浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置及方法，所述装置包括：试验架、至少一个浮空器囊体材料试件和气象站；浮空器囊体材料试件内部具有预设容积，悬置于试验架内，每一浮空器囊体材料试件的表面均安装有充/排气阀和压差传感器，每一浮空器囊体材料试件的内部均安装有温湿度传感器，充/排气阀、压差传感器和温湿度传感器均与气象站连接，气象站包括工控机，工控机通过充/排气阀和压差传感器将浮空器囊体材料试件内部压力维持在设定的范围内。该装置既能够模拟囊体材料受到的气压载荷，又能够模拟不同的辐照角度，更准确地模拟了浮空器囊体材料及其接缝在实际使用中的自然老化情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料自然老化
，尤其涉及一种浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置及方法。
技术介绍
浮空器囊体材料是一种高分子多层复合材料，在使用过程中不可避免的暴露于或间接的暴露于自然环境中，在受到光、热、氧、水等因素的综合作用下，材料本身以及其接缝的性能会不断恶化，使用寿命逐渐缩短。若要保证产品耐自然界的风吹、日晒、雨淋，就必须通过自然老化或实验室加速老化的方法对产品进行相关的测试，以检验与研究环境对材料及产品的影响程度、了解影响机理，进而对环境影响提出防护措施，以便在研发新材料、新产品时对其生产、储存及使用过程进行质量控制。目前，国内外标准组织均制订了近千条材料自然老化和人工加速老化测试方法的相关标准,以考察材料的老化。自然老化通过直接利用自然环境中的光、水、温度等因素对试样的作用而研究和记录各种材料性质变化结果，由于其试验条件真实的反映了试件实际使用环境中的部分条件，所以自然老化试验结果与实际使用中产生的结果之间一致性好、相关性好。这种试验己被公认是考核各类高分子材料环境适应性和可靠性的最重要、最早采用的、最真实、现在还广泛使用的方法。试件的自然老化首先必须考虑产品最终的使用环境在哪里，是沙漠还是水面，以及对产品的外观、使用性能等的要求；其次试件必须按照相应建议的曝晒标准选择合适的露天放置地点以及当地的气候、环境、污染等会影响测试结果的老化因素；再次，需要考虑试件的大小、摆放位置、朝向与水平面的角度等因素。当前，对于浮空器囊体材料这类高分子材料的自然老化一般采用无背板曝晒或背板曝晒方法，样件的形状一般为平面矩形。在真实使用中，浮空器为保持形状，其气囊内气体的压力会高于外界大气压力，因此浮空器囊体材料在真实使用中会承受一定气压载荷，气压载荷作用产生的应力会影响囊体材料的自然老化性能，而目前的自然老化方法最大缺点是无法反应这种气压载荷的作用。其次，一般浮空器均为旋成体，在真实使用中，一些部位如腹部、左右尾翼下表面，一直处于阳光无法直接辐照而又受到地表辐照的工况，目前的老化方法尚未考虑此种工况。再次，目前尚缺乏对浮空器囊体材料加工成相应结构的接缝的自然老化方法。鉴于此，如何提供一种既能够模拟囊体材料受到的气压载荷，又能够模拟不同辐照工况的自然老化的浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置及方法，成为当前需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置及方法，既能够模拟囊体材料受到的气压载荷，又能够模拟不同辐照工况，更准确地模拟了浮空器囊体材料及其接缝在真实使用环境下的自然老化情况。第一方面，本专利技术提供一种浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置，包括：试验架、至少一个浮空器囊体材料试件和气象站；所述浮空器囊体材料试件悬置于所述试验架内，所述气象站安装在所述试验架背离太阳的一侧，每一浮空器囊体材料试件的表面均安装有充/排气阀和压差传感器，每一浮空器囊体材料试件的内部均安装有温湿度传感器，所述充/排气阀、所述压差传感器和所述温湿度传感器均与所述气象站连接。可选地，所述气象站，包括：工控机、雨量传感器、风速及温湿度传感器和辐照计；所述工控机，与所述雨量传感器、所述风速及温湿度传感器、所述辐照计、所述充/排气阀、所述压差传感器和所述温湿度传感器分别连接，用于通过所述充/排气阀控制所述浮空器囊体材料试件内部的压力使其保持在预设范围内，以及记录自然老化试验各时间点对应试验环境的降雨量、风速、温湿度、太阳辐射照度和地面辐射照度、以及各时间点对应的所述浮空器囊体材料试件内部的温湿度和所述浮空器囊体材料试件内部与外部试验环境的压力差。可选地，所述气象站，还包括：与所述工控机连接的太阳能电池及蓄电池，所述太阳能电池将采集的能量通过所述蓄电池存储，以为所述工控机供电。可选地，所述浮空器囊体材料试件为具有预设容积的旋成体试件。可选地，所述浮空器囊体材料试件，包括下述的一种或多种：圆柱形试件、椭球形试件和圆球形试件。可选地，所述浮空器囊体材料试件由单一材料加工而成、或由多种材料通过不同工艺的接缝连接加工而成。可选地，所述不同工艺的接缝，包括：平直缝、T型缝和/或弧形缝。可选地，所述试验架，包括：支架和安装在所述支架上试件安装结构；所述浮空器囊体材料试件通过所述试件安装结构悬置于所述试验架内。可选地，所述试验架放置于不同的曝晒环境和不同的地表辐照环境中。第二方面，本专利技术提供一种基于上述浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置的浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验方法，包括：将单一浮空器囊体材料加工成浮空器囊体材料试件或将不同浮空器囊体材料通过不同工艺的接缝连接加工成浮空器囊体材料试件；在试验架放置于不同的曝晒环境和不同的地表辐照环境时，工控机通过充/排气阀控制浮空器囊体材料试件内部的压力使其保持在预设范围内，以及记录自然老化试验各时间点对应试验环境的降雨量、风速、温湿度、太阳辐射照度和地面辐射照度、以及各时间点对应的浮空器囊体材料试件内部的温湿度和浮空器囊体材料试件内部与外部试验环境的压力差。由上述技术方案可知，本专利技术的浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置及方法，通过同时模拟真实使用环境中囊体材料受到的气压载荷和不同地表环境(曝晒环境和地表辐照环境)，更准确地模拟了浮空器囊体材料及其接缝在真实使用环境下的自然老化情况。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的一种基于图1所示浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置的浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验方法的流程示意图；附图标记：1、试验架；11、支架；12、试件安装结构；2、浮空器囊体材料试件；21、圆柱形试件；22、椭球形试件；23、圆球形试件；211、平直接缝；212、T型接缝；213、弧形接缝；3、充/排气阀；4、气象站；41、太阳能电池及蓄电池；42、雨量传感器；43、工控机；44、风速及温湿度传感器；45、辐照计；5、压差传感器；6、温湿度传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置，其特征在于，包括：试验架、至少一个浮空器囊体材料试件和气象站；所述浮空器囊体材料试件悬置于所述试验架内，所述气象站安装在所述试验架背离太阳的一侧，每一浮空器囊体材料试件的表面均安装有充/排气阀和压差传感器，每一浮空器囊体材料试件的内部均安装有温湿度传感器，所述充/排气阀、所述压差传感器和所述温湿度传感器均与所述气象站连接。

【技术特征摘要】
1.一种浮空器囊体材料及其接缝自然老化试验装置，其特征在
于，包括：试验架、至少一个浮空器囊体材料试件和气象站；
所述浮空器囊体材料试件悬置于所述试验架内，所述气象站安装
在所述试验架背离太阳的一侧，每一浮空器囊体材料试件的表面均安
装有充/排气阀和压差传感器，每一浮空器囊体材料试件的内部均安
装有温湿度传感器，所述充/排气阀、所述压差传感器和所述温湿度
传感器均与所述气象站连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气象站，包括：
工控机、雨量传感器、风速及温湿度传感器和辐照计；
所述工控机，与所述雨量传感器、所述风速及温湿度传感器、所
述辐照计、所述充/排气阀、所述压差传感器和所述温湿度传感器分
别连接，用于通过所述充/排气阀控制所述浮空器囊体材料试件内部
的压力使其保持在预设范围内，以及记录自然老化试验各时间点对应
试验环境的降雨量、风速、温湿度、太阳辐射照度和地面辐射照度、
以及各时间点对应的所述浮空器囊体材料试件内部的温湿度和所述
浮空器囊体材料试件内部与外部试验环境的压力差。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气象站，还包
括：与所述工控机连接的太阳能电池及蓄电池，所述太阳能电池将采
集的能量通过所述蓄电池存储，以为所述工控机供电。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浮空器囊体材
料试件为具有预设容积的旋成体试件。
5.根据权利要求4所述的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂营，王生，吕静，张远平，高衡，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11