[发明专利]一种模拟海洋水位变动区和浪溅区的自动化试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及人工环境下测试材料特性的装置，特别涉及一种模拟海洋水位变动区和浪溅区测试材料耐久性的自动化试验装置，属于港口与近海工程领域。

背景技术

海水中的各种盐分，尤其是海洋水位变动区和浪溅区的海水干湿作用，对钢筋混凝土构件具有很强的腐蚀作用，造成其耐久性严重下降。结构发生耐久性破坏会引发巨大的经济损失，并且随着时间的推移，其造成的经济损失会越来越大。国外有学者用“五倍定律”描述混凝土结构耐久性设计的重要性，即设计阶段在钢筋防护方面节省1美元，那么发现锈蚀后采取措施将追加维修费5美元，混凝土表面顺筋开裂后采取措施将追加维修费25美元，严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。

现如今，海洋环境下氯离子的渗透造成钢筋混凝土结构耐久性降低已成为全世界的课题，越来越多的专家学者加入到研究的队伍中。目前，在进行海洋环境下混凝土耐久性研究时主要有以下两种手段：

1）在沿海的暴露试验站通过手工进行；2）在实验室内采用自动化干湿循环装置，例如：由主、辅腐蚀工作室组成的用于模拟海洋潮汐环境的自动化试验装置，通过输入参数可实现海水循环使用、自动开始和自动结束等无须人为干预的功能。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：

第一种手段的劳动量大，操作过程繁琐，较少被采用；第二种手段的结构复杂，功能单一；且只能模拟潮汐而无法模拟同样能造成很严重腐蚀情况的浪溅效果。

发明内容

本发明提供了一种模拟海洋水位变动区和浪溅区的自动化试验装置，该装置对实际海洋水位变动区和浪溅区环境进行有效的模拟，降低了人工劳动强度，简化操作过程，提高海水利用率和工作效率，详见下文描述：

一种模拟海洋水位变动区和浪溅区的自动化试验装置，包括：蓄水水箱，所述蓄水水箱通过潮汐控制系统连接有腐蚀水箱，

所述蓄水水箱和所述腐蚀水箱之间连接有浪溅控制系统，所述腐蚀水箱内设置有海水温度控制系统，所述腐蚀水箱上设置有吹风系统，所述潮汐控制系统、所述浪溅控制系统、所述海水温度控制系统和所述吹风系统连接PLC控制系统，

所述PLC控制系统接收温度控制参数、吹风控制参数、潮汐控制参数和浪溅控制参数，并依次传输至所述潮汐控制系统、所述浪溅控制系统、所述海水温度控制系统和所述吹风系统；所述潮汐控制系统控制涨潮时间、落潮时间、最高潮位保持时间、最低潮位保持时间和涨落潮循环次数；所述浪溅控制系统控制喷淋时间、喷淋强度和喷淋间隔；所述海水温度控制系统控制所述腐蚀水箱内部的温度；所述吹风系统控制吹风时间和吹风间隔。

所述潮汐控制系统包括：进水管，所述进水管上靠近所述蓄水水箱和所述腐蚀水箱处分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀，在所述进水管上沿水流方向依次设置有第一变频式水泵和第一流量传感器；

还包括：设置在所述腐蚀水箱上的出水管，所述出水管上设置有第四电磁阀，所述出水管上沿水流方向依次设置有第二变频式水泵和第二流量传感器；

还包括：设置在所述腐蚀水箱内部的低位水位计和高位水位计。

所述浪溅控制系统包括：所述进水管，

所述进水管上靠近所述蓄水水箱和所述腐蚀水箱处分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀，在所述进水管上沿水流方向依次设置有第一变频式水泵和第一流量传感器；

在所述第一流量传感器和所述第二电磁阀之间的所述进水管连接有喷淋管；所述喷淋管上设置有第三电磁阀，所述喷淋管通过蓬头连接有所述腐蚀水箱；

还包括：设置在所述腐蚀水箱上的出水管，所述出水管上设置有所述第四电磁阀，所述出水管上沿水流方向依次设置有所述第二变频式水泵和所述第二流量传感器；

还包括：设置在所述腐蚀水箱内部的所述低位水位计和所述高位水位计。

所述海水温度控制系统包括：设置在所述腐蚀水箱内部的加热管和温度传感器，

所述加热管和所述温度传感器接收所述温度控制参数，并控制所述腐蚀水箱内部的温度。

所述吹风系统包括：吹风机，所述吹风机通过吹风管连接至所述腐蚀水箱上，所述吹风机接收所述吹风控制参数，并定时向所述腐蚀水箱内部送风。

所述蓄水水箱中还设置有液位显示管。

针对以往耐久性研究中采用手段所存在的不足，本发明提出了一种集海洋潮汐、浪溅模拟于一体的新型自动化试验装置。