本发明专利技术公开了一种防污抗空蚀多功能实验装置，属于涂层性能测试技术领域。目的是解决现有的测试方法无法模拟真实环境，测试数据偏离真实情况的问题，本发明专利技术主要由振动主机、驱动电源、支撑升降架、玻璃烧杯、恒温水箱、两个水泵、三个距离传感器和两个截止阀组成。振动主机安装在支撑升降架上，用于产生超声振动模拟空蚀，玻璃烧杯与恒温水箱相连，通过两个水泵、三个距离传感器和两个截止阀以及控制器完成实验的自动控制，实现一键控制，具有安全可靠的特点。本发明专利技术装置也可满足单独进行空蚀实验或者静态防污实验，具有多种功能。具有多种功能。具有多种功能。
【技术实现步骤摘要】
一种防污抗空蚀多功能实验装置
[0001]本专利技术属于涂层性能测试
技术介绍
[0002]空蚀，也称气蚀，是螺旋桨等水力机械过流部件的主要损伤形式。在空蚀、腐蚀、锈蚀等多种因素的作用下螺旋桨叶片表面大面积剥落，形成有突起和穴孔的蜂窝状表面，导致螺旋桨的使用寿命大为缩短、运行效率降低、振动加剧，给螺旋桨的安全可靠运行造成威胁。此外船舶入水后，海洋生物便开始在泵、船用螺旋桨和涡轮叶片等船体部位表面附着、繁殖生长，使得船体表面粗糙度增加，降低了螺旋桨等动力部件的做功效率。在过流部件表面涂覆有机涂层是一种有效的提高材料抗空蚀与防污效果的表面工程技术，有机涂层成本低、施工简单、涂层修复方便、抗空蚀效果好、空蚀过程可以有效地降低基体材料发生电化学腐蚀的可能性等优点，同时有些有机涂层也可以降低细菌粘附。
[0003]而目前有机涂层的抗空蚀研究仅通过超声波气蚀机进行研究，对有机涂层的防污性能研究是专门利用平板涂布法、涂层浸泡法进行研究。但是在实际应用场景中由于涂层被空蚀之后其表面粗糙度将变大，较大的粗糙度会给细菌提供较大的附着位点，从而对防污效果产生影响。另外有些防污有机涂层的防污机制是在涂层中添加了防污释放剂，而受到空化泡的冲击其防污释放剂是否被快速释放掉从而影响防污寿命都需要进一步探究。因此在针对抗空蚀与防污的耦合进行实验的实验装置才能够更加接近实际应用场景，但是针对抗空蚀与防污的耦合进行实验的实验装置在业内没有任何相关专利与文献报道。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种防污抗空蚀多功能实验装置，所采用的技术方案具体如下：
[0005]一种防污抗空蚀多功能实验装置，主要由振动主机1、驱动电源2、支撑升降架3、玻璃烧杯4、恒温水箱5、水泵Ⅰ6、水泵Ⅱ7、距离传感器Ⅰ8、距离传感器Ⅱ9、距离传感器Ⅲ10、截止阀Ⅰ11和截止阀Ⅱ12组成。
[0006]其中，振动主机1与驱动电源2由数据传输线所连接，驱动电源2通过数据传输线可向振动主机1提供电能、传输振动频率数据。振动主机1下方具有一个振动头，用于产生超声波振动；
[0007]振动主机1置于支撑升降架3的悬臂上，振动主机1下方的振动头设置在玻璃烧杯4中，烧杯底部放置一个底托，底托中心设有一个凹坑，该凹坑用来固定用于涂覆涂层的基底；支撑升降架3由驱动电环2供电，悬臂可进行竖直升降调节。
[0008]所述的玻璃烧杯4杯壁上有进水接头和回水接头Ⅰ，底部设有回水接头Ⅱ，回水接头Ⅱ和回水接头Ⅰ分别通过管道连接在回水管上，回水接头Ⅱ的水管上设有截止阀Ⅱ12，回水管上设有截止阀Ⅰ11；进水接头与进水管连接；进水管和回水管分别与恒温水箱5相连；恒温水箱5用于提供一定温度的菌液、藻液、蛋白质溶液的一种或几种。
[0009]在进水管和回水管上分别设置水泵Ⅰ6和水泵Ⅱ7，由驱动电源2供电，水泵Ⅰ6和水泵Ⅱ7优选为小型轴流水泵。
[0010]支撑升降架3的悬臂下方设置三个距离传感器，即距离传感器Ⅰ8、距离传感器Ⅱ9和距离传感器Ⅲ10；其中，距离传感器Ⅰ8测量其与底托的距离进而可调控空蚀头与涂层的距离，距离传感器Ⅱ9测量其与烧杯中水面距离，用于监控水面是否达到预设高度。距离传感器Ⅲ10测量其与水面的距离，监控菌液是否排除干净。
[0011]本专利技术还包含一个控制器控制逻辑如下：
[0012]1)距离传感器Ⅰ8开始测试距离传感器与底托距离，在设置的距离范围之外，支撑升降架3自动向下运动，直到满足设置的距离要求。
[0013]2)水泵Ⅰ6启动，同时截止阀Ⅰ11和截止阀Ⅱ12闭合，从恒温水箱5向玻璃烧杯4中注入菌液。
[0014]3)开启距离传感器Ⅱ9，测量其与烧杯内菌液水面的距离，直到达到设定值时，水泵Ⅱ7和截止阀Ⅰ11开启，向恒温箱内回流菌液，驱动电源2驱动振动主机1按照设定的振动频率工作，同时计时；
[0015]4)当计时器达到设定的时间后，关闭振动主机1，支撑升降架3恢复到初始值，水泵Ⅰ6停止工作，截止阀Ⅰ11关闭，截止阀Ⅱ12开启，开启水泵Ⅱ7，通过截止阀Ⅱ12所在的管道将烧杯内的菌液抽出到恒温水箱5。
[0016]5)开启距离传感器Ⅲ10，测量其与水面的距离，当满足设置的距离要求后，水泵Ⅱ7和截止阀Ⅱ12闭合，完成实验。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术能够进行抗空蚀与防污的耦合实验，更加的贴近真实情况下的涂层防污性能和抗空蚀效果的测试，能够获得更精确的实验参数。
[0019]本专利技术可满足进行空蚀实验的同时进行防污实验，同时满足试验一键控制，具有安全可靠的特点。
[0020]当然本专利技术装置也可满足单独进行空蚀实验或者静态防污实验，具有多种功能。
附图说明
[0021]图1为本专利技术装置结构示意图；
[0022]图2为本专利技术装置控制逻辑图。
具体实施方式
[0023]下面以具体实施例的形式对本专利技术技术方案做进一步解释和说明。
[0024]本实施例中一种防污抗空蚀多功能实验装置，主要由振动主机1、驱动电源2、支撑升降架3、玻璃烧杯4、恒温水箱5、水泵Ⅰ6、水泵Ⅱ7、距离传感器Ⅰ8、距离传感器Ⅱ9、距离传感器Ⅲ10、截止阀Ⅰ11和截止阀Ⅱ12组成。
[0025]其中，振动主机1与驱动电源2由数据传输线所连接，驱动电源2通过数据传输线可向振动主机1提供电能、传输振动频率数据。振动主机1下方具有一个振动头，该振动头通过强烈的超声波振动从而产生气泡，模拟空蚀现象。
[0026]振动主机1置于支撑升降架3的悬臂上，振动主机1下方的振动头设置在玻璃烧杯4
中，烧杯底部放置一个底托，底托中心设有一个凹坑，该凹坑用来固定用于涂覆涂层的基底，防止基底因为受到连续的空蚀其位置发生变动，影响空蚀实验效果；支撑升降架3由驱动电环2供电，悬臂可进行竖直升降调节，从而调控振动头与涂层的距离。
[0027]所述的玻璃烧杯4杯壁上有进水接头和回水接头Ⅰ，底部设有回水接头Ⅱ，回水接头Ⅱ和回水接头Ⅰ分别通过管道连接在回水管上，回水接头Ⅱ的水管上设有截止阀Ⅱ12，回水管上设有截止阀Ⅰ11；进水接头与进水管连接；进水管和回水管分别与恒温水箱5相连；恒温水箱5用于提供一定温度的菌液、藻液、蛋白质溶液的一种或几种，同时保证玻璃烧杯4内的液体一直处于某温度下，有效地降低了温度对空蚀的影响。
[0028]在进水管和回水管上分别设置水泵Ⅰ6和水泵Ⅱ7，由驱动电源2供电，水泵Ⅰ6和水泵Ⅱ7为小型轴流水泵，用于控制及调节菌液的流量，进而能模拟出不同流量对涂层防污能力的影响。
[0029]考虑到菌液的污染问题，同时在支撑升降架3的悬臂下方设置三个距离传感器，即距离传感器Ⅰ8、距离传感器Ⅱ9和距离传感器Ⅲ10；其中，距离传感器Ⅰ8测量其与底托的距离进而可调控空蚀头与涂层的距离，距离传感器Ⅱ9测量其与烧杯中水面距离，用于监控水面是否达到预设高度。距离传感器Ⅲ10测量其与水面的距离，监控菌液是否排除干净。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种防污抗空蚀多功能实验装置，其特征在于，该装置主要由振动主机(1)、驱动电源(2)、支撑升降架(3)、玻璃烧杯(4)、恒温水箱(5)、水泵Ⅰ(6)、水泵Ⅱ(7)、距离传感器Ⅰ(8)、距离传感器Ⅱ(9)、距离传感器Ⅲ(10)、截止阀Ⅰ(11)和截止阀Ⅱ(12)组成；其中，振动主机(1)与驱动电源(2)由数据传输线所连接，驱动电源(2)通过数据传输线可向振动主机(1)提供电能、传输振动频率数据；振动主机(1)下方具有一个振动头，用于产生超声波振动；振动主机(1)置于支撑升降架(3)的悬臂上，支撑升降架(3)由驱动电环(2)供电，悬臂可进行竖直升降调节；振动主机(1)下方的振动头设置在玻璃烧杯(4)中，玻璃烧杯(4)底部放置一个底托，玻璃烧杯(4)杯壁上有进水接头和回水接头Ⅰ，底部设有回水接头Ⅱ，回水接头Ⅱ和回水接头Ⅰ分别通过管道连接在回水管上，回水接头Ⅱ的水管上设有截止阀Ⅱ(12)，回水管上设有截止阀Ⅰ(11)；进水接头与进水管连接；进水管和回水管分别与恒温水箱(5)相连；恒温水箱(5)用于提供一定温度的菌液、藻液、蛋白质溶液的一种或几种；在进水管和回水管上分别设置水泵Ⅰ(6)和水泵Ⅱ(7)，由驱动电源(2)供电；支撑升降架(3)的悬臂下方设置三个距离传感器，即距离传感器Ⅰ(8)、距离...
【专利技术属性】
技术研发人员：田丽梅，田伟，徐浩然，于海涛，李百容，
申请(专利权)人：吉林大学威海仿生研究院，
类型：发明
国别省市：
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