[发明专利]一种精密海水腐蚀疲劳实验台自动控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种精密海水腐蚀疲劳实验台自动控制系统及方法，涉及自动控制领域，该系统包括：主控模块、参数获取模块和参数调整模块，主控模块分别连接参数获取模块和参数调整模块，参数获取模块设置在模拟海水中，用于采集模拟海水的海水参数并发送给主控模块，参数调整模块与模拟海水连通和/或设置在模拟海水中，主控模块根据采集到的海水参数控制参数调整模块调整模拟海水的这一类型的海水参数，本申请可以对海水腐蚀疲劳实验中的海水参数进行自动控制，更准确的模拟海水环境。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是一种精密海水腐蚀疲劳实验台自动控制系统及方法。

背景技术

海水中与铁腐蚀相关的因素主要包括氯离子(Cl-)浓度、溶解氧浓度、PH值(Potential of Hydrogen，氢离子浓度指数)、温度以及水流速度。其中，铁在海水中的腐蚀以电化学反应为主，其表现形式为铁元素(Fe)与氯离子发生化学反应，使其不断溶解；当海水里含氧容量越高时，铁元素与氧气发生氧化反应就越剧烈；PH值浓度越低，对铁的腐蚀性越大；当温度上升时，铁的电化学反应和氧化反应也会加剧；而水流的速度对铁的腐蚀影响也很大，当水流速度超过临界速度时，铁的腐蚀速度明显加快。

目前对于实验台中的以上各项参数配比，只是在实验开始时做了调整，但海水中铁质试件的疲劳测试一般测试周期较长，为了达到预定的疲劳次数，往往需要耗费一个月或者更久的时间，随着时间的推移，实验台水箱中的Cl-浓度会随着电化学反应不断降低，溶解氧浓度、PH值、温度以及水流速度也会逐渐发生变化。目前的做法是每隔一段时间对其进行人工监控，然后根据当前参数的值进行调整。这种方式主要存在以下弊端：(1)完成这项工作主要靠人工来进行，每隔一段时间对参数进行修正，不能较好的模拟海水的环境，而实际海水中的这几个参数在长时间内是相对保持稳定的；(2)人工采集参数的采样频率不会太大，按照正常的科学研究一般是6个小时监控一次，不能获得有效实时的参数变化情况；(3)目前的实验台只是获取疲劳实验结果，而没有对过程进行监控，无法获知在疲劳实验过程中试件的变化情况。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种精密海水腐蚀疲劳实验台自动控制系统及方法，可以对海水腐蚀疲劳实验中的海水参数进行自动控制，更准确的模拟海水环境。

本发明的技术方案如下：

一种精密海水腐蚀疲劳实验台自动控制系统，实验台中包括模拟海水，实验试件设置在模拟海水中进行海水腐蚀疲劳实验，该系统包括：主控模块、参数获取模块和参数调整模块；

主控模块包括微控制单元MCU、信号转换单元和存储单元，信号转换单元分别连接MCU和存储单元，信号转换单元连接参数获取模块，MCU连接参数调整模块；参数获取模块设置在模拟海水中，用于采集模拟海水的海水参数并发送给主控模块，海水参数是模拟海水中影响实验试件的海水腐蚀疲劳实验的参数；参数调整模块与模拟海水连通和/或设置在模拟海水中并于调整模拟海水的海水参数，参数调整模块调整的海水参数的类型与参数获取模块采集的海水参数的类型相同，主控模块用于在参数获取模块采集到的海水参数超出预设参数范围时，按照预设策略控制参数调整模块调整模拟海水的海水参数。

其进一步的技术方案为，系统还包括热成像仪，热成像仪连接主控模块中的信号转换单元，热成像仪朝向实验试件并用于采集实验试件在海水腐蚀疲劳实验中的红外热图像。

其进一步的技术方案为，海水参数包括模拟海水的氯离子浓度、温度、液位高度、水流速度、氢离子浓度指数PH值以及溶解氧浓度中的至少一种，则：

参数获取模块包括氯离子浓度传感器、参数调整模块包括氯离子调整单元，氯离子调整单元包括蒸馏水添加器和氯化钠溶液添加器，蒸馏水添加器和氯化钠溶液添加器与模拟海水连通，参数获取模块和参数调整模块分别用于采集和调整模拟海水的氯离子浓度；