[发明专利]一种海洋潮汐区微生物腐蚀的试验方法及装置

说明书

本发明公开了一种海洋潮汐区微生物腐蚀的试验方法及装置，试验方法包括菌种和海水准备、待测试样和电极准备、试验装置灭菌、海水加注和微生物接种、潮汐和环境参数控制、在线监测六个步骤。试验装置包括底座、支架、盐水池、水泵、风机和控制箱；盐水池顶部的盖板上安置超声液位传感器、吹风口、风速传感器、气体交换孔、微生物接种和测试孔，盐水池底部设置测试板、造浪泵、流速传感器、加热棒和温度传感器。本发明通过单片机集成了潮汐形态控制、环境温度调节、洋流和海风重现、微生物接种和测试等功能，通过外接电化学工作站实现了海洋潮汐区金属材料腐蚀过程的在线监测，构造简单、操作方便，适用于海洋潮汐区金属材料微生物腐蚀的试验研究。

技术领域

本发明属于海洋环境材料耐久性设备领域，尤其涉及一种海洋潮汐区微生物腐蚀的试验方法及装置，用于海洋平台、海洋构件长期耐蚀性能的加速腐蚀试验研究。

背景技术

海洋蕴藏着丰富的资源，具有潜在的巨大经济利益和战略性的国防地位。海洋资源的开发利用离不开海上基础设施，海洋腐蚀问题是海上基础设施面临的重要威胁之一。世界各国均投入巨大人力物力进行海洋腐蚀问题的研究。最近，中国科协年会上将“近海污染物作用下金属材料的腐蚀机制”确立为“2020年十大海洋科学前沿问题和工程技术难题”之一。可见，近海金属材料腐蚀问题已成为制约我国海洋科学的技术难题。为了在实验室模拟加速金属材料腐蚀过程，揭示海洋环境中金属材料腐蚀机制，需要开发模拟海洋环境的方法并研制相应设备。海洋潮汐腐蚀装置就是其中一种重要的模拟海岸线附近金属材料腐蚀失效的设备。调研所知，现有模拟海洋潮汐腐蚀的可行方法和专用设备不多，且功能不够完善。例如，有些设备仅作为海洋潮汐的演示之用，主要用于观赏和教学，无科学研究意义；有些设备仅考虑了潮汐涨落对金属腐蚀行为的影响，用途有限；有些设备只能进行简单的浸泡试验，不能进行在线监检测，不能考虑海洋物理、化学和生物等因素的作用，无法用于腐蚀机制的探索；绝大部分设备都人为地将潮汐涨落设置为线性的，这与自然界中潮汐涨落规律不相符，不能真实地模拟海洋潮汐对金属腐蚀机制的影响。因此，对于揭示近海污染物作用下金属材料的腐蚀机制，开发适用于近海环境中金属材料腐蚀和微生物腐蚀的试验方法及装置，无疑是丞待解决的问题。针对现有技术的不足，本发明拟从潮汐形态、在线监测、海洋物理、化学和生物因素等方面提供一种海洋潮汐区微生物腐蚀的试验方法及装置。

发明内容

本发明针对海洋潮汐区金属材料腐蚀和微生物腐蚀的试验方法和装置存在潮汐形态不妥、在线监测困难、海洋物理、化学和生物因素考虑不周的问题，提供了一种结构简单、价格合理、稳定性好的海洋潮汐区微生物腐蚀的试验方法及装置。

本发明所述的海洋潮汐区微生物腐蚀的试验装置，包括底座、盐水池、潮汐控制系统、环境控制系统、在线监测系统。所述的底座上方设置有支架、第一盐水池和第二盐水池，支架从下至上依次设置有第一水泵和第二水泵、第一风机和第二风机、控制箱，第一盐水池和第二盐水池分布在支架两边。

所述的控制箱中集成有潮汐控制单元和环境控制单元；所述的控制箱中设置有ATmeqa328单片机、12V电源适配器和冷却风扇等，所述单片机程序通过Arduino 1.8.3软件包编写，通过Arduino UNO R3 开发板进行写入。可以实现对潮汐形态的模拟、对海洋物理、生物和化学参数的调节。