一种酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置，其包括箱体、工件悬挂固定架、酸度计、酸雾吸收器、气体导出管、线性导轨Ⅰ、线性导轨Ⅱ、加热器、温度控制器、气体钢瓶、往复运动头；该装置通过调节酸液类型、酸液温度、气泡直径、气泡流速、气泡的纵向和横向运动速度参数，可以有效地模拟电解、电镀、酸洗、金属涂装等多种生产工艺过程中酸雾的生成方式，并对酸雾产生方式和酸雾量进行分析和评价；可在实验室中对各种生产条件下酸雾的产生与演变过程进行细致的分析，并可对所采取的酸雾抑制措施抑雾效能进行客观和科学的评价，解决了目前在实验室中无法对酸雾抑制效能评价的难题，有广泛用于酸雾环境监测与评价等相关领域的前景。
【专利说明】
一种酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置，属于环境监测与评价 领域。
【背景技术】
[0002] 金属及其制品是人们日常生活和生产活动中必不可少的重要物资。在采用湿法冶 金电解精炼、电镀、金属涂装等方法制备这些金属或对其进行加工过程中，不可避免地需要 采用电解、除锈和电镀等工艺进行处理，必须要使用含酸电解液或酸液(硫酸、盐酸、磷酸或 铬酸等），当发生阳极氧化或置换反应时产生的氧气和氢气气泡在浮力的作用下，从电解液 (或酸液）中加速上升至液体表面并爆裂，可以使酸液以l〇m/ S左右的速度喷射进入大气，导 致酸液以微小液滴（10~200μπι)的形式稳定分散于周围的空气中形成酸雾。由于人们对各 种金属制品的需求量极大，由此产生的酸雾已成为大气中最重要的酸性污染源之一。
[0003] 目前酸雾的检测方法主要有：美国ASTM D4856-ll(Standard Test Method for Determination of Sulfuric Acid Mist in Workplace Atmospheres Collected on Mixed Cellulose Ester Filters)，在最少取样量为60L时，对工作场所大气环境中的H2SO4 酸雾进行检测，检测下限为0.017 mg/m3。美国菲士德公司采用交流耦合技术测量工作场所 中粉尘的排放量，该法主要用于测量大气中固体粉尘颗粒，也适用于酸雾测量。中华人民共 和国国家环境保护标准（HJ 544-2009,固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法（暂 行）），可以对废气中的112504含量进行测定，需要取样量为400L，测定下限为0.3mg/m 3,测定 上限为50011^/1113。中华人民共和国国家职业卫生标准(682/1'160.33 - 2004工作场所空气 有毒物质测定硫化物），则是通过分别对工作场所空气中各种硫氧化物含量的测定，间接对 酸雾的含量进行检测。此外，目前文献报道了酸雾检测方法主要集中在利用真空栗将待检 测空气抽取并通过硝化纤维素滤膜，纤维素滤膜捕获酸雾液滴，分析检测捕获酸雾液滴滤 膜的酸度，从而得到对酸雾含量的定量分析（Reza A1 Shakarji, Yinghe He, Simon Gregory, Statistical analysis of the effect of operating parameters on acid mist generation in copper electrowinning, Hydrometallurgy, Volume 106，Issues 1-2， February 2011， Pages 113_118;Reza A1 Shakarji， Yinghe He, Simon Gregory, Performance evaluation of acid mist reduction techniques in copper electrowinning, Hydrometallurgy, Volumes 131-132，January 2013，Pages 76-80)〇
[0004] 酸雾，由于其具有极强的腐蚀性和毒害性，对环境和人的身体伤害极大，必须予以 防治和处理。实现对酸雾的防治和处理的前提是，需要对酸雾生成的原因及生成量进行检 测和分析，此外还需要对各种酸雾抑制方法的抑雾效果进行客观科学的评价。目前对酸雾 的检测与抑雾效果的评价主要是通过大量收集工作场所上方的气体，然后对气体进行定量 分析并根据测量结果对抑雾效果做出评价，这样的评价方法只能在生产现场进行，对于不 同的生产工艺，由于工件的锈蚀程度、酸液的浓度和温度、生成气泡在酸液池中所处的位置 (高度)等参数的不同，产生的氢气或氧气的气泡直径不同，上升至酸液液面的速率(动量） 也不同，因此，对不同的生产工艺必须逐个条件分别进行评价，不能进行有效的预判，会严 重影响生产的正常进行，且对酸雾抑制效果评价的周期长成本高。
[0005] 本实用新型克服了现有方法存在的只能检测结果不能模拟过程的问题，即可以有 效模拟各种生产工艺条件下氢气和氧气的生成过程，又可以同时进行检测和评价。更为重 要的是，本方法可以在实验室中完成对各种电解、电镀、金属涂装等生产工艺过程中，气泡 尺寸、上升速率、表面冲量、气泡区域等的全程模拟与调控，可以从理论上研究酸雾的形成 过程、主要影响因素、以及各种影响因素的影响程度等，可在应用于工业生产前对各种酸雾 抑制剂的抑制酸雾效能进行客观和定量的评价，避免目前必须在工厂直接试用的方法，提 高了效率，极大地降低了成本，可被广泛用于酸雾环境监测与评价等相关领域。
【发明内容】
[0006] 本实用新型提供了一种在实验室对酸雾的形成过程进行全程模拟、实时监控和对 酸雾抑制效果进行客观评价的装置;本装置包括箱体1、工件悬挂固定架4、酸度计5、酸雾吸 收器6、气体导出管7、线性导轨18、线性导轨Π 9、加热器10、温度控制器11、气体钢瓶12、往 复运动头15，箱体1包括密封的酸液池3和位于酸液池两侧的导出管箱体，酸液池3两侧壁上 开有导气管运动槽17,酸液池3顶端设置有可开启的密封盖2,工件悬挂固定架4设置在酸液 池3内上部，酸液池3上部安装有酸度计5和酸雾吸收器6且位于酸液面之上，线性导轨18和 线性导轨Π 9设置在酸液池两侧的导出管箱体的顶端面上并相互垂直，线性导轨18和线性 导轨Π 9上分别安装有往复运动头15，线性导轨18和线性导轨Π 9的一端分别安装有调速电 机16，通过调速电机16带动线性导轨18和线性导轨Π 9的螺杆旋转，通过调速电机的转动速 率和转动方向使往复运动头15在线性导轨上以不同的速度往复运动，气体导出管7-端与 往复运动头15连接，另一端穿过酸液池3侧壁上的导气管运动槽17设置在酸液池中，气体导 出管7上开有孔，加热器10设置在箱体1底部并与温度控制器11连接，气体钢瓶12通过气体 流量调节阀13、气体流量计14与气体导出管7连通。
[0007] 所述酸雾吸收器6包括密封端和吸收腔，密封端通过密封垫设置在吸收腔上方，吸 收腔包括网状外壳和设置在网状外壳内的滤布层，滤布层内放置常规酸雾吸收剂。
[0008] 网状外壳利于内部吸收剂与酸雾气体交换，可以使酸雾被吸收剂有效吸附，滤布 内放置常规酸雾吸收剂，吸收剂上部盖有密封垫(防止吸收剂外溢）;滤布为耐酸滤布，可为 50目聚丙烯滤布，防治吸收剂外溢。
[0009] 所述气体导出管7上孔直径为0.1~ΙΟΟΟμπι，孔与孔间的间距为1~100mm;通过对气 体导出管出口的直径、气体流量、纵向和横向运动速度、温度参数的设定，可以对不同的电 解、电镀、酸洗、金属涂装、除锈工艺所产生的氢气和氧气气泡进行模拟。
[0010] 上述装置的使用方法，按如下具体步骤进行：
[0011] (1)开启箱体密封盖，向酸液池中加入待测酸液，使酸液液面位于酸液池高度1/3~ 2/3处，按所需模拟的生产工艺条件，在工件悬挂固定架上放置好工件，固定并安装好酸度 计和酸雾吸收器，盖好密封盖;选择0.1~ΙΟΟΟμπι孔径和1~100mm孔间距的气体导出管并与往 复运动头连接固定，开启温度控制器使酸液的温度保持在需要模拟的测试温度20~100°C， 当温度达到平衡后，开启气体钢瓶的阀门，调节气体流量调节阀使气体以1.0~1000mL/min 的流速从气体导出管流出并产生气泡，维持气泡持续产生，分别开启调速电机并设定好运 动速度1~1000mm/min，即可监控在各种工艺参数条件下酸雾的产生过程及其随时间的变化 规律，并且可以定时对酸雾吸收器中所吸收的酸雾进行定量分析；
[0012] (2)按步骤（1)的操作，向酸液中加入各种酸雾抑制剂，测定酸雾的生成量随时间 的变化关系，并与不加酸雾抑制剂的空白值进行对比，可以对各种酸雾抑制剂的抑雾效能 做出定量评价。
[0013] 本方法利用上述酸雾抑制效果评价装置，将不同组成的酸液放在酸液池中，通过 调节温度、气泡直径、气泡流速、气泡的纵向和横向运动速度参数，可以有效地模拟电解、电 镀、酸洗、除锈、金属涂装生产工艺过程中酸雾的生成方式，并通过酸液槽上方的酸度检测 计和酸液吸收器对产生的酸雾进行检测和定量分析，实现在实验室条件下对各种工业生产 过程中酸雾的形成方式、酸雾量和采用抑制酸雾方法的抑雾效果进行客观评价。
[0014] 其中使用的酸液为硫酸、硫酸铜电解液、硫酸锌电解液、盐酸、铬酸、铬酸电解液、 磷酸中一种或几种混合物。
[0015] 本方法通过对气体导出管上孔的直径、气体流量、纵向和横向运动速度、温度参数 的设定，可以对不同的电解、电镀、酸洗、金属涂装、除锈工艺所产生的氢气和氧气气泡进行 模拟。
[0016] 本方法可用于酸雾检测、酸雾抑制剂抑雾效果的评价和各种工艺条件下酸雾生成 过程的模拟研究。
[0017] 本实用新型为确保气流稳定使用的气源为高压钢瓶，所用气体为氮气、空气、二氧 化碳、氦气、氩气中的一种。
[0018] 本实用新型中气体导出管7上孔的直径在0.1~ΙΟΟΟμπι之间可调，孔与孔之间的间 距在1~100mm之间可调。
[0019] 本实用新型中横向和纵向的气体导管可以做往复运动且速率在1~1000mm/min之 间可调。
[0020] 本实用新型的实验箱顶部安装有酸度计和酸雾吸收器，酸度计可对气相中的酸值 进行实时监测，酸雾吸收器可定时取样用于定量分析。
[0021 ]本实用新型的试验箱带有温度控制装置，酸液池中酸液的温度在20~100 °C之间可 调。
[0022] 本实用新型中箱体的酸液池气相和液相部分各装有一个与计算机连接的摄像头， 可以对气相和酸液相中气泡和酸雾的生成情况做实时影像观测。
[0023] 本实用新型中气源由高压钢瓶提供，带有气体流量调节阀和气体流量计，流量在 1.0~1000mL/min之间可调。
[0024] 本实用新型的有益效果:本实用新型克服了现有方法存在的只能检测结果不能模 拟过程的问题，即可以有效模拟各种生产工艺条件下氢气和氧气的生成过程，又可以同时 进行酸雾检测和抑雾效果评价。更为重要的是，本实用新型的方法可以在实验室中完成对 各种电解、电镀、金属涂装等生产工艺过程中，气泡尺寸、上升速率、表面冲量、气泡区域等 的全程模拟与调控，可以从理论上研究酸雾的形成过程、主要影响因素、以及各种影响因素 的影响程度等，可在应用于工业生产前对各种酸雾抑制剂的抑雾效能进行客观和定量的评 价，避免了目前必须在工厂直接试用的方法，提高了效率，极大地降低了成本，具有极其重 要的意义。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型方法使用的酸雾抑制效果评价装置示意图；
[0026]图2为酸雾吸收器结构示意图；
[0027]图中：1-箱体，2-密封盖，3-酸液池，4-工件悬挂固定架、5-酸度计，6-酸雾吸收器， 7-气体导出管，8-线性导轨I，9-线性导轨Π ，10-加热器，11-温度控制器，12-气体钢瓶，13-气体流量调节阀，14-气体流量计，15-往复运动头，16-调速电机，17-导气管运动槽，18-密 封端，19-网状外壳，20-滤布层，21-酸雾吸收剂。
【具体实施方式】
[0028]下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型保护范围 不局限于所述内容。
[0029]实施例1:硫酸锌电解工艺过程中酸雾的检测及聚苯乙烯多孔微球对酸雾抑制效 果的评价装置及方法，具体内容如下：
[0030] (1)如图1、2所示，装置包括箱体1、工件悬挂固定架4、酸度计5、酸雾吸收器6、气体 导出管7、线性导轨18、线性导轨Π 9、加热器10、温度控制器11、气体钢瓶12、往复运动头15， 箱体1包括密封的酸液池3和位于酸液池两侧的导出管箱体，酸液池3两侧壁上开有导气管 运动槽17，酸液池3顶端设置有可开启的密封盖2，工件悬挂固定架4设置在酸液池3内上部， 酸液池3上部安装有酸度计5和酸雾吸收器6且位于酸液面之上，线性导轨18和线性导轨Π 9 设置在酸液池两侧的导出管箱体的顶端面上并相互垂直，线性导轨18和线性导轨Π 9上分 别安装有往复运动头15,线性导轨18和线性导轨Π 9的一端分别安装有调速电机16,通过调 速电机16带动线性导轨18和线性导轨Π 9的螺杆旋转，通过调速电机的转动速率和转动方 向使往复运动头15在线性导轨上以不同的速度往复运动，气体导出管7-端与往复运动头 15连接，另一端穿过酸液池3侧壁上的导气管运动槽17设置在酸液池中，气体导出管7上开 有孔，加热器10设置在箱体1底部并与温度控制器11连接，气体钢瓶12通过气体流量调节阀 13、气体流量计14与气体导出管连通;其中酸雾吸收器6包括密封端18和吸收腔，密封端通 过密封垫设置在吸收腔上方，吸收腔包括网状外壳19和设置在网状外壳内的滤布层20,滤 布层内放置常规酸雾吸收剂21(活性炭）;气体导出管7上孔直径为ΙΟμπι，孔与孔间的间距为 10mm，线性导轨18和线性导轨Π 9为常规CBX系列线性导轨，滤布为50目聚丙烯滤布。
[0031] (2)开启箱体1的密封盖2,向酸液池3中加入硫酸锌电解液至酸液池3高度1/2处， 将厚度为1mm的锌版固定在工件悬挂固定架4上，固定并安装好酸度计5和酸雾吸收器6,盖 好密封盖2;选择孔径ΙΟμπι和孔间距10mm的气体导出管7,将气体导出管分别固定在设置在 线性导轨18、线性导轨Π 9上的往复运动头15上，开启温度控制器11和加热器10,使电解液 的温度保持在28°C，当温度达到平衡后，开启氮气气体钢瓶12的阀门，调节气体流量调节阀 13和气体流量计14,使氮气以100mL/min的速率从气体出管导出管中流出并产生气泡，维持 气泡持续产生，开启调速电机16,并将运动速率设定为100mm/min，记录酸度计的pH值和酸 雾吸收器中酸雾含量的实验结果，即可检测出各该条件下酸雾的生成量随时间的变化值， 同时可通过计算机获得影像记录。通过变换不同出口孔径和孔间距的气体导出管、氮气流 量、温度和气体导出管的在电解液中的运动速率，模拟不同条件下酸雾的生成量随时间的 变化值，并可由此对酸雾产生的各种影响因素进行研究，检测结果见表1;
[0032] 表1:不同实验条件下硫酸锌电解液酸雾含量的测定
[0033]
[0034] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以硫酸计， mg〇
[0035] (3)开启箱体1的密封盖2,向硫酸锌电解液加入平均粒径为300μπι，密度为0.98g/ cm3的表面无渗透性聚苯乙烯多孔微球，轻微搅动，使聚苯乙烯微球层均匀地分散在电解液 表面，形成5mm厚的致密覆盖层，盖好密封盖;保持其它操作条件不变，可以测定加入聚苯乙 烯微球后，酸雾生成量随时间的变化值，与步骤(2)的实验结果对比，可以对表面无渗透性 聚苯乙烯多孔微球对酸雾是否能够有效进行抑制做出评价。实验结果(表2)表明表面无渗 透性聚苯乙烯多孔微球对硫酸锌电解产生的酸雾具有很好的抑制效果。
[0036] 表2:不同实验条件下聚苯乙烯多孔微球对硫酸锌电解液酸雾抑制效果的评价
[0037]
[0038] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以硫酸计， mg〇
[0039] 实施例2:盐酸酸洗工艺过程中酸雾的检测及全氟表面活性剂FC110对酸雾抑制效 果的评价装置及方法，具体内容如下：
[0040] (1)装置包括箱体1、工件悬挂固定架4、酸度计5、酸雾吸收器6、气体导出管7、线性 导轨18、线性导轨Π 9、加热器10、温度控制器11、气体钢瓶12、往复运动头15、摄像头、计算 机，箱体1包括密封的酸液池3和位于酸液池两侧的导出管箱体，酸液池3两侧壁上开有导气 管运动槽17,酸液池3顶端设置有可开启的密封盖2,工件悬挂固定架4设置在酸液池3内上 部，酸液池3上部安装有酸度计5和酸雾吸收器6且位于酸液面之上，线性导轨18和线性导轨 Π 9设置在酸液池两侧的导出管箱体的顶端面上并相互垂直，线性导轨18和线性导轨Π 9上 分别安装有往复运动头15,线性导轨18和线性导轨Π 9的一端分别安装有调速电机16,通过 调速电机16带动线性导轨18和线性导轨Π 9的螺杆旋转，通过调速电机的转动速率和转动 方向使往复运动头15在线性导轨上以不同的速度往复运动，气体导出管7-端与往复运动 头15连接，另一端穿过酸液池3侧壁上的导气管运动槽17设置在酸液池中，气体导出管7上 开有孔，加热器10设置在箱体1底部并与温度控制器11连接，气体钢瓶12通过气体流量调节 阀13、气体流量计14与气体导出管连通;摄像头设置在酸液池两侧壁上，摄像头与计算机连 接;其中酸雾吸收器6包括密封端18和吸收腔，密封端通过密封垫设置在吸收腔上方，吸收 腔包括网状外壳19和设置在网状外壳内的滤布层20,滤布层内放置常规酸雾吸收剂21 (SDG-Π 吸附剂）；气体导出管7上孔直径为1_，孔与孔间的间距为1mm，线性导轨18和线性 导轨Π 9为常规CBX系列线性导轨，滤布为20目聚丙烯滤布；
[0041 ] (2)开启箱体1的密封盖2，向酸液池中加入盐酸酸洗溶液至酸液池3高度的1/3处， 将厚度为1〇_的钢铁板固定在工件悬挂固定架4上，固定并安装好酸度计5和酸雾吸收器6， 盖好密封盖。选择孔径lym和孔间距1mm的气体导出管7,将气体导出管分别固定在线性导轨 18、线性导轨Π 9上的往复运动头15上，开启加热器10和温度控制器11，使酸洗液的温度保 持在20°C，当温度达到平衡后，开启空气气体钢瓶13的阀门，调节气体流量阀13和气体流量 计14,使空气以lmL/min的速率从气体出管导出管中流出并产生气泡，维持气泡持续产生， 开启调速电机16,并将运动速率设定为10mm/min，开启摄像头和计算机。记录酸度计的pH值 和酸雾吸收器中酸雾含量的实验结果，即可检测出各该条件下酸雾的生成量随时间的变化 值，同时可通过计算机获得影像记录。通过变换不同出口孔径和孔间距的气体导出管、空气 流量、温度和气体导出管的在酸洗液中的运动速率，模拟不同条件下酸雾的生成量随时间 的变化值，并可由此对酸雾产生的各种影响因素进行研究，检测结果见表3;
[0042] 表3:不同实验条件下盐酸酸洗工艺酸雾含量的测定
[0043]
[0044] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以盐酸计， mg〇
[0045] (3)开启箱体1的密封盖2,向盐酸酸洗液中加入酸液质量1%的全氟表面活性剂 FC110，轻微搅动，使FC110与盐酸酸洗液混合均匀，盖好密封盖。保持其它操作条件不变，可 以测定加入F C110后，酸雾生成量随时间的变化值，与步骤（2 )的实验结果对比，可以对 FC110对酸雾是否能够有效进行抑制做出评价。实验结果(表4)表明FC110对盐酸酸洗产生 的酸雾具有较好的抑制效果。
[0046] 表4:不同实验条件下FC110对盐酸酸洗液工艺酸雾抑制效果的评价
[0047]
[0048] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以盐酸计， mg〇
[0049] 实施例3:铬酸酸洗工艺过程中酸雾的检测及乒乓球对酸雾抑制效果的评价装置 及方法，具体内容如下：
[0050] (1)本实施例装置同实施例2,不同在于滤布层内放置常规酸雾吸收剂21(分子 筛），滤布为10目聚丙烯滤布;气体导出管7上孔直径为ΙΟμπι，孔与孔间的间距为10mm;
[00511 (2)开启箱体1的密封盖2，向酸液池中加入铬酸酸洗溶液至酸液池3高度的1/2处， 将厚度为8mm的不锈钢板固定在工件悬挂固定架4上，固定并安装好酸度计5和酸雾吸收器 6,盖好密封盖。选择孔径ΙΟμπι和孔间距10mm的气体导出管7,将气体导出管分别固定在设置 在线性导轨18、线性导轨Π 9上的往复运动头15上，开启加热器10和温度控制器11，使酸洗 液的温度保持在60°C，当温度达到平衡后，开启氩气气体钢瓶12的阀门，调节气体流量阀13 和气体流量计14,使氩气以500mL/min的速率从气体出管导出管中流出并产生气泡，维持气 泡持续产生，开启调速电机16,并将运动速率设定为200mm/min，开启摄像头和计算机。记录 酸度计的pH值和酸雾吸收器中酸雾含量的实验结果，即可检测出各该条件下酸雾的生成量 随时间的变化值，同时可通过计算机获得影像记录。通过变换不同出口孔径和孔间距的气 体导出管、氩气流量、温度和气体导出管的在酸洗液中的运动速率，模拟不同条件下酸雾的 生成量随时间的变化值，并可由此对酸雾产生的各种影响因素进行研究。检测结果见表5。 [0052]表5.不同实验条件下铬酸酸洗工艺酸雾含量的测定 [0053]
[0054] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00;α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以铬酸计， mg〇
[0055] (3)开启箱体1的密封盖2,向铬酸酸洗液中加入乒乓球作为酸雾抑制剂，轻微搅 动，使乒乓球形成l〇cm厚的覆盖层覆盖在铬酸酸洗液表面，盖好密封盖。保持其它操作条件 不变，可以测定加入乒乓球后，酸雾生成量随时间的变化值，与步骤(2)的实验结果对比，可 以对乒乓球对酸雾是否能够有效进行抑制做出评价。实验结果(表6)表明乒乓球对铬酸酸 洗产生的酸雾抑雾效果较为有限。
[0056] 表6:不同实验条件下乒乓球对铬酸酸洗液酸雾抑制效果的评价
[0057]
[0058] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00;α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以铬酸计， mg〇
[0059] 实施例4:电解抛光工艺过程中酸雾的检测及聚甲基丙烯酸甲酯中空微球酸雾抑 制效果的评价装置及方法，具体内容如下：
[0060] (1)本实施例装置同实施例2,不同在于滤布层内放置常规酸雾吸收剂21(硅胶）， 滤布为50目聚丙烯滤布;气体导出管7上孔直径为50μπι，孔与孔间的间距为50mm;
[0061 ] (2)开启箱体1的密封盖2，向酸液池中加入磷酸和硫酸混合液作为电解液至酸液 池3高度的3/5处，将厚度为6mm的待抛光钢铁板固定在工件悬挂固定架4上，固定并安装好 酸度计5和酸雾吸收器6,盖好密封盖2。选择孔径50_和孔间距50mm的气体导出管7,将气体 导出管分别固定在设置在线性导轨18、线性导轨Π 9上的往复运动头15上，开启加热器10和 温度控制器11，使酸洗液的温度保持在80°C，当温度达到平衡后，开启C02气体钢瓶12的阀 门，调节气体流量阀13和气体流量计14，使C0 2以50mL/min的速率从气体出管导出管中流出 并产生气泡，维持气泡持续产生，开启调速电机16,并将运动速率设定为100mm/min，开启摄 像头和计算机。记录酸度计的pH值和酸雾吸收器中酸雾含量的实验结果，即可检测出各该 条件下酸雾的生成量随时间的变化值，同时可通过计算机获得影像记录。通过变换不同出 口孔径和孔间距的气体导出管、C0 2流量、温度和气体导出管的在酸洗液中的运动速率，模 拟不同条件下酸雾的生成量随时间的变化值，并可由此对酸雾产生的各种影响因素进行研 究，检测结果见表7;
[0062]表7:不同实验条件下电解抛光工艺酸雾含量的测定
[0063]
[0064] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以磷酸计， mg〇
[0065] (3)开启箱体1的密封盖2，向电解抛光液中加入按一定量比例混合的A、B、C级表面 无渗透性聚甲基丙烯酸甲酯中空微球(基本参数:A级（2001~5000μπι，平均粒径3500.5μ m)，密度0 · 95 g/cm3 ;Β级（501 ~840μπι，平均粒径670 · 5μπι)密度0 · 97 g/cm3; C级（50~250μ m，，平均粒径150μηι)，密度0.99g/cm3)作为酸雾抑制剂，轻微搅动，使中空微球形成2mm厚的 覆盖层覆盖在电解液表面，盖好密封盖。保持其它操作条件不变，可以测定加入聚甲基丙烯 酸甲酯中空微球后，酸雾生成量随时间的变化值，与步骤(2)的实验结果对比，可以对聚甲 基丙烯酸甲酯中空微球对酸雾是否能够有效进行抑制做出评价。实验结果(表8)表明不同 密度和尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯中空微球组合对电解抛光过程产生的酸雾具有优异的抑 制效果。
[0066] 表8:不同实验条件下聚甲基丙烯酸甲酯中空微球对电解抛光工艺酸雾抑制效果 的评价
[0067]
[0068] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以磷酸计， mg〇
[0069] 实施例5:电镀锡工艺过程中酸雾的检测及十二烷基硫酸钠对酸雾抑制效果的评 价装置及方法，具体内容如下：
[0070] (1)本实施例装置同实施例2,不同在于滤布层内放置常规酸雾吸收剂21(含氨煤 泥），滤布为100目聚丙烯滤布;气体导出管7上孔直径为ΙΟμπι，孔与孔间的间距为10mm;
[0071 ] (2)开启箱体1的密封盖2，向酸液池中加入电镀锡酸液(硫酸亚锡、硫酸和适量添 加剂组成)至酸液池3高度的1/2处，将厚度为2mm的待电镀金属板固定在工件悬挂固定架4 上，固定并安装好酸度计5和酸雾吸收器6,盖好密封盖。选择孔径ΙΟμπι和孔间距10mm的气体 导出管7,将气体导出管分别固定在设置在线性导轨18、线性导轨Π 9上的往复运动头15上， 开启加热器10和温度控制器11，使电镀液的温度保持在25°C，当温度达到平衡后，开启氦气 气体钢瓶12的阀门，调节气体流量阀13和气体流量计14，使氦气以200mL/min的速率从气体 出管导出管中流出并产生气泡，维持气泡持续产生，开启调速电机16,并将运动速率设定为 500mm/min，开启摄像头和计算机。记录酸度计的pH值和酸雾吸收器中酸雾含量的实验结 果，即可检测出各该条件下酸雾的生成量随时间的变化值，同时可通过计算机获得影像记 录。通过变换不同出口孔径和孔间距的气体导出管、氦气流量、温度和气体导出管的在电解 液中的运动速率，模拟不同条件下酸雾的生成量随时间的变化值，并可由此对酸雾产生的 各种影响因素进行研究，检测结果见表9;
[0072] 表9:不同实验条件下电镀锡工艺过程酸雾含量的测定
[0073]
[0074] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以硫酸计， mg〇
[0075] (3)开启箱体1的密封盖2,向电镀液中加入质量百分比为5%的十二烷基硫酸钠，搅 动电镀液产生泡沫，并在电镀液表面形成8mm厚的均匀泡沫覆盖层，盖好密封盖。保持其它 操作条件不变，可以测定加入十二烷基硫酸钠后，酸雾生成量随时间的变化值，与步骤(2) 的实验结果对比，可以对十二烷基硫酸钠对酸雾是否能够有效进行抑制做出评价。实验结 果(表10)表明十二烷基硫酸钠对电镀锡工艺过程产生的酸雾具有一定的抑制效果。
[0076] 表10:不同实验条件下十二烷基硫酸钠对电镀锡工艺过程酸雾抑制效果的评价
[0077]
[0078] 注:酸度计的读数范围：0.00-14.00; α在酸雾吸收器中吸收的酸雾量，以硫酸计， mg〇
【主权项】
1. 一种酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置，其特征在于:包括箱体（1)、工件悬挂固定 架(4)、酸度计(5)、酸雾吸收器(6)、气体导出管(7)、线性导轨1(8)、线性导轨Π (9)、加热器 (10)、温度控制器（11 )、气体钢瓶（12)、往复运动头（15)，箱体（1)包括密封的酸液池(3)和 位于酸液池两侧的导出管箱体，酸液池(3 )两侧壁上开有导气管运动槽（17 )，酸液池(3 )顶 端设置有可开启的密封盖(2 )，工件悬挂固定架(4)设置在酸液池(3 )内上部，酸液池(3 )上 部安装有酸度计(5)和酸雾吸收器(6)且位于酸液面之上，线性导轨1(8)和线性导轨Π (9) 设置在酸液池两侧的导出管箱体的顶端面上并相互垂直，线性导轨1(8)和线性导轨Π (9) 上分别安装有往复运动头（15)，线性导轨1(8)和线性导轨Π (9)的一端分别安装有调速电 机（16)，气体导出管(7)-端与往复运动头（15)连接，另一端穿过酸液池(3)侧壁上的导气 管运动槽（17)设置在酸液池中，气体导出管(7)上开有孔，加热器（10)设置在箱体（1)底部 并与温度控制器（11)连接，气体钢瓶（12)通过气体流量调节阀（13)、气体流量计（14)与气 体导出管连通。2. 根据权利要求1所述的酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置，其特征在于：酸雾吸收 器(6)包括密封端和吸收腔，密封端通过密封垫设置在吸收腔上方，吸收腔包括网状外壳和 设置在网状外壳内的滤布层，滤布层内放置常规酸雾吸收剂。3. 根据权利要求1所述的酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置，其特征在于:气体导出 管(7)上孔直径为0.1~ΙΟΟΟμπι，孔与孔间的间距为1~100mm。4. 根据权利要求1所述的酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置，其特征在于:本装置还 包括摄像头和计算机，摄像头设置在酸液池两侧壁上，摄像头与计算机连接。
【文档编号】G01N33/00GK205643287SQ201620301988
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】王红, 孙彦琳, 何艳萍, 郭荣鑫, 祝琳华, 司甜
【申请人】昆明理工大学