[0001] 本发明涉及一种自动测量沉降量的盐雾试验装置，属于环境试验设备领域。

[0002] 腐蚀是材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质。大多数的腐蚀发生在大气环境中，大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。盐雾腐蚀就是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。盐雾对金属材料表面的腐蚀是由于含有的氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应引起的。同时，氯离子含有一定的水合能，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氧化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面。

[0003] 盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备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。它分为二大类，一类为天然环境暴露试验，另一类为人工加速模拟盐雾环境试验。人工加速模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备——盐雾试验箱，在其容积空间内用人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。与天然环境相比，人工加速模拟盐雾环境的氯化物的盐浓度，可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍，使腐蚀速度大大提高，对产品进行盐雾试验，得出结果的时间也大大缩短。如在天然暴露环境下对某产品样品进行试验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模拟盐雾环境条件下试验，只要24小时，即可得到相似的结果。

[0004] 盐雾试验的目的是为了考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀质量，而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判，它的判定结果是否正确合理，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。盐雾试验结果的判定方法有：评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法。评级判定法是把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合平板样品进行评价；称重判定法是通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法，计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判，它特别适用于对某种金属耐腐蚀质量进行考核；腐蚀物出现判定法是一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法；腐蚀数据统计分析方法提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法，它主要用于分析、统计腐蚀情况，而不是具体用于某一具体产品的质量判定。

[0005] 影响盐雾试验结果的主要因素包括：试验温湿度、盐溶液的浓度、样品放置角度、盐溶液的pH值、盐雾沉降量和喷雾方式等。温度和相对湿度影响盐雾的腐蚀作用，金属腐蚀的临界相对湿度大约为70％，当相对湿度达到或超过这个临界湿度时，盐将潮解而形成导电性能良好的电解液。当相对湿度降低，盐溶液浓度将增加直至析出结晶盐，腐蚀速度相应降低；试验温度越高盐雾腐蚀速度越快。国际电工委员会IEC60355：1971《AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION》标准指出：“温度每升高10℃，腐蚀速度提高2～3倍，电解质的导电率增加10～20％”。这是因为温度升高，分子运动加剧，化学反应速度加快的结果，对于中性盐雾试验，大多数学者认为试验温度选在35℃较为恰当，如果试验温度过高，盐雾腐蚀机理与实际情况差别较大。盐溶液的浓度对腐蚀速度的影响与材料和覆盖层的种类有关，浓度在5％以下时，钢、镍、黄铜的腐蚀速度随浓度的增加而增加；当浓度大于5％时，这些金属的腐蚀速度却随着浓度的增加而下降，上述这种现象可以用盐溶液里的氧含量来解释，盐溶液里的氧含量与盐的浓度有关，在低浓度范围内，氧含量随盐浓度的增加而增加，但是，当盐浓度增加到5％时，氧含量达到相对的饱和，如果盐浓度继续增加，氧含量则相应下降；氧含量下降，氧的去极化能力也下降即腐蚀作用减弱；但，对于锌、镉、铜等金属，腐蚀速度却始终随着盐溶液浓度的增加而增加。样品的放置角度对盐雾试验的结果也有明显影响，盐雾的沉降方向是接近垂直方向的，样品水平放置时，它的投影面积最大，样品表面承受的盐雾量也最多，因此，腐蚀最严重；研究结果表明：钢板与水平线成45度角时，每平方米的腐蚀失重量为250g，钢板平面与垂直线平行时，腐蚀失重量为每平方米140g；GB/T2423.17‑93标准规定：“平板状样品的放置方法，应该使受试面与垂直方向成30度角。”盐溶液的pH值是影响盐雾试验结果的主要因素之一，pH值越低，溶液中氢离子浓度越高，酸性越强腐蚀性也越强，以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等电镀件的盐雾试验表明，盐溶液的pH值为3.0的醋酸盐雾试验(ASS)的腐蚀性比pH值为6.5～
7.2的中性盐雾试验(NSS)严酷1.5～2.0倍；由于受到环境因素的影响，盐溶液的pH值会发生变化，为此，国内外的盐雾试验标准对盐溶液的pH值范围都作了规定，并提出稳定试验过程中盐溶液pH值的办法，以提高盐雾试验结果的重现性。

[0006] 影响盐溶液pH值变化的原因和结果：1)引起盐雾试验过程中盐溶液pH值变化的根源主要来自空气中的可溶性物质，这些物质的性质可能不同，有些溶于水呈酸性，有些溶于水呈碱性；2)盐雾试验过程中，空气中的可溶性物质溶入盐溶液或从盐溶液里逸出的过程是一个可逆过程，溶入物质会使盐溶液的pH值降低，而逸出物质会使盐溶液pH值升高，降低率和升高率相等的同时，溶入速度大于逸出速度，将使盐溶液的pH值降低，反之，盐溶液的pH值升高，溶入和逸出速度相等，则pH值不变；3)影响盐溶液pH值变化的因素很多：例如空气中可溶性物质的性质和含量、压力、空气与盐溶液的接触面积和接触时间等，a.空气中可溶性物质的性质和含量：空气中含有CO2、SO2、NO2、H2S等，这些气体溶于水，则生成酸性物质，使水的pH值降低，空气中也可能存在碱性的尘埃颗粒，这些物质溶于水会使水的pH值升高；b.大气压力：气体在水中的溶解度与大气压力成正比，0℃时，1(atm)大气压力下，100ml的水中能溶解0.355g CO2，而在2(atm)大气压力下，100ml水能溶解0.670g CO2，当利用压缩空气喷雾时，由于大气压力增加，空气中CO2等酸性物质的溶解量增加，盐溶液的pH值降低，这个过程与喷雾后受温度下降而使CO2从盐溶液里逸出的过程恰恰相反；c.空气与盐溶液的接触面积和接触时间：喷雾使盐溶液变成直径为1～5μm微细颗粒的盐雾，接触面积增加，使得气体溶入液体或气体从液体中逸出的量都大大增加，当影响气体溶入液体和气体从液体中逸出的条件(例如压力，温度等)不变时，溶入和逸出速度最终将达到平衡状态，在达到平衡状态以前，随着时间的增加，溶入(或逸出)的量也将增加。

[0007] 盐雾试验中，盐雾的沉降量是关健的技术指标；目前的盐雾试验箱存在以下较大的缺点：1、沉降量通过手动调节气压或者流量，进行盐雾沉降量的控制；2、只能通过长时间的盐雾收集，通过观察量杯所收集到的盐水，人工读取沉降量；3、沉降量无法数字化记录；4、调节沉降量时，需要花较长的时间去验证。

[0008] 因此，提供一种自动测量沉降量的盐雾试验装置，通过增加自动称重机构，并通过标准的算法，实现盐雾试验箱进行试验时自动测量盐雾的沉降量，并数字化记录及显示于控制仪表中。

[0028] 本发明的自动测量沉降量的盐雾试验装置，包括喷雾塔、加热器、内箱、外箱、水泡塔、盐水箱、水泵和控制器；喷雾塔和加热器设置在内箱中，内箱通过焊接固定在外箱内；水泡塔、盐水箱和水泵设置在外箱内，水泡塔和水泵分别通过管道连接喷雾塔；控制器分别与喷雾塔、加热器、水泵和水泡塔连接；还包括盐雾收集和称量系统，包括漏斗、连接管道、量杯和精密天平；漏斗设置在内箱内，量杯设置在外箱内，通过连接管道相连接，量杯设置放在外箱内的精密天平上，精密天平与控制器连接。

[0029] 如图1所示，为本发明实施例1自动测量沉降量的盐雾试验箱的正面结构示意图；如图2所法，为本发明实施例1自动测量沉降量的盐雾试验箱的侧面结构示意图；本发明实施例1自动测量沉降量的盐雾试验箱包括漏斗101、连接管道102、量杯103、精密天平104、喷雾塔105、加热器106、内箱107、外箱108、水泡塔109和控制器110等；漏斗101位于内箱107内右侧，量杯103位于外箱108内右侧，漏斗101通过连接管道102与量杯103相连接，量杯103位于精密天平104上，精密天平104安装于外箱108下方；喷雾塔105位于内箱107中间，加热器
106位于内箱107下方；外箱108与内箱107焊接连接；水泡塔109位于外箱108右侧；控制器
110位于外箱108右侧上方。

[0030] 该自动测量沉降量的盐雾试验装置，包括喷雾塔105、加热器106、内箱107、外箱108、水泡塔109、盐水箱、水泵和控制器110；喷雾塔105设置在内箱107中部，加热器106设置在内箱107下部，内箱107通过焊接连接固定在外箱108内，内箱107设置在外箱108内一侧，内箱107与外箱108之间设有一定的空间；水泡塔109、盐水箱和水泵设置在内箱107外的外箱108内右侧(内箱107与外箱108之间)，水泡塔和水泵分别通过管道连接至内箱里的喷雾塔；控制器110设置在外箱108上方的一侧，分别与喷雾塔、加热器、水泵和水泡塔连接，对试验装置中的温度、湿度及盐雾量进行控制；喷雾塔105和加热器106分别用于箱内的盐雾及温度控制；还包括盐雾收集和称量系统，盐雾收集系统包括漏斗101、连接管道102、量杯103和精密天平104等；漏斗101设置在内箱107内右侧，量杯103设置在内箱107外的外箱108内(内箱107与外箱108之间)，漏斗101通过连接管道102与量杯103相连接，量杯103放置在精密天平104上，精密天平104设置在内箱107外的外箱108(内箱107与外箱108之间)底部，精密天平104与控制器110连接。精密天平104可为电子精密天平，精密天平104测量到的盐水重量数据直接传输到控制器110进行换算。控制器110为可编程控制器。内箱107中设置温度传感器和流量传感器，分别与控制器110连接，监测和控制内箱107中的温度和喷雾流量。

[0031] 水泡塔中设置纯净水和加热器，通过高压空气经管路将产生的水汽输送到喷雾塔，盐水箱中的盐水通过水泵和管道输送到喷雾塔，两者在喷雾塔内混合，通过高压空气形成雾状喷出。

[0032] 本发明实施例1自动测量沉降量的盐雾试验箱的操作流程如下：

[0033] 水泡塔内可放置纯净水以及加热器，通过控制器进行水泡塔内的水温控制，然后通过输入高压空气将水泡塔内的水汽传送到喷雾塔、水泡塔产生的水汽以及盐水桶的盐水一起在喷雾塔进行混合，在高压空气的作用下形成雾状从喷雾塔中喷出，通过漏斗101(常规的收集量杯)进行盐雾的收集；经过收集的盐水，通过连接管道102连接到箱外；流经连接管道102的盐水，在量杯103中进行收集；精密天平104进行重量的称重，再结合盐水的密度，通过控制器110对精密天平104测量的数据进行采集，分析换算，即可数字化显示盐雾的沉降量。

[0034] 本发明实施例1自动测量沉降量的盐雾试验箱，通过在盐雾试验箱增加一套测量装置，可实现盐雾试验箱的关健技术指标即盐雾沉降量的数字化显示及控制。

[0035] 以往的盐雾试验箱，经过第三方校准计量后，往往只能按照一个盐雾沉降量进行试验，而需要进行不同的试验标准的时候，同一个设备则不能进行对应的试验。而采用本发明的自动测量沉降量的盐雾试验箱，盐雾沉降量可实时显示，只需要计量校准一次，则可对应调整盐雾沉降量进行不同的试验要求。

[0036] 现有的盐雾箱的盐雾沉降量的指标是一个范围，如1～2ml/80cm2·h，指的是经过8小时以上的收集，量杯内的盐水的量在1～2ml即合格，不管8小时内的沉降量是否恒定。而采用本发明的自动测量沉降量的盐雾试验箱后，可实现沉降量的实时显示，再加以曲线对比，可实时监控喷雾过程是否连续均匀。

[0037] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种结构调整和器件更换，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴和保护范围之内。