积冰冻雨试验装置的制作方法

本实用新型涉及试验装置，特别是涉及积冰冻雨试验装置。

背景技术：

积冰冻雨是一种常见的极端天气，严重时会对电力系统、铁路运输系统，飞机飞行造成极大的危害。因此测试受冻雨威胁的产品的防积冰冻雨性能对产品的安全性和可靠性有重要的意义。尤其是在飞机制造过程中，积冰冻雨试验是飞机防(除)冰系统设计的关键环节，主要用于分析飞机零部件结冰冰形及结冰区、结冰量和结冰速率，从而确定结冰容积及必须防冰的表面。这是进行飞机在冷雨滴云层下飞行的零件可靠性试验基础。传统的积冰冻雨试验设备实现积冰冻雨的方法和实际自然现象存在较大差异，无法模拟实际情况，且自动化程度不高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的积冰冻雨试验设备实现积冰冻雨的方法和实际自然现象存在较大差异，无法模拟实际情况，且自动化程度不高的问题，提供一种积冰冻雨试验装置。

一种积冰冻雨试验装置，包括：试验箱，与所述试验箱连通的过冷水发生机构，用于给所述过冷水发生机构供水的供水箱，设于所述试验箱内的循环风发生机构、温湿度调节机构和升降旋转机构，与所述供水箱、试验箱和过冷水发生机构均连通的水循环回路，以及与所述过冷水发生机构、循环风发生机构、温湿度调节机构、升降旋转机构以及供水箱均连接的控制器。

本技术方案通过模拟自然环境中积冰冻雨的产生，采用自动化控制，操作简便，节省人工成本，布局合理，可以用于测试各类材料的低温性能，以及模拟动态气流下，低温状态和常温iso状态(海平面海拔高度，零上15摄氏度)定常或非定常情况的表现，尤其在飞行器的设计制造中可以提供关于所用结构材料的科学基础。具体地，将被试验件放置于试验箱内的升降旋转机构上，通过控制器调整升降旋转机构的升降和旋转，可适用于不同被试验件，使得被试验件的高度和角度满足试验要求，且可在试验过程中持续旋转，从而使得被试验件的各个面均被测试；控制器控制循环风发生机构和温湿度调节机构将试验箱内的温度和湿度控制在试验要求范围内；供水箱对过冷水发生机构供水，并通过过冷水发生机构处理后对试验箱内的被试验件喷洒过冷水，模拟冻雨，使得被试验件的冰层达到所需厚度，或者喷洒到规定时间后停止喷洒，继续通过循环风发生机构和温湿度调节机构使冰层硬化，完成试验，检测被试验件的性能。且本技术方案还设有水循环回路，喷洒后的过冷水通过水循环回路回流至供水箱，水源循环，避免水资源的浪费。

进一步地，所述水循环回路包括设于所述试验箱底部的集水盘，用于连通所述集水盘和所述供水箱的回水管，以及用于连通所述过冷水发生机构和供水箱的供水管。

进一步地，还包括过滤器，所述过滤器设于所述水循环回路上。

进一步地，所述试验箱的内壁设有保温层。

进一步地，还包括设于所述试验箱内的温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述控制器连接。

进一步地，所述过冷水发生机构包括设于所述试验箱顶部的过冷水盒，设于所述过冷水盒内的冷凝器和搅拌器，以及设于所述过冷水盒底部且向所述试验箱内喷洒过冷水的过冷水喷洒件；所述过冷水盒与所述供水箱连接。

进一步地，所述过冷水喷洒件包括喷嘴以及围绕所述喷嘴设置且用于加热所述喷嘴外壁的加热层，所述喷嘴与所述加热层均与所述控制器连接。

进一步地，所述试验箱包括试验间以及具有出口和入口的设备间，所述过冷水发生机构设于所述试验间顶部且与所述试验间连通，所述升降旋转机构设于所述试验间的底部，所述循环风发生机构和温湿度调节机构设于所述设备间内。

进一步地，所述循环风发生机构设于靠近所述入口处，所述温湿度调节机构设于所述循环风发生机构和所述出口之间。

进一步地，所述温湿度调节机构包括蒸发器和加热器，所述蒸发器和加热器均与所述控制器连接。

附图说明

图1为实用新型的实施方式所述的积冰冻雨试验装置的结构示意图。

10、试验箱；11、试验间；12、设备间；121、出口；122、入口；20、过冷水发生机构；21、过冷水盒；22、冷凝器；23、搅拌器；24、喷洒件；241、喷嘴；242、加热层；30、供水箱；40、循环风发生机构；50、温湿度调节机构；51、蒸发器；52、加热器；60、升降旋转机构；70、水循环回路；71、集水盘；72、回水管；73、供水管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

如图1所示的一种积冰冻雨试验装置，包括：试验箱10，与所述试验箱10连通的过冷水发生机构20，用于给所述过冷水发生机构20供水的供水箱30，设于所述试验箱10内的循环风发生机构40、温湿度调节机构50和升降旋转机构60，与所述供水箱30、试验箱10和过冷水发生机构20均连通的水循环回路70，以及与所述过冷水发生机构20、循环风发生机构40、温湿度调节机构50、升降旋转机构60以及供水箱30均连接的控制器(图中未示出)。

本实施方式通过模拟自然环境中积冰冻雨的产生，采用自动化控制，操作简便，节省人工成本，布局合理，可以用于测试各类材料的低温性能，以及模拟动态气流下，低温状态和常温iso状态(海平面海拔高度，零上15摄氏度)定常或非定常情况的表现，尤其在飞行器的设计制造中可以提供关于所用结构材料的科学基础。具体地，将被试验件放置于试验箱10内的升降旋转机构60上，通过控制器调整升降旋转机构60的升降和旋转，可适用于不同被试验件，使得被试验件的高度和角度满足试验要求，且可在试验过程中持续旋转，从而使得被试验件的各个面均被测试；控制器控制循环风发生机构40和温湿度调节机构50将试验箱10内的温度和湿度控制在试验要求范围内；供水箱30对过冷水发生机构20供水，并通过过冷水发生机构20处理后对试验箱10内的被试验件喷洒过冷水，模拟冻雨，使得被试验件的冰层达到所需厚度，或者喷洒到规定时间后停止喷洒，继续通过循环风发生机构40和温湿度调节机构50使冰层硬化，完成试验，检测被试验件的性能。且本技术方案还设有水循环回路70，喷洒后的过冷水通过水循环回路70回流至供水箱30，水源循环，避免水资源的浪费。

所述升降旋转机构60包括用于放置被试验件的置物台，以及用于驱动所述置物台旋转和升降的驱动件。

所述水循环回路70包括设于所述试验箱10底部的集水盘71，用于连通所述集水盘71和所述供水箱30的回水管72，以及用于连通所述过冷水发生机构20和供水箱30的供水管73。供水箱30通过供水管73向过冷水发生机构20供水，经过冷水发生机构20喷洒过后的水集中于集水盘71中，并通过回水管72回流至供水箱30循环利用。为了便于供水和回水，还可在所述供水管73和回水管72上设置水泵。

另外，由于需对水源进行回收利用，为了避免喷洒水被污染，造成装置堵塞，影响试验效果，故本实施方式还包括过滤器(图中未示出)，所述过滤器设于所述水循环回路70上。具体地，可在所述回水管72或所述供水管73上设置过滤器，或者在所述回水管72和所述供水管73上均设置过滤器，保证过滤效果。

为了保证试验效果，所述试验箱10的内壁设有保温层。

本实施方式还包括设于所述试验箱10内的温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述控制器连接。通过温度传感器和湿度传感器将试验箱10内的实时温度和实时湿度反馈至控制器，控制器可通过反馈信息调整过冷水发生机构20、循环风发生机构40以及温湿度调节机构50的运行方式，保证试验效果。

所述过冷水发生机构20包括设于所述试验箱10顶部的过冷水盒21，设于所述过冷水盒21内的冷凝器22和搅拌器23，以及设于所述过冷水盒21底部且向所述试验箱10内喷洒过冷水的过冷水喷洒件24；所述过冷水盒21与所述供水箱30连接。供水箱30对过冷水盒21供水，通过搅拌器23将过冷水盒21内的水处于循环流动的状态，并不断地经过冷凝器22冷凝，从而达到将水温控制在±1℃的范围内，温度达标后，通过喷洒件24喷洒至试验箱10内的被试验件上，从而实现模拟冻雨。

所述过冷水喷洒件24包括喷嘴241以及围绕所述喷嘴241设置且用于加热所述喷嘴241外壁的加热层242，所述喷嘴241与所述加热层242均与所述控制器连接。所述加热层242用于对经过喷嘴241的过冷水加热，防止过冷水在喷嘴241内结冰堵塞喷嘴241。具体地，本实施方式所述喷嘴241的数量为多个，多个所述喷嘴241均匀间隔分布于所述过冷水盒21的底部，所述的加热层242为加热丝。

为了合理利用试验箱10的空间，且保证试验效果，延长装置的使用寿命，所述试验箱10包括试验间11以及具有出口121和入口122的设备间12，所述所述过冷水发生机构20设于所述试验间11顶部且与所述试验间11连通，所述升降旋转机构60设于所述试验间11的底部，所述循环风发生机构40和温湿度调节机构50设于所述设备间12内。所述试验间11用于放置被试验件并对被试验件进行过冷水喷洒，所述设备间12则用于循环试验件11内的空气并控制试验件11内的温度和湿度，将所述循环风发生机构40和温湿度调节机构50设于所述设备间12内则避免所述循环风发生机构40和温湿度调节机构50被过冷水喷洒结冰，影响试验结果，并延长了装置的使用寿命。

所述循环风发生机构40设于靠近所述入口122处，所述温湿度调节机构50设于所述循环风发生机构40和所述出口121之间。试验间11内的空气在循环风发生机构40的作用下通过入口122进入设备间12，并经过温湿度调节机构50后经过出口121回到试验间11，使得试验间11内的气流处于循环流动的状态，保证温度湿度达标。本实施方式中，所述循环风发生机构40为风机。

所述温湿度调节机构50包括蒸发器51和加热器52，所述蒸发器51和加热器52均与所述控制器连接。所述蒸发器51用于调整温度，所述加热器52用于调整湿度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。