設(shè)備概述
為滿足水下相關(guān)產(chǎn)品試驗、材料性能測試等場景對水下環(huán)境模擬的需求,依據(jù)用戶提出的核心技術(shù)參數(shù),定制開發(fā)一款集常規(guī)模擬試驗、參數(shù)采集、智能化控制于一體的非標水下環(huán)境模擬裝置。該裝置可精準模擬水下溫度、PH值、鹽度等關(guān)鍵環(huán)境參數(shù),實現(xiàn)水浪模擬與水量自主控制功能,并通過計算機系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、存儲與報告生成,為試驗提供可靠的環(huán)境支撐和數(shù)據(jù)保障。
1.1設(shè)計目標
? 實現(xiàn)水下核心環(huán)境參數(shù)(溫度、PH、鹽度)的精準模擬與實時采集,滿足常規(guī)模擬試驗需求。
? 配置不少于1個測試工位,測試艙體體積滿足2m×2m×1m(長×寬×高)要求,支持水量進出控制。
? 具備水浪模擬功能,可根據(jù)試驗需求調(diào)節(jié)浪型強度;實現(xiàn)鹽度精準顯示及水量自主進入。
? 搭建計算機數(shù)據(jù)云端采集控制系統(tǒng),完成參數(shù)實時顯示、曲線繪制、數(shù)據(jù)存儲(含Excel格式)及試驗報告打印功能。
? 確保裝置運行穩(wěn)定、操作便捷、維護性強,符合工業(yè)級設(shè)備可靠性標準。
1.2適用范圍
本裝置適用于水下傳感器性能測試、海洋工程材料耐蝕性試驗、水下設(shè)備密封性能檢測、水生生物生長環(huán)境模擬等場景,可滿足科研機構(gòu)、企業(yè)研發(fā)及質(zhì)量檢測等多領(lǐng)域的試驗需求。
三、裝置技術(shù)參數(shù)
2.1 整體架構(gòu)
本裝置采用“模塊化集成”設(shè)計理念,整體由“主體試驗單元+環(huán)境模擬單元+數(shù)據(jù)采集單元+智能控制單元”四大核心模塊組成。各模塊獨立運行且協(xié)同聯(lián)動,通過計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)管控,確保裝置整體性能穩(wěn)定、功能精準落地。
2.2 主要技術(shù)參數(shù)
序號 | 設(shè)計項目 | 技術(shù)參數(shù) |
1 | 試驗箱體尺寸 | 長×寬×高=2m×2m×1m(有效容積≥4m3) |
2 | 測試工位數(shù)量 | ≥1個(支持定制擴展) |
3 | 試驗溫度 | RT常溫±5℃ |
4 | PH值調(diào)節(jié)范圍 | 4.0~10.0(精度±0.1) |
5 | 鹽度調(diào)節(jié)范圍 | 0‰~10‰(海水標準鹽度,精度±0.1‰) |
6 | 水浪模擬類型 | 不規(guī)則浪、正弦浪(浪高0~20cm造浪) |
7 | 水量控制方式 | 自動進水、手動/自動排水(無流量控制要求) |
8 | 數(shù)據(jù)采集頻率 | 1~10Hz可調(diào)(默認1Hz) |
9 | 設(shè)備電源 | AC220V 50/HZ |
二、設(shè)備主要特征
3.1 艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計
裝置試驗艙體采用PP材質(zhì)制作,具備優(yōu)良的耐腐蝕性和結(jié)構(gòu)強度,可適配鹽度調(diào)節(jié)等試驗需求。艙體尺寸嚴格按照2m×2m×1m(長×寬×高)設(shè)計,內(nèi)壁光滑無痕可減少對水流的阻力干擾;艙體底部設(shè)置5°傾斜角,最低點安裝排水口,確保排水徹底無殘留。艙體頂部配備可拆卸式亞克力透明蓋板,便于觀察試驗過程及測試工位操作;蓋板邊緣安裝密封膠條,兼具防塵和防水濺功能。艙體外側(cè)焊接加強筋,間距50cm,防止艙體因水量壓力產(chǎn)生變形,確保長期使用穩(wěn)定性。
3.2 環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)
3.2.1 溫度顯示模塊
溫度傳感器選用(精度±0.5℃),安裝于艙體中部水體核心區(qū)域,實時采集水溫數(shù)據(jù)并傳輸至控制系統(tǒng)(水溫不做控制,實時顯示。)
3.2.2 PH值調(diào)顯示模塊
系統(tǒng)配置獨立的PH值調(diào)節(jié)單元,安裝于艙體中部,與水流方向平行,確保檢測數(shù)據(jù)準確;水循環(huán)組件采用化工耐腐蝕自吸泵103-32FS-11(功率750W,轉(zhuǎn)速2900r/min),安裝于加藥口下方,確保藥劑加入后快速均勻混合??刂葡到y(tǒng)根據(jù)PH傳感器反饋數(shù)據(jù),手動對應(yīng)計量泵加藥,實現(xiàn)PH值精準調(diào)節(jié)。
3.2.3 鹽度顯示模塊
鹽度傳感器選用(測量范圍0-10%,顯示精度±0.1‰),安裝于艙體出水口前端,實時監(jiān)測水體鹽度。鹽箱底部與艙體進水口連通,通過進水口和出水口循環(huán)沖入艙體并溶解;稀釋過程通過補充淡水實現(xiàn),結(jié)合水量手動完成鹽度調(diào)節(jié)顯示。
3.3 水浪模擬系統(tǒng)
采用實現(xiàn)水浪模擬功能,在艙體后側(cè)安裝2臺造浪泵,呈矩陣式分布。造浪泵支持轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),可模擬不規(guī)則浪(自然海浪模擬)、正弦浪(周期性浪模擬)等多種浪型,浪高調(diào)節(jié)范圍0-20cm。
3.4 水量進排水控制設(shè)計
采用“市政供水+穩(wěn)壓裝置”作為進水來源,進水口位于艙體頂部右側(cè),配備(通徑32mm)控制進水啟停;電磁閥前端安裝Y型過濾器(過濾精度100μm),防止雜質(zhì)進入艙體堵塞管路。排水口位于艙體底部最低點,采用“主排水+應(yīng)急排水”雙管路設(shè)計。應(yīng)急排水管路配備手動閘閥,用于設(shè)備檢修或緊急排水場景。排水管路末端連接污水收集池,避免試驗廢水直接排放造成污染。
3.5 軟件系統(tǒng)設(shè)計
界面實時顯示溫度、PH、鹽度等參數(shù)數(shù)值及變化曲線,不同參數(shù)采用不同顏色曲線區(qū)分,顯示實際值狀態(tài)。試驗數(shù)據(jù)可以Excel表格形式保存(每試驗周期自動生成,包含參數(shù)名稱、采集時間、數(shù)值等信息),支持手動導(dǎo)出至指定路徑。