到检测的离子数的基础上,再结合抽气泵5的抽气速率,则可以进一步计算得到盐雾浓度。
可以理解地,在后续的盐雾浓度在线测量中,改变抽气泵的抽气速率,则可以模拟不同的海风速率,可以控制盐雾生成装置4的盐雾生成速率来控制密封舱3内的环境的稳定。由于可以从液体流道1的入口得到源源不断的去离子水,而通过液体流道1的出口将废液排出,因此,该盐雾浓度在线测量模拟方法,可以适用于不同的工况的实时在线测量,可以更好地模拟盐雾浓度在线测量,以指导盐雾浓度在线实时测量技术的发展。
本申请的一种实施例中提供了一种计算机可读存储介质,存储介质上存储有程序,存储的程序包括能够被处理器加载并处理上述任意一实施例中的盐雾浓度在线测量模拟方法。
本领域技术人员可以理解,上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现,也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等,通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如,将程序存储在设备的存储器中,当通过处理器执行存储器中程序,即可实现上述全部或部分功能。另外,当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时,该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中,通过下载或复制保存到本地设备的存储器中,或对本地设备的系统进行版本更新,当通过处理器执行存储器中的程序时,即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (8)
1.一种盐雾浓度在线测量模拟装置,其特征在于,包括液体流道(1)、盐雾流道(2)、密封舱(3)、盐雾生成装置(4)、抽气泵(5)、环境监测器(7)、离子数测量装置(6)、去离子水存储和/或产生装置(8);
其中,所述液体流道(1)穿过所述密封舱(3),所述液体流道(1)用于流入去离子水且将废液排出;所述密封舱(3)与所述盐雾生成装置(4)的盐雾出口相连通;所述盐雾流道(2)的入口与密封舱(3)相连通,盐雾流道(2)的出口靠近液体流道(1)的入口设置,该出口伸入液体流道(1)内且保证在进行盐雾浓度测量期间,该出口位于液体流道(1)内液体的液面以下;
在盐雾流道(2)出口位置的液体流道(1)上方设置有一高于所述液面的上方空间(14),且该上方空间(14)与所述抽气泵(5)的抽气口相连通;通过控制抽气泵(5)进行抽气,密封舱(3)内的气体通过盐雾流道(2)进入液体流道(1),通过液体流道(1)内的液体后进入该上方空间(14);
所述环境监测器(7)包括设置于密封舱(3)内的湿度传感器和温度传感器;
离子数测量装置(6)的电极片(601)设置于液体流道内且靠近液体流道(1)的出口设置;两电极片(601)于液体流道(1)横截面的两侧相对设置;
所述去离子水存储和/或产生装置(8)的出口与所述液体流道(1)的入口相连通,所述去离子水存储和/或产生装置(8)的出口设置有第一流量阀(9);
所述液体流道(1)的出口设置有第二流量阀(11)。
2.如权利要求1所述的盐雾浓度在线测量模拟装置,其特征在于,所述盐雾流道(2)的出口设置有多孔介质(13)。
3.如权利要求1所述的盐雾浓度在线测量模拟装置,其特征在于,还包括废液回收装置(10),所述废液回收装置(10)的入口与所述液体流道(1)的出口相连通。
4.如权利要求1到3之一所述的盐雾浓度在线测量模拟装置,其特征在于,所述液体流道(1)的水力直径是盐雾流道(2)的水力直径的5倍。
5.如权利要求4所述的盐雾浓度在线测量模拟装置,其特征在于,所述电极片(601)的设置位置与盐雾流道(2)的出口位置距离大于液体流道(1)的水力直径的10倍。
6.如权利要求1所述的盐雾浓度在线测量模拟装置,其特征在于,还包括盐雾浓度计算模块(12),与离子数测量装置(6)有线或无线连接。
7.一种盐雾浓度在线测量模拟方法,其特征在于,基于权利要求1到6任一所述的盐雾浓度在线测量模拟装置实现,包括:
打开盐雾生成装置(4),让盐雾进入密封舱(3)内的环境;
判断密封舱(3)的环境是否达到预设的稳定环境状态,如果是,则进入下一步;
使得去离子水流入液体流道(1)并达到预设的流量需求;
打开抽气泵(5),并通过控制抽气泵(5)的抽气速率来模拟海上空气的流动速率;
启动离子数测量装置(6)进行离子数测量;
基于得到的离子数及抽气泵(5)的抽气速率,计算盐雾浓度。
8.如权利要求7所述的盐雾浓度在线测量模拟方法,其特征在于,所述的判断密封舱(3)的环境是否达到预设的稳定环境状态,包括:
基于密封舱(3)内设置的温度传感器和湿度传感器,判断在设置时间段内,温度和湿度的变化是否在预设的变化阈值范围内,如果是,则说明密封舱(3)的环境达到了预设的稳定环境状态;
所述的使得去离子水流入液体流道(1)并达到预设的流量需求,包括:
打开去离子水存储和/或产生装置(8)的出口处的第一流量阀(9),所述去离子水存储和/或产生装置(8)的出口与液体流道(1)的入口相连通;
打开液体流道(1)出口处的第二流量阀(11);
通过对第一流量阀(9)和第二流量阀(11)的控制使得去离子水流入液体流道(1)并达到预设的流量需求。
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