一种盐雾气氛粒径检测装置、盐雾气氛粒径检测方法及应用与流程

1.本发明盐雾试验技术领域，尤其涉及一种盐雾气氛粒径检测装置，采用该盐雾气氛粒径检测装置的盐雾气氛粒径检测方法及其应用。


背景技术：

2.盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备(或盐雾发生器)所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。
3.现有盐雾试验设备如：常规的盐雾试验箱，文献cn2014100933865公开的高加速盐雾试验箱，文献cn202994630u公开的复合式盐雾试验箱，文献cn202041450u公开的多功能盐雾试验箱。现有的盐雾试验箱主要是基于盐溶液产生并漂浮在空气中的微小液滴，由于都是借助于设备产生的盐雾，使得这种模拟的盐雾总会与大气中的真实盐雾具有明显区别。于此，如何更真实地模拟自然界中的盐雾成为本领域的研究热点。
4.研究表明，自然界中的绝大部分盐雾粒径都在10微米以内。目前，虽然已开发的湿热盐雾气氛综合试验设备(文献cn113916755a)、盐雾腐蚀试验箱(文献cn207198014u)能够较好地模拟自然盐雾环境。但是，至今还没有能够定量表征其所产生的盐雾与自然界中盐雾接近程度的低成本检测方法，相关的一些精密检测仪器动辄数万元。更关键地是，不同盐雾试验设备所产生的盐雾粒径总是有差异，如何将其产生的盐雾转化成与最接近自然界中的盐雾是本领域的一大技术难题。


技术实现要素：

5.针对背景技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种盐雾气氛粒径检测装置，采用该盐雾气氛粒径检测装置的盐雾气氛粒径检测方法及其应用。
6.为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。
7.一种盐雾气氛粒径检测装置，其特征在于：它包括盐雾容纳箱，盐雾容纳箱进口连接盐雾发生器，盐雾容纳箱的出口连接管路，管路上设置有风机，管路出口端能够安装滤膜，管路出口侧安装用于沉积盐雾的纱布。
8.作为提高检测效率的优选方案，所述检测装置的管路上设置有并联管路，并联管路的每条支管路上均设置有阀门，并联管路的任意两条支管路长度相差n个标准长度；或者，位于所述盐雾容纳箱内设置有多个进口管段，每个进口管段相差n个标准长度，每个进口管段上设置有阀门。
9.作为提高检测效率的另一优选方案，所述检测装置的管路上设置有管接头，m个标准管节能够连续安装在管接头处。
10.一种采用前述检测装置的盐雾气氛粒径检测方法，其特征在于，步骤包括：步骤1，在未安装滤膜的情况下，将产生的盐雾定量通过检测装置，并测定检测装置出口的盐雾沉积率a；步骤2，在检测装置出口设置特定孔径(如10微米)的滤膜，再次测定通过检测装置
及其滤膜后的盐雾沉积率b；步骤3，比较盐雾沉积率a与盐雾沉积率b，若二者相差量不大于允许差值(允许差值最好控制在6％以内，允许差值比例＝100％*(盐雾沉积率a-盐雾沉积率b)/盐雾沉积率a)，则认为步骤1中管路出口端的盐雾粒径不大于滤膜孔径；步骤4，若盐雾沉积率a与盐雾沉积率b的相差量大于允许差值，则先按照预设值调节风机的风速，或者加长所述管路长度，再若干次重复步骤1-步骤3。
11.为进一步提高本发明检测方法/结果的准确性，步骤1具体包括：步骤11，在未安装滤膜的情况下，打开盐雾发生器，使其产生盐雾；步骤12，将产生的盐雾通入盐雾容纳箱，打开管路上的风机，调节好风速v，将盐雾吹向管路出口侧的纱布；步骤13，步骤12实施预设时间t1后，关闭盐雾发生器；风机工作预设时间t1+t1后,关闭风机，并测定出纱布上的盐雾沉积率a1；优选地，1小时≥t1≥0.2小时；步骤14，多次重复步骤11-步骤13，测定出纱布上的盐雾沉积率an；步骤15，比较盐雾沉积率a1与盐雾沉积率an，若盐雾沉积率a1与盐雾沉积率an的差值在5％以内，则以an作为所述盐雾沉积率a。
12.为进一步提高本发明检测方法/结果的准确性，步骤2具体包括：步骤21，在管路出口端安装滤膜；步骤22，将产生的盐雾通入盐雾容纳箱，打开管路上的风机，调节好风速v，将盐雾吹向管路出口侧的纱布；步骤23，步骤22实施预设时间t1后，关闭盐雾发生器；步骤24，风机工作预定时间t1+t21后，关闭风机；优选地，1小时≥t1≥0.2小时；步骤25，测定出纱布上的盐雾沉积率b1；步骤26，多次重复步骤21-步骤23，并在风机工作预定时间t1+t31后关闭风机，再测定出纱布上的盐雾沉积率bn；优选地，1小时≥t1≥0.2小时；步骤27，比较盐雾沉积率b1与盐雾沉积率bn，若盐雾沉积率b1与盐雾沉积率bn的差值在5％以内，则以bn作为所述盐雾沉积率b。
13.为进一步提高本发明盐雾气氛粒径检测效率，所述检测装置还包括控制系统，控制系统分别连接并控制盐雾发生器、阀门、风机运行，控制系统的计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：步骤a，在未安装滤膜的情况下，控制盐雾发生器打开，使其产生盐雾；步骤b，控制检测装置的基准支管路w上的风机打开，调节好风速v，将定量产生的盐雾吹向管路出口侧的纱布；步骤c，步骤b实施预设时间t1后，控制盐雾发生器关闭；风机工作预设时间t
1+
t1后,控制风机关闭；步骤d，多次重复步骤a-步骤d，直到操作员能够准确测定出所述盐雾沉积率a；步骤e，再次控制盐雾发生器打开，使其产生盐雾；步骤f，控制带有滤膜的检测装置的基准支管路w上的风机打开，调节好风速v，将定量产生的盐雾吹向管路出口侧的纱布；
步骤g，步骤f实施预设时间t1后，控制盐雾发生器关闭；风机工作预定时间t1+t2后，关闭风机；步骤h，多次重复步骤e-步骤g，直到操作员能够准确测定出所述盐雾沉积率b；步骤i，读取操作员输入的所述盐雾沉积率a、所述盐雾沉积率b，并按照式(ⅰ)计算所需管路长度l；l＝(a-b)/k+lw………………………
(ⅰ)式中，a表示未安装滤膜的情况下测定出的盐雾沉积率，b表示安装滤膜的情况下测定出的盐雾沉积率，l表示所需管路长度，k表示风速恒定且无滤膜条件下的标准长度管段内盐雾沉积量，lw表示基准支管路w的长度；步骤j，根据所需管路长度l匹配对应的支管，控制该支管上的阀门开启，并执行步骤e-步骤h，直到盐雾沉积率a与盐雾沉积率b的差值不大于允许差值。
14.一种前述盐雾气氛粒径检测方法在盐雾粒径控制设备上的应用，将这种检测装置配套盐雾发生器或盐雾粒径控制设备使用，以便于将产生的盐雾转化成与最接近自然界中的盐雾。
15.有益效果：采用本发明，不仅能够以极低的设施成本准确地实现盐雾气氛粒径检测，其检测设施成本仅约现有精密仪器检测成本的20％，而且能够定量表征试验设备所产生的盐雾与自然界中盐雾接近程度；本发明提供的盐雾气氛粒径检测装置，不仅可以作为检测设备使用，而且可以作为盐雾试验设备的附属部件使用，便于将产生的盐雾转化成与最接近自然界中的盐雾，巧妙地将盐雾粒径检测与控制融为一体。
附图说明
16.图1为实施例1盐雾气氛粒径检测装置(侧向)示意图；图2为实施例2盐雾气氛粒径检测装置(俯向)示意图；图3为实施例3盐雾气氛粒径检测装置的盐雾容纳箱内(侧向)局部示意图；图4为实施例中末段管路内盐雾流动现象示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图(示意图)对本发明的技术方案作进一步说明。实施例1
18.一种盐雾气氛粒径检测装置，如图1所示，包括盐雾容纳箱1，盐雾容纳箱1的进口6连接盐雾发生器，盐雾容纳箱1的出口连接管路3，管路3上设置有风机2，管路3的出口端能够安装滤膜4，滤膜4侧方的管路3管段水平布置，其孔径为10μm，管路3的出口侧安装用于沉积盐雾的纱布5。其中，管路3上设置有管接头7，m(m为1的整数倍)个标准管节能够连续安装在管接头7处，即可以在管接头7处加1个标准管节，也可以加多个标准管节。
19.采用本实施例中盐雾气氛粒径检测装置实施的盐雾气氛粒径检测方法，步骤如下：步骤1，在未安装滤膜的情况下，将产生的盐雾定量通过检测装置，并测定检测装置出口的盐雾沉积率a；更具体地：
步骤11，在未安装滤膜4的情况下，打开盐雾发生器，使其产生盐雾；步骤12，将产生的盐雾通入盐雾容纳箱1，打开管路上的风机2，调节好风速v，将盐雾吹向管路出口侧的纱布；步骤13，步骤12实施预设时间t1(0.5小时)后，关闭盐雾发生器；风机工作预设时间t1+t1(1小时)后,关闭风机，并测定出纱布上的盐雾沉积率a1；步骤14，第二次重复步骤11-步骤13，直到风机工作预设时间t1+t2(1.5小时)后,关闭风机，测定出纱布上的盐雾沉积率an(此时的an相当于a2)；步骤15，比较盐雾沉积率a1与盐雾沉积率an，若盐雾沉积率a1与盐雾沉积率an的差值在5％以内，则以最后一次测得的盐雾沉积率an作为所述盐雾沉积率a；若盐雾沉积率a1与盐雾沉积率an的差值在超过5％，则继续重复步骤11-步骤13，并延长风机工作预设时间t1+t2+0.5n(t1+t2＝1.5小时，n为1的整数倍)小时后，关闭风机，测定出纱布上的盐雾沉积率an，直到盐雾沉积率a1与盐雾沉积率an的差值在5％以内后结束；步骤2，在检测装置出口设置特定孔径的滤膜，再次测定通过检测装置及其滤膜后的盐雾沉积率b；更具体地：步骤21，在管路3出口端安装滤膜4；步骤22，将产生的盐雾通入盐雾容纳箱1，打开管路3上的风机2，调节好风速v(该风速与步骤12中的风速完全相同)，将盐雾吹向管路出口侧的纱布5；步骤23，步骤22实施预设时间t1(0.5小时)后，关闭盐雾发生器；步骤24，风机工作预定时间t1+t21(2小时)后，关闭风机；步骤25，测定出纱布上的盐雾沉积率b1；步骤26，一次重复步骤21-步骤23，并在风机工作预定时间t1+t31(3小时)后关闭风机，再测定出纱布上的盐雾沉积率bn；步骤27，比较盐雾沉积率b1与盐雾沉积率bn，若盐雾沉积率b1与盐雾沉积率bn的差值在5％以内，则以bn作为所述盐雾沉积率b；若盐雾沉积率b1与盐雾沉积率bn的差值在超过5％，则继续重复步骤21-步骤23，并延长风机工作预设时间t1+t31+n(t1+t31＝3小时，n为1的整数倍)小时后，关闭风机，再测定出纱布上的盐雾沉积率bn，直到盐雾沉积率b1与盐雾沉积率bn的差值在5％以内后结束；步骤3，比较盐雾沉积率a与盐雾沉积率b，若二者相差量不大于允许差值，则认为步骤1中管路3出口端的盐雾粒径不大于滤膜4孔径；步骤4，若盐雾沉积率a与盐雾沉积率b的相差量大于允许差值，则先按照预设值调节风机的风速，或者加长所述管路3长度，再若干次重复步骤1-步骤3。本步骤中，加长管路3长度时是在管接头7处加合适数量的标准管节；按照预设值调节风机的风速，通常是在不改变管路长度的情况下调小风速。实施例2
20.一种盐雾气氛粒径检测装置，如图2所示，包括盐雾容纳箱1，盐雾容纳箱1的进口6连接盐雾发生器，盐雾容纳箱1的出口连接管路3，管路3上设置有风机2，管路3的出口端能够安装滤膜4，滤膜4侧方的管路3管段水平布置，管路3的出口侧安装用于沉积盐雾的纱布5。其中，管路3上设置有并联管路，并联管路具有多条支管路(包括但不限于如图2所示支管
路一14、支管路二15、支管路三16)，并联管路的每条支管路上均设置有阀门(支管路一14上设置控制阀一11、支管路二15上设置控制阀二12、支管路三16上设置控制阀三13)，并联管路的任意两条支管路长度相差n个标准长度(n≥1且为1的整数倍)，支管路一14与支管路二15相差1个标准长度，支管路一14与支管路三16相差2个标准长度，支管路二15与支管路三16相差2个标准长度，并联管路进口侧和出口侧均设置有风机2。本实施例中的检测装置还包括控制系统，控制系统分别连接并控制盐雾发生器、阀门、风机运行，控制系统的计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：步骤a，在未安装滤膜4的情况下，控制盐雾发生器打开，使其产生盐雾；步骤b，控制检测装置的基准支管路w(附图标记15)上的阀门12打开，同时打开风机2，调节好风速v，将定量产生的盐雾吹向管路出口侧的纱布5；步骤c，步骤b实施预设时间t1(0.5小时)后，控制盐雾发生器关闭；风机2工作预设时间t
1+
t1(1小时)后,控制风机2关闭，并测定出纱布上的盐雾沉积率a1；步骤d，多次重复步骤a-步骤c，直到操作员能够准确测定出所述盐雾沉积率a(过程参照实施例1中的步骤14-步骤15)，结束后控制阀门12关闭；步骤e，再次控制盐雾发生器打开，使其产生盐雾；步骤f，控制带有滤膜4(再次控制盐雾发生器打开前，由操作人员安装好滤膜4)的检测装置的基准支管路w(附图标记15)上的阀门12打开，同时打开风机2，调节好风速v，将定量产生的盐雾吹向管路3出口侧的纱布5；步骤g，步骤f实施预设时间t1(盐雾发生器工作0.5小时)后，控制盐雾发生器关闭；风机工作预定时间t1+t21(2小时)后，关闭风机2；步骤h，一次或多次重复步骤e-步骤g(过程参照实施例1中的步骤26-步骤27)，直到操作员能够准确测定出所述盐雾沉积率b；步骤i，读取操作员输入的所述盐雾沉积率a、所述盐雾沉积率b，并按照式(ⅰ)计算所需管路长度l；l＝(a-b)/k+lw………………………
(ⅰ)式中，a表示未安装滤膜的情况下测定出的盐雾沉积率，b表示安装滤膜的情况下测定出的盐雾沉积率，l表示所需管路长度，k表示风速恒定且无滤膜条件下的标准长度管段内盐雾沉积量，lw表示基准支管路w的长度；步骤j，根据所需管路长度l匹配对应的支管，控制该支管上的阀门开启，并执行步骤e-步骤h，直到盐雾沉积率a与盐雾沉积率b的差值不大于允许差值。
21.本实施例中，选定管路规格后，需要由本领域技术人员预先测算出风速(与步骤f中风速相同，采用标准盐雾试验箱的额定风速)恒定且无滤膜条件下的标准长度管段内盐雾沉积率，测定方法为：保持其它参数不便，在可拆卸的一个标准长度管段内壁铺设纱布，该纱布完全覆盖管段内壁，在单位时间内，测定出沉积在标准长度管段内壁的盐雾沉积率；在可拆卸的两个标准长度管段内壁铺设纱布，该纱布完全覆盖管段内壁，在单位时间内，测定出沉积在该两个标准长度管段内壁的盐雾沉积率；在可拆卸的三个标准长度管段内壁铺设纱布，该纱布完全覆盖管段内壁，在单位时间内，测定出沉积在该三个标准长度管段内壁的盐雾沉积率；最后计算出一个标准长度管段平均内盐雾沉积率k。
22.以图2为例，如果基准支管路w的长度为1.5米，测定出某管径的一个标准长度(0.4米)管段平均内盐雾沉积率k为0.4，经过步骤a-步骤i后，如果得到盐雾沉积率a的数值10、盐雾沉积率a的数值8，则可以按照式(ⅰ)计算所需管路长度l＝(10-8)/0.4+1.5＝2米，于此，需要增加5个标准长度(0.4米)管段才能确保盐雾沉积率a与盐雾沉积率b的差值相同，至少需要增加4个标准长度(0.4米)管段才能确保盐雾沉积率a与盐雾沉积率b的差值不大于6％。实施例3
23.一种盐雾气氛粒径检测装置，如图3所示，包括盐雾容纳箱1，盐雾容纳箱1的进口6连接盐雾发生器，盐雾容纳箱1的出口连接管路3，管路3上设置有风机2，管路3的出口端能够安装滤膜4，滤膜4侧方的管路3管段水平布置，管路3的出口侧安装用于沉积盐雾的纱布5。其中，位于盐雾容纳箱1内设置有多个进口管段(包括但不限于进口管段一21及其下端的控制阀、进口管段二22及其下端的控制阀、进口管段三23及其下端的控制阀、进口管段四24及其下端的控制阀
……
)，每个进口管段相差n个标准长度(n≥1且为1的整数倍)，进口管段一21、进口管段二22、进口管段三23、进口管段四24依次相差1个标准长度。本实施例中的检测装置还包括控制系统，控制系统分别连接并控制盐雾发生器、阀门、风机运行，控制系统的计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：步骤a，在未安装滤膜4的情况下，控制盐雾发生器打开，使其产生盐雾；步骤b，控制检测装置的基准支管路(附图标记22)上的阀门打开，同时打开风机2，调节好风速v，将定量产生的盐雾吹向管路出口侧的纱布5；步骤c，步骤b实施预设时间t1(0.5小时)后，控制盐雾发生器关闭；风机2工作预设时间t
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t1(1小时)后,控制风机2关闭，并测定出纱布上的盐雾沉积率a1；步骤d，多次重复步骤a-步骤c，直到操作员能够准确测定出所述盐雾沉积率a(过程参照实施例1中的步骤14-步骤15)，结束后控制基准支管路(附图标记22)上的阀门关闭；步骤e，再次控制盐雾发生器打开，使其产生盐雾；步骤f，控制带有滤膜4(再次控制盐雾发生器打开前，由操作人员安装好滤膜4)的检测装置的基准支管路(附图标记22)上的阀门打开，同时打开风机2，调节好风速v，将定量产生的盐雾吹向管路3出口侧的纱布5；步骤g，步骤f实施预设时间t1(盐雾发生器工作0.5小时)后，控制盐雾发生器关闭；风机工作预定时间t1+t21(2小时)后，关闭风机2；步骤h，一次或多次重复步骤e-步骤g(过程参照实施例1中的步骤26-步骤27)，直到操作员能够准确测定出所述盐雾沉积率b；步骤i，读取操作员输入的所述盐雾沉积率a、所述盐雾沉积率b，并按照式(ⅰ)计算所需管路长度l；l＝(a-b)/k+lw………………………
(ⅰ)式中，a表示未安装滤膜的情况下测定出的盐雾沉积率，b表示安装滤膜的情况下测定出的盐雾沉积率，l表示所需管路长度，k表示风速恒定且无滤膜条件下的标准长度管段内盐雾沉积量，lw表示基准支管路w的长度；步骤j，根据所需管路长度l匹配对应的支管，控制该支管上的阀门开启，并执行步
骤e-步骤h，直到盐雾沉积率a与盐雾沉积率b的差值不大于允许差值。
24.本实施例与实施例2的主要区别在于：采用多个并排布置在盐雾容纳箱1的进口管段替代实施例2中的并联管路，每个进口管段底端(进口端)安装阀门，以防止产生的少量盐雾聚集在阀门进口处而被浪费。
25.本发明中，在每次测定盐雾沉积率后都需要更换新的纱布5，所需管路3的规格由本领域技术人员根据盐雾量确定，总体参照常规盐雾试验箱内盐雾管路的管径。
26.由于自然环境(空气)中的盐雾绝大部分盐雾粒径都在10微米以内，这种盐雾能够长时间漂浮在空气中并随风流动，而粒径较大(如粒径大于10微米)的盐雾颗粒则会在其自身重力作用下沉积，这类粒径较大的盐雾颗粒在有定向水平风的作用下还会呈现出抛物线运动趋势。借助于此现象，本发明巧妙地将管路加长后，能够在管路的水平段(特别是远离风机并靠近管路出口节段)让大多数粒径较大的盐雾颗粒沉积在管路内壁，且不会影响粒径都在10微米以内盐雾颗粒吹向纱布，加长(合适长度范围内，初步测算量为0.1-2.5米)的管路节段不会影响10微米以内盐雾颗沉积，据此基本可以认为沉积在纱布上的盐雾量是恒定的，这个过程可以借助于图4进行理解，图中，盐雾颗粒41粒径＞盐雾颗粒42粒径＞盐雾颗粒43粒径＞盐雾颗粒44粒径，盐雾颗粒44粒径能够通过规格为10微米的滤膜表示与自然环境(空气)中的盐雾最接近/最相似。
27.一种实施例中盐雾气氛粒径检测方法在盐雾粒径控制设备上的应用，将这种检测装置配套盐雾发生器或盐雾粒径控制设备使用，以便于将产生的盐雾转化成与最接近自然界中的盐雾，即先采用这种检测装置和检测方法测定出与自然盐雾最接近的状态，此时便可以确定所需管路长度、风速等参数，然后取走滤膜，直接将管路出口作为最终的盐雾出口喷出盐雾。
28.本发明不仅能够以极低的设施成本准确地实现盐雾气氛粒径检测，其检测设施成本仅约现有精密仪器检测成本的20％(涉及的设施成本主要是管路、阀门、风机、滤膜、盐雾容纳箱的材料及其制作成本，可以控制在2500元/套)，而且能够定量表征试验设备所产生的盐雾与自然界中盐雾接近程度；本发明提供的盐雾气氛粒径检测装置，不仅可以作为检测设备使用，而且可以作为盐雾试验设备的附属部件使用，便于将产生的盐雾转化成与最接近自然界中的盐雾，巧妙地将盐雾粒径检测与控制融为一体。