[发明专利]一种光老化试验中模拟干燥-凝露交替作用的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟干燥-凝露交替作用的装置，特别是一种在光老化试验中模拟干燥-凝露交替作用的装置。

背景技术

材料暴露于大气环境中，由于受到光照、雨水/凝露、大气中的湿度和温度波动等影响发生腐蚀，尤其是其处于阳光照射和雨水/凝露的协同作用下，表面极易形成一层薄液膜，产生光照试验中干燥-凝露交替作用的循环过程，从而加速材料腐蚀进度，导致材料失效的提前到来。材料腐蚀加速一方面是由于光照使得某些材料发生老化开裂，另一方面是干燥-凝露的干湿交替过程增加了材料内部压力并导致材料体积膨胀，同时为电化学反应创造了条件。

材料大气腐蚀试验主要有自然环境试验和实验室加速试验两种。自然环境试验虽然可以获得较真实的腐蚀数据，但其缺点是试验周期长、试验数据离散性大、不便于随时观察和测试等；通过开发实验室加速试验装置，进而模拟材料在实际大气环境中的腐蚀过程，实现较短时间内取得大量科学合理的试验数据，对研究材料在大气环境中的腐蚀行为与机理，提高材料的耐蚀性具有重要意义。

目前，实验室条件下的光老化试验和干湿交替试验是分别进行的，光老化试验在专门的光老化试验箱中进行，干湿交替试验一般在有热源的试验箱中通过周期浸润得以实现，这种组合试验方法的缺点是模拟性差、操作复杂、资源浪费、耗时等，为了实现光老化试验和干湿交替试验的同时性，众多研究人员开展了相关的研究。

中国专利“一种腐蚀试验样品自动干湿循环装置”（CN 1963455A）公开了实验室条件下一种腐蚀试验样品自动干湿循环装置，该装置的特点是通过软件设定，将水由高位水槽向放有试样的低位水槽注水，使得试样浸没在水槽中，然后排掉浸没试样水槽中的水，使得样品暴露在空气中，以此实现干湿状态变化。该装置虽然可以满足干湿交替变化，但由于整个过程无法引入光照，从而无法实现光老化试验中干湿交替过程。

中国专利“一种室内综合模拟/快速评价大气环境腐蚀的装置”（CN 103115864 A）公开了一种室内综合模拟/快速评价大气环境腐蚀的装置，该装置通过底部电机带动托盘和水槽上升，试样逐渐浸泡在溶液里，浸泡完成后，电机回转，水槽和托盘缓缓下降离开试样，试样暴露在主工作箱空气中，试验整个过程紫外灯处于工作状态，以此实现浸泡/光照的干湿交替过程。该装置虽然实现了光老化试验中干湿交替过程，但是试样的湿润过程是通过溶液浸泡实现的，试样表面会发生温度急剧下降的非自然过程，同时，试样处于户外光老化试验中一般不会浸泡在溶液中，所以这种模拟的真实性存在一定缺陷，且该装置复杂，固定在一个主工作箱内，不能在其它光老化试验箱中实现干湿交替功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在同一空间内试样同时实现光老化试验并在光老化试验条件下可模拟干燥-凝露交替作用过程的装置，该装置可真实模拟试样在户外阳光照射下干燥-凝露交替作用的腐蚀过程，即试样在同一装置内通过表面凝露实现湿润，通过光照实现干燥的交替作用过程。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：一种光老化试验中模拟干燥-凝露交替作用的装置，包括顶端设有光源的光老化试验箱，其特征在于：所述光老化试验箱内的光源下方设置有冷却系统，在所述冷却系统上表面放置试样，所述冷却系统和设置在所述光老化试验箱外的冷却水源之间设置有电磁水阀，所述冷却系统输出端与排水系统连通。

为了能自动控制试样干燥-凝露交替的时间更替节点，所述电磁水阀依次连接PLC控制器和交流接触器，所述电磁水阀通过PLC控制器指令交流接触器关断和连通，即所述电磁水阀开关通过PLC控制器编程控制动作并将控制动作信号传递给交流接触器接通或断开从而控制电磁水阀的开合。

为了能准确控制试样的干燥和凝露交替的时间更替节点，在所述冷却系统表面设置有指叉电极传感器，所述指叉电极传感器直接放置于冷却系统表面，相当于试样，直接感应干燥/湿润程度，不与试样连接，所述指叉电极传感器的两个接线口与带有A-D转换模块的PLC控制器感应连接，通过所述指叉电极传感器上的电阻值的大小指令所述电磁水阀开合。

所述PLC控制器是指可编辑逻辑的控制器，是一种数字运算操作的电子系统，主要由输入模块、输出模块、中央处理器和电源模块组成；所述A-D转换模块中A代表模拟量，D代表数字量，所述A-D转换模块即是模拟量和数字量之间的转换。