CN218629747U - 一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，包括：主控终端装置、臭氧发生装置与传感探头；所述臭氧发生装置和所述传感探头，均与所述主控终端装置连接；所述主控终端装置、所述臭氧发生装置和所述传感探头采用分体式设计。通过与太阳辐射试验箱配套使用，在太阳辐射试验箱内产生臭氧，在太阳辐射试验的同时提供臭氧环境，实现太阳辐射和臭氧的双环境因素联合试验。

Description

一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器

技术领域

本实用新型属于检验检测技术领域，具体涉及一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器。

背景技术

随着基础设施的建设与运营工作的推进，应用于铁路沿线环境下的通信信号产品的产品质量检验检测，对保障铁路的安全运行具有至关重要的作用。铁路沿线综合自然环境条件与常规进行的单一实验室环境适应性检验条件有着非常大的差别，这为应用于铁路沿线环境下的通信信号产品的产品质量检验检测带来了新的挑战。

经气象资料收集及部分文献调查可知，我国近地表臭氧浓度平均值最高处已经高达47.6±11.6ppb，臭氧浓度峰值更是已经接近国家卫生部所规定的臭氧安全浓度100ppb。而臭氧对有机材料的影响在于其对材料老化的加速作用，有机材料臭氧老化的表现为粉化、褪色、龟裂、变脆、变硬等现象。有机材料在铁路通信信号产品中的使用范围一般为防腐涂层、导电涂层、封灌胶、密封圈、护套、软管、塑料开关、塑料外壳等。

目前针对铁路通信信号产品的环境试验主要是针对低气压、低温、高日照辐射等环境因素，缺乏针对臭氧这一因素的环境试验。相关研究已经表明在臭氧氛围中，聚合物材料在紫外线照射下相比于无臭氧条件的反应速度大大加快，也就是说臭氧、紫外线的联合作用能够大幅加快聚合物材料的老化速率。铁路通信信号设备中存在着大量例如电缆外皮、橡胶制品等应用于室外环境的高分子聚合材料，其中尤其是长期应用于露天环境的高分子聚合物材料会直接受到高强太阳辐射与高臭氧浓度的双重挑战。

随着铁路建设深入覆盖全国的大部分地区，铁路沿线自然条件也会面临更加恶劣的情况，因此设备维护成本高，但同时铁路通信信号产品越来越高效智能的要求，应用于室外露天环境的通信信号设备应做到少维护甚至免维护，这对其在铁路沿线自然环境下的使用寿命提出了更高要求。由于太阳辐射与臭氧这两项环境因素对高分子聚合物材料的协同老化作用明显，因此对相关设备产品进行太阳辐射与臭氧的联合环境试验，对保证其产品在铁路沿线环境长期使用的质量稳定性可靠性，继而保障铁路的长期安全稳定运行具有重要意义。

现有的太阳辐射环境试验箱仅针对太阳辐射这一单一因素，而现有的臭氧老化试验箱也仅针对臭氧这一单一因素，无法进行太阳辐射、臭氧双环境因素联合试验。现有臭氧发生器，例如公告号为CN208249898的中国实用新型专利，公开了“一种可自动调节的智能化臭氧发生器”，其体积较大并且控制部分与臭氧发生部分是一体化设计，安装拆卸不方便，也无法满足太阳辐射试验箱配合使用进行太阳辐射、臭氧双环境因素联合试验的需求。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，包括：主控终端装置(6)、臭氧发生装置(2)与传感探头(3)；所述臭氧发生装置(2)和所述传感探头(3)，均与所述主控终端装置(6)连接；所述主控终端装置(6)、所述臭氧发生装置(2)和所述传感探头(3)采用分体式设计。

优选的，所述臭氧发生装置(2)连接有外接氧气源(14)，所述外接氧气源(14)通过输气软管(15)与所述臭氧发生装置(2)的氧气输入口(4)连接。

优选的，所述臭氧发生装置(2)外部具有臭氧输出窗口(1)，内部具有臭氧发生器、电子阀门和流量传感器；

所述主控终端装置(6)设置有控制接口(9)；所述控制接口(9)与主控连接线(12)的一端连接；所述主控连接线(12)的另一端连接到所述电子阀门的一端，所述电子阀门的另一端通过所述外接氧气源(14)后，连接到所述臭氧发生器；

所述流量传感器的一端与所述外接氧气源(14)的输出端连接，所述流量传感器的另一端连接到所述主控终端装置(6)。

优选的，所述臭氧发生装置(2)采用高频高压放电式臭氧发生装置。

优选的，所述主控终端装置(6)设置有传感探头接口(10)；所述传感探头接口(10)与传感探头连接线(5)的一端连接，所述传感探头连接线(5)的另一端连接到所述传感探头(3)。

优选的，所述主控终端装置(6)配置有触摸屏(7)、开关(8)和USB接口(11)。

优选的，所述传感探头(3)为臭氧浓度检测探头。

优选的，还包括太阳辐射试验箱(19)，所述臭氧发生装置(2)和所述传感探头(3)置于所述太阳辐射试验箱(19)的内部，所述主控终端装置(6)置于所述太阳辐射试验箱(19)的外部。

优选的，所述太阳辐射试验箱(19)内安装支架(17)，所述臭氧发生装置(2)位于所述太阳辐射试验箱(19)内部的底部空间；所述支架(17)的上面放置待试验样品(18)；所述传感探头(3)靠近所述待试验样品(18)的位置固定。

优选的，所述太阳辐射试验箱(19)开设用于过线的通孔(16)。

本实用新型提供的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器具有以下优点：

通过与太阳辐射试验箱配套使用，在太阳辐射试验箱内产生臭氧，在太阳辐射试验的同时提供臭氧环境，实现太阳辐射和臭氧的双环境因素联合试验。

附图说明

图1为本实用新型一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器的结构示意图；

图2为本实用新型一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器与太阳辐射试验箱的关系图；

图3为本实用新型一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器结构原理示意图。

图中：

1.臭氧输出窗口；2.臭氧发生装置；3.传感探头；4.氧气输入口；5.传感探头连接线；6.主控终端装置；7.触摸屏；8.开关；9.控制接口；10.传感探头接口；11.USB接口；12.主控连接线；13.脚垫；14.外接氧气源；15.输气软管；16.通孔；17.支架；18.待试验样品；19.太阳辐射试验箱。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种与太阳辐射试验箱配套使用进行太阳辐射和臭氧双环境因素联合试验用的臭氧发生器，从而解决现有太阳辐射试验箱无法进行太阳辐射、臭氧双环境因素联合试验以及现有臭氧发生器无法适用于太阳辐射试验箱以提供臭氧氛围的问题，本实用新型提供的一种太阳辐射和臭氧双环境因素联合试验用的臭氧发生器，通过与太阳辐射试验箱配套使用，在太阳辐射试验箱内产生臭氧，在太阳辐射试验的同时提供臭氧环境，实现太阳辐射和臭氧的双环境因素联合试验。

本实用新型提供的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，采用分体式主控和臭氧发生装置设计，能够在太阳辐射试验箱箱门保持关闭的状态下进行试验参数设置，保证试验准确性；采用分体式传感探头设计与PID闭环控制设计，通过将传感探头位置设置在试验样品附近，从而准确得知试验样品区域的臭氧浓度并精确控制臭氧浓度，提升试验准确性；与现有的太阳辐射环境试验箱配套使用，实现太阳辐射和臭氧的双环境因素联合试验，保证相关产品质量。

参考图1和图3，本实用新型提供的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，包括：主控终端装置6、臭氧发生装置2与传感探头3；臭氧发生装置2和传感探头3，均与主控终端装置6连接；主控终端装置6、臭氧发生装置2和传感探头3采用分体式设计。

臭氧发生装置2外形为卧式设计，具体采用高频高压放电式臭氧发生装置。

臭氧发生装置2连接有外接氧气源14，外接氧气源14通过输气软管15与臭氧发生装置2的氧气输入口4连接，通过外接氧气源14，向臭氧发生装置2输送用于产生臭氧的氧气原料。

主控终端装置6和臭氧发生装置2的具体连接方式为：

臭氧发生装置2外部具有氧气输入口4和臭氧输出窗口1，内部具有臭氧发生器、电子阀门和流量传感器；

主控终端装置6设置有控制接口9；控制接口9与主控连接线12的一端连接；主控连接线12的另一端连接到电子阀门的一端，电子阀门的另一端通过外接氧气源14后，连接到臭氧发生器；因此，主控终端装置6和臭氧发生装置2之间通过可拆卸式的主控连接线12相连。

流量传感器的一端与外接氧气源14的输出端连接，流量传感器的另一端连接到主控终端装置6。

主控终端装置6和传感探头3的具体连接方式为：

主控终端装置6设置有传感探头接口10；传感探头接口10与传感探头连接线5的一端连接，传感探头连接线5的另一端连接到传感探头3。传感探头3为臭氧浓度检测探头，用于检测臭氧浓度。

因此，主控终端装置6配置有控制接口9和传感探头接口10。另外，主控终端装置6还配置有触摸屏7、开关8、USB接口11和电源输入接口。其中，触摸屏7可以采用触摸式液晶屏，开关8为电源开关。主控终端装置6通过电源输入接口，与外部电源连接。主控终端装置6内部包含CPU和主板。

参考图2，还包括太阳辐射试验箱19；臭氧发生装置2和传感探头3置于太阳辐射试验箱19的内部，主控终端装置6置于太阳辐射试验箱19的外部。

太阳辐射试验箱19内安装支架17，臭氧发生装置2位于太阳辐射试验箱19内部的底部空间；支架17的上面放置待试验样品18；传感探头3靠近待试验样品18的位置固定。

太阳辐射试验箱19开设用于过线的通孔16，具体的，传感探头连接线5，主控连接线12和输气软管15均穿过通孔16。臭氧发生装置2与主控终端装置6、传感探头3与主控终端装置6之间通过太阳辐射试验箱19的通孔16连接，臭氧发生装置2与外接氧气源14通过输气软管15经太阳辐射试验箱19的通孔16相连。通过设计通孔16，具有易安装易布线的优点。

本申请中，传感探头3用于感知太阳辐射试验箱19内的臭氧浓度，主控终端装置16根据臭氧浓度产生控制信号，对臭氧发生装置2进行控制，臭氧发生装置2根据控制信号调整臭氧产生速率，构成一个闭环控制回路。实际应用中，主控终端装置6可采用PID控制方法，调节臭氧发生装置2的放电电压和频率以及氧气流量从而控制臭氧浓度。

主控终端装置6可以通过触摸式液晶屏操作设置臭氧浓度、显示实时臭氧浓度值、历史臭氧浓度曲线、预约启动等。

下面介绍一个具体实施例：

如图1所示，本实用新型一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，分为主要三部分，包括主控终端装置6、臭氧发生装置2与传感探头3，其中主控终端装置6置于太阳辐射试验箱19外部，臭氧发生装置2与传感探头3放置于太阳辐射试验箱19内部。

在具体实施过程中，如图2所示，臭氧发生装置2被放置在太阳辐射试验箱19内部空间底部，通过卧式主机的设计增加空间利用率，减少对太阳辐射试验箱19内部空间的占用。支架17用于分隔太阳辐射试验箱19内部空间，待试验样品18放置于支架17之上，传感探头3被固定在待试验样品18附近。传感探头3与臭氧发生装置2各自使用线缆通过太阳辐射试验箱壁上的通孔16与太阳辐射试验箱19外的主控终端装置6连接。由于太阳辐射试验箱19的箱壁上通孔16孔径有限并且部分种类试验样品同样需要壁上通孔走线，主控终端装置6与臭氧发生器2之间的通信以及臭氧发生装置2的供电均集成在同一根线缆上，以减少线缆数量降低占用通孔面积。臭氧发生装置2和主控终端装置6的电源均由连接在主控终端装置6上的外接电源提供。臭氧发生装置2的氧气输入口4通过输气软管15经由壁上的通孔16与试验箱外的外接氧气源14连接。外接氧气源14提供氧气作为生成臭氧的原料，氧气输入口4之后还有流量传感器和电子阀门用于监测和调节氧气流量。

当臭氧发生器连接完毕，待试验样品19放置完成之后，可以关闭太阳辐射试验箱19箱门并用软塞封堵通孔16，随后可以开始试验。

在所述臭氧发生器的主控终端装置6上按下开关8开机之后，如图3所示，通过触摸屏7设置相关参数，主控终端装置6通过传感探头3和流量传感器采集并存储箱内臭氧浓度以及氧气输送流量，并依据PID算法调整放电器放电电压和频率并调节电子阀，从而调整氧气输入流量，进而调节臭氧发生装置2生产臭氧速率，继而控制太阳辐射试验箱19内臭氧浓度。传感探头13和流量传感器采集到数据反馈回主控终端装置6，构成闭环控制回路，从而精确控制臭氧浓度。

本实用新型提供的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，具有以下特点：

(1)主控终端装置与臭氧发生装置分体式设计，避免了传统一体式臭氧发生器必须在主机上进行设置的缺陷，在试验过程中无需打开试验箱即可对臭氧发生装置的参数进行设置调整，避免了打开试验箱所引起的试验参数变化，使试验效果得到了保证。

(2)臭氧发生器采用分体式传感探头设计，通过将传感探头位置设置在试验样品附近，从而准确得知试验样品区域的臭氧浓度，避免了传统臭氧发生器仅能感知其本身附近的臭氧浓度的缺陷，规避了由于臭氧浓度分布不均匀所带来的试验不确定性。

(3)主控终端装置分别与传感探头3和流量传感器连接，形成闭环控制回路，实现精确臭氧浓度控制与试验过程中数据的采集记录，可进一步实现臭氧浓度数据实时显示、历史臭氧浓度数据显示与导出、预约启动定时试验等功能，从而保证试验的可溯源性、可重复性，克服了传统臭氧发生器无法精确控制与显示臭氧浓度等问题所导致的试验不可溯源、不可重复的缺陷。

(4)臭氧发生装置采用卧式设计，减少对太阳辐射试验箱内部空间占用。

本实用新型公开的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器所涉及到的主控终端装置和臭氧发生装置的内部结构及工作原理均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明；外接电源连接至主控终端装置上，其结构及工作原理均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。

其他环境因素的试验箱的结构与太阳辐射试验箱大体相同，因此本实用新型一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，并不限定于仅与太阳辐射试验箱配套使用，也可以和其他环境因素试验箱配套使用进行与臭氧环境因素的联合试验。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，包括：主控终端装置(6)、臭氧发生装置(2)与传感探头(3)；所述臭氧发生装置(2)和所述传感探头(3)，均与所述主控终端装置(6)连接；所述主控终端装置(6)、所述臭氧发生装置(2)和所述传感探头(3)采用分体式设计。

2.根据权利要求1所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述臭氧发生装置(2)连接有外接氧气源(14)，所述外接氧气源(14)通过输气软管(15)与所述臭氧发生装置(2)的氧气输入口(4)连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述臭氧发生装置(2)外部具有臭氧输出窗口(1)，内部具有臭氧发生器、电子阀门和流量传感器；

所述主控终端装置(6)设置有控制接口(9)；所述控制接口(9)与主控连接线(12)的一端连接；所述主控连接线(12)的另一端连接到所述电子阀门的一端，所述电子阀门的另一端通过所述外接氧气源(14)后，连接到所述臭氧发生器；

所述流量传感器的一端与所述外接氧气源(14)的输出端连接，所述流量传感器的另一端连接到所述主控终端装置(6)。

4.根据权利要求1所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述臭氧发生装置(2)采用高频高压放电式臭氧发生装置。

5.根据权利要求1所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述主控终端装置(6)设置有传感探头接口(10)；所述传感探头接口(10)与传感探头连接线(5)的一端连接，所述传感探头连接线(5)的另一端连接到所述传感探头(3)。

6.根据权利要求1所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述主控终端装置(6)配置有触摸屏(7)、开关(8)和USB接口(11)。

7.根据权利要求1所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述传感探头(3)为臭氧浓度检测探头。

8.根据权利要求1所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，还包括太阳辐射试验箱(19)，所述臭氧发生装置(2)和所述传感探头(3)置于所述太阳辐射试验箱(19)的内部，所述主控终端装置(6)置于所述太阳辐射试验箱(19)的外部。

9.根据权利要求8所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述太阳辐射试验箱(19)内安装支架(17)，所述臭氧发生装置(2)位于所述太阳辐射试验箱(19)内部的底部空间；所述支架(17)的上面放置待试验样品(18)；所述传感探头(3)靠近所述待试验样品(18)的位置固定。

10.根据权利要求8所述的一种适用于铁路沿线环境试验的臭氧发生器，其特征在于，所述太阳辐射试验箱(19)开设用于过线的通孔(16)。

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