一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体制造技术

本发明专利技术涉及一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，降雨系统在电控配电系统的控制下模拟降雨情景，风系统在电控配电系统的控制下模拟刮风情景，能够模拟不同风速、降雨强度环境条件，实现足尺试样或较大尺度试验在舱体模拟不同赋存冬季环境条件，最大程度的利用设备较准确地仿真或还原冬季气候条件，全面揭示试样在不同冬季条件环境的侵蚀作用机制，量化捕捉试样侵蚀病害发育、材料老化失效全过程。材料老化失效全过程。材料老化失效全过程。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体


[0001]本专利技术涉及环境试验技术及文物保护
，特别是涉及一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体。

技术介绍

[0002]中国境内石窟寺与土遗址等不可移动文物种类丰富、数量繁多，生动再现了中华文明的发展历程，是中国物质文化遗产中十分重要的实物资料和艺术瑰宝。长期以来，中国在石窟寺、壁画、土遗址等文物保护领域的研究处于抢救性保护阶段。随着中国研究机构的科研投入和科学管理，部分遗址逐渐由抢救性保护阶段向预防性保护阶段转变，取得了众多研究成果。但由于试验条件的限制，无法实现真实环境的足尺、多因素耦合的环境模拟试验，阻碍了文物病害机理、材料老化和措施有效评价研究、保护技术的推广和应用。
[0003]近年来，学界更多关注赋存环境与遗址病害发育过程、材料老化、加固措施有效性评价的研究，特别是风沙、降雨环境对遗址影响更为显著，更多研究还处于对小型试验或现场不均衡模拟实验，无法实现刮风、降雨条件室外文物面临风沙侵蚀、雨水冲蚀、渗透、软化、干缩开裂等多因素耦合和尺寸效应影响，室内小型试验和现场非标准模拟实验结果与实际情况差异较大，足尺仿真物理模拟实验刚刚起步，特别是强降雨作用下遗址全生命周期损伤状态测试方法、模型构建、量化表征等相关工作均未开展，很大程度上，自然界中降雨因子受降雨强度、降雨时长、雨滴速度、雨滴大小、风速等因素的影响，过程中以上变量均不可控，时间更不可控，实验不可重复，每种因素均对破坏方式与程度有一定影响。因此，急需一种能够模拟足尺试验在不同风雨环境条件，特别是可重复可控制的风雨强度作用下捕捉试样病害发生、发展过程、保护措施失效和材料耐久性评估的装置，对进一步研究病害特征与赋存环境关系、雨水冲蚀和风磨蚀循环作用下遗址劣化机制以及保护材料与工艺适用性和耐久性研究具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，能够模拟不同风速、降雨强度环境条件，实现足尺试样或较大尺度试验在舱体模拟不同赋存冬季环境条件。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，所述装置包括：风雨舱、降雨系统、风系统和电控配电系统；
[0007]所述风雨舱为密闭腔体，降雨系统和风系统均设置在风雨舱的内部；
[0008]降雨系统与电控配电系统连接，降雨系统用于在电控配电系统的控制下模拟降雨情景；
[0009]风系统与电控配电系统连接，风系统用于在电控配电系统的控制下模拟刮风情景。
[0010]可选的，所述降雨系统包括：电机、可移动的降雨机构和多组降雨喷头；
[0011]多组降雨喷头均设置在可移动的降雨机构上；
[0012]每组降雨喷头包括4个大小不同的喷头，4个大小不同的喷头分别用于模拟4种不同的降雨量；
[0013]所述可移动的降雨机构的驱动端与电机的驱动轴连接。
[0014]可选的，所述可移动的降雨机构包括：方形钢桁架、圆柱钢桁架、多个钢桁架支架、多个导轨、多个降雨头连接板和多个限位开关组；
[0015]每个钢桁架支架的两端分别连接方形钢桁架和圆柱钢桁架；多个导轨分别一一对应地设置在多个钢桁架支架上，多个降雨头连接板分别一一对应地设置在多个导轨上，多组降雨喷头分别一一对应地设置在多个降雨头连接板上；
[0016]多个限位开关组分别一一对应地设置在多个导轨上；每个限位开关组包括两个限位开关，每个限位开关组中的两个限位开关分别设置在一个导轨的两端；
[0017]每个降雨头连接板可移动的设置在导轨上；
[0018]多个降雨头连接板的驱动端均与电机的驱动轴连接，降雨头连接板用于在电机的驱动下带动降雨喷头在导轨上移动。
[0019]可选的，所述风系统包括：轴流风机、风速传感器和可移动升降架；
[0020]轴流风机设置在可移动升降架上；风速传感器设置在轴流风机的出风口处；
[0021]轴流风机与电控配电系统连接，所述轴流风机用于按照电控配电系统预设的风速值产生气流；
[0022]所述可移动升降架用于调节轴流风机的高度，模拟不同的来风角度；
[0023]风速传感器的信号输入端与电控配电系统连接，电控配电系统用于获取风速传感器测量的轴流风机出风口的气流的风速，并根据测量的风速控制所述轴流风机产生的气流的风速，进而模拟风速。
[0024]可选的，所述风雨舱包括：舱板、墙体、舱门和顶棚；
[0025]舱板设置在墙体的内壁上；
[0026]所述舱板包括内层舱板、保温板和外层舱板；保温板设置在内层舱板和外层舱板之间。
[0027]可选的，所述装置还包括：空调系统；
[0028]所述空调系统包括空调箱和间冷系统；
[0029]空调箱和间冷系统均与电控配电系统连接，所述电控配电系统用于控制空调箱和间冷系统使风雨舱内部的温度调节至预设温度。
[0030]可选的，所述间冷系统包括：一次侧制冷回路、蒸发器和二次侧制冷回路；
[0031]所述一次侧制冷回路的两端与蒸发器的一次侧盘管的两端首尾连接；
[0032]所述二次侧制冷回路的空气进风口和空气出风口分别与风雨舱连接，所述二次侧制冷回路的制冷剂出口和制冷剂入口分别与蒸发器的二次侧盘管的两端连接；
[0033]所述一次侧制冷回路与电控配电系统连接，所述一次侧制冷回路用于产生低温制冷剂液体，并将所述低温制冷剂液体按照所述电控配电系统控制的低温制冷剂流量传输至蒸发器的一次侧盘管；
[0034]所述二次侧制冷回路与电控配电系统连接，所述二次侧制冷回路用于与风雨舱进
行热交换，输出高温制冷剂，并将高温制冷剂按照所述电控配电系统控制的高温制冷剂流量传输至蒸发器的二次侧盘管；
[0035]所述蒸发器的二次侧盘管用于将蒸发器的二次侧盘管中的高温制冷剂与蒸发器的一次侧盘管中的低温制冷剂液体进行热交换，降低蒸发器的二次侧盘管中的高温制冷剂的温度，并将降低温度后的高温制冷剂传输至所述二次侧制冷回路。
[0036]可选的，所述一次侧制冷回路包括：压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、第一温度传感器和第一制冷剂；
[0037]压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器的一次侧盘管依次首尾连接；第一温度传感器设置在蒸发器的一次侧盘管上；
[0038]所述第一温度传感器的信号输出端与电控配电系统连接，所述电控配电系统用于根据所述第一温度传感器测量的蒸发器的一次侧盘管的温度输出一次侧制冷剂流量控制指令；
[0039]所述压缩机用于将蒸汽状态下的第一制冷剂加速后转化为高温高压的液体制冷剂；
[0040]所述冷凝器用于释放高温高压的液体制冷剂的热量，获得低温高压的液体制冷剂；
[0041]所述电子膨胀阀的控制端与电控配电系统连接，所述电子膨胀阀的输出端与蒸发器的一次侧盘管的一端连接，所述电子膨胀阀用于对低温高压的液体制冷剂进行降压，根据电控配电系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，其特征在于，所述装置包括：风雨舱、降雨系统、风系统和电控配电系统；所述风雨舱为密闭腔体，降雨系统和风系统均设置在风雨舱的内部；降雨系统与电控配电系统连接，降雨系统用于在电控配电系统的控制下模拟降雨情景；风系统与电控配电系统连接，风系统用于在电控配电系统的控制下模拟刮风情景。2.根据权利要求1的模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，其特征在于，所述降雨系统包括：电机、可移动的降雨机构和多组降雨喷头；多组降雨喷头均设置在可移动的降雨机构上；每组降雨喷头包括4个大小不同的喷头，4个大小不同的喷头分别用于模拟4种不同的降雨量；所述可移动的降雨机构的驱动端与电机的驱动轴连接。3.根据权利要求2的模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，其特征在于，所述可移动的降雨机构包括：方形钢桁架、圆柱钢桁架、多个钢桁架支架、多个导轨、多个降雨头连接板和多个限位开关组；每个钢桁架支架的两端分别连接方形钢桁架和圆柱钢桁架；多个导轨分别一一对应地设置在多个钢桁架支架上，多个降雨头连接板分别一一对应地设置在多个导轨上，多组降雨喷头分别一一对应地设置在多个降雨头连接板上；多个限位开关组分别一一对应地设置在多个导轨上；每个限位开关组包括两个限位开关，每个限位开关组中的两个限位开关分别设置在一个导轨的两端；每个降雨头连接板可移动的设置在导轨上；多个降雨头连接板的驱动端均与电机的驱动轴连接，降雨头连接板用于在电机的驱动下带动降雨喷头在导轨上移动。4.根据权利要求1的模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，其特征在于，所述风系统包括：轴流风机、风速传感器和可移动升降架；轴流风机设置在可移动升降架上；风速传感器设置在轴流风机的出风口处；轴流风机与电控配电系统连接，所述轴流风机用于按照电控配电系统预设的风速值产生气流；所述可移动升降架用于调节轴流风机的高度，模拟不同的来风角度；风速传感器的信号输入端与电控配电系统连接，电控配电系统用于获取风速传感器测量的轴流风机出风口的气流的风速，并根据测量的风速控制所述轴流风机产生的气流的风速，进而模拟风速。5.根据权利要求1的模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，其特征在于，所述风雨舱包括：舱板、墙体、舱门和顶棚；舱板设置在墙体的内壁上；所述舱板包括内层舱板、保温板和外层舱板；保温板设置在内层舱板和外层舱板之间。6.根据权利要求1的模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，其特征在于，所述装置还包括：空调系统；所述空调系统包括空调箱和间冷系统；
空调箱和间冷系统均与电控配电系统连接，所述电控配电系统用于控制空调箱和间冷系统使风雨舱内部的温度调节至预设温度。7.根据权利要求6的模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，其特征在于，所述间冷系统包括：一次侧制冷回路、蒸发器和二次侧制冷回路；所述一次侧制冷回路的两端与蒸发器的一次侧盘管的两端首尾连接；所述二次侧制冷回路的空气进风口和空气出风口分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭青林，裴强强，王彦武，张博，余静，朱晶，赵国靖，黄井镜，李庆，张鹏，
申请(专利权)人：上海佐竹冷热控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：