本发明专利技术公开了出土饱水木质文物溶液热浸渗透置换装置。不锈钢容器的两侧壁分别设有流体均布器，不锈钢容器内设有温度传感器、液位传感器，不锈钢容器底部设有称重传感器，不锈钢容器外设有电加热丝，称重传感器上设有不锈钢网笼，两个流体均布器通过溶液泵相连接，称重传感器、温度传感器、液位传感器分别与可编程控制器相连接，可编程控制器与可控硅电路和电加热丝依次连接。溶液泵和流体均布器使不锈钢容器中的溶液循环流动，可编程控制器根据温度和液位传感器测得的温度和液位信号，控制电加热丝的加热量、溶液温度和浓度，同时实现实时监测木质文物的质量。本发明专利技术可以用于木质文物冻干前的ＰＥＧ溶液热浸渗透过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种出土饱水木质文物溶液热浸渗透置换装置。
技术介绍
出土饱水木质文物的长期保存对于文物的考古研究和博物馆展览都具有十分重 要的意义，其在进行长期保存前必须进行脱水干燥处理。传统的热风烘干技术会引起木质 文物产生开裂，变形等损害。采用冷冻干燥技术可以有效的解决这一问题，冷冻干燥技术是 指将经过物理、化学等预处理的物料在低温下冷冻，其后物料中的自由水和结合水在真空 环境中经升华和解析脱去的干燥过程，该技术已经在国内外饱水木质文物的保存中得到较 广泛的应用。饱水木质文物冷冻干燥前必须使用填充材料(如聚乙二醇等)进行预处理，将饱 水木质文物中的水分采用某种稳定剂置换，加固木质文物的细胞壁，以便木质文物在预冻 时不会因木材内冰的体积膨胀而导致损坏，并增强其脱水后的强度和稳定性。目前的预处理步骤是将木质文物洗净后依次浸置于梯度浓度的PEG2000水溶液 中，溶液温度由室温逐渐上升至50 65°C，待达到渗透平衡后再更换高一级浓度溶液，直 至最后达到完全置换，再取出文物，用热水毛巾清楚文物表面的PEG溶液，送冻干机冻干箱 中进行预冻。为确定木质文物在每一级溶液浓度是否达到渗透平衡，需视文物的尺寸质量 情况，每隔一定时间将木质文物取出测定其浸渗程度，测定方法可选择硫氰酸钴紫外光法、 粘度比较法或重量法。为节省材料、能源和时间，也可以将较低浓度(10-20% )的PEG200溶液直接边渗 透边浓缩，随着水分的逐渐蒸发，经检测最后达到设定的PEG浓度。这种工艺较简单易行， 但较难确定溶液中与进入器物内部的PEG之间的量化关系。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种出土饱水木质文物溶液热浸渗透置换装置。出土饱水木质文物溶液热浸渗透置换装置包括不锈钢容器、溶液泵、两个流体均 布器、称重传感器、不锈钢网笼、温度传感器、液位传感器、可编程控制器、可控硅电路和电 加热丝；不锈钢容器的两侧壁分别设有流体均布器，不锈钢容器内设有温度传感器、液位传 感器，不锈钢容器底部设有称重传感器，不锈钢容器外设有电加热丝，称重传感器上设有不 锈钢网笼，两个流体均布器通过溶液泵相连接，称重传感器、温度传感器、液位传感器分别 与可编程控制器相连接，可编程控制器与可控硅电路和电加热丝依次连接。所述的可编程控制器包括中央处理单元、温度测量扩展模块、模拟量I/O扩展输 入模块和模拟量I/O扩展输出模块。中央处理单元的端口 N接220V交流电压一端；中央处 理单元的端口 Ll接220V交流电压另一端；中央处理单元的端口 M分别与温度测量扩展模 块、模拟量I/O扩展输入模块和模拟量I/O扩展输出模块的端口 M相连接；中央处理单元的端口 L+分别与温度测量扩展模块、模拟量I/O扩展输入模块和模拟量I/O扩展输出模块的 端口 L+相连接；温度测量扩展模块的端口 A+和端口 a+与温度信号的一端相连接；温度测 量扩展模块的端口 A-和端口 a-与温度信号的另一端相连接；模拟量I/O扩展输入模块的 端口 A+与液位信号的一端相连接；模拟量I/O扩展输入模块的端口 A-与液位信号的另一 端相连接；模拟量I/O扩展输入模块的端口 B+与质量信号的一端相连接；模拟量I/O扩展 输入模块的端口 B-与质量信号的另一端相连接；模拟量I/O扩展输出模块的端口 MO与可 控硅电路的端口CDM相连接；模拟量I/O扩展输出模块的端口 VO与可控硅电路的端口 CON 相连接；可控硅电路的端口 b和端口 c共同与220V交流电的一端相连接；可控硅电路的端 口 a和端口 d共同与电加热丝一端相连接；电加热丝另一端与220V交流电的另一端相连 接。本专利技术采用加热控温和液位测量装置，通过加热蒸发水分的方式实现自动逐步增 加不锈钢容器内渗透溶液浓度，从而可以节约使用PEG溶液材料，并节省逐次将木质文物 取出再渗透到更高一级浓度溶液的步骤。本专利技术通过一个溶液泵实现不锈钢容器内溶液的流动，利于木质文物的热浸渗 透，同时采用两个均布器使容器内溶液的流动均勻平缓，减小流体流动对于木质文物重量测量产生影响。通过本专利技术装置，将木质文物放在可调节尺寸的不锈钢网笼中，再置于称重传感 器上，可以实时检测木质文物的质量，从而得到木质文物渗透程度与溶液浓度，温度和时间 的关系。适用于出土饱水木质文物冷冻干燥的溶液预处理过程。附图说明图1是出土饱水木质文物溶液热浸渗透置换装置结构示意图。图2是本专利技术不锈钢容器电加热丝布置图。图3是本专利技术流体均布器流道布置示意图。图4是本专利技术可编程控制器和可控硅电路的流程示意图。图5是本专利技术可编程控制器和可控硅电路的电路图。图中不锈钢容器1、溶液泵2、流体均布器3、称重传感器4、不锈钢网笼5、温度传 感器6、液位传感器7、可编程控制器8、可控硅电路9、电加热丝10、中央处理单元11、温度 测量扩展模块12、模拟量I/O扩展输入模块13、模拟量I/O扩展输出模块14。具体实施例方式如附图1所示出土饱水木质文物溶液热浸渗透置换装置包括不锈钢容器1、溶液 泵2、两个流体均布器3、称重传感器4、不锈钢网笼5、温度传感器6、液位传感器7、可编程 控制器8、可控硅电路9和电加热丝10 ；不锈钢容器1的两侧壁分别设有流体均布器3，不 锈钢容器1内设有温度传感器6、液位传感器7，不锈钢容器1底部设有称重传感器4，不锈 钢容器1外设有电加热丝10，称重传感器4上设有不锈钢网笼5，两个流体均布器3通过溶 液泵2相连接，称重传感器4、温度传感器6、液位传感器7分别与可编程控制器8相连接， 可编程控制器8与可控硅电路9和电加热丝10依次连接。所述的可编程控制器8包括中央处理单元11、温度测量扩展模块12、模拟量I/O扩展输入模块13和模拟量I/O扩展输出模块14。中央处理单元11的端口 N接220V交流 电压一端；中央处理单元11的端口 Ll接220V交流电压另一端；中央处理单元11的端口 M 分别与温度测量扩展模块12、模拟量I/O扩展输入模块13和模拟量I/O扩展输出模块14 的端口 M相连接；中央处理单元11的端口 L+分别与温度测量扩展模块12、模拟量I/O扩 展输入模块13和模拟量I/O扩展输出模块14的端口 L+相连接；温度测量扩展模块12的 端口 A+和端口 a+与温度信号的一端相连接；温度测量扩展模块12的端口 A-和端口 a-与 温度信号的另一端相连接；模拟量I/O扩展输入模块13的端口 A+与液位信号的一端相连 接；模拟量I/O扩展输入模块13的端口 A-与液位信号的另一端相连接；模拟量I/O扩展输入模块13的端口 B+与质量信号的一端相连接；模拟量I/O扩展输入模块13的端口 B-与 质量信号的另一端相连接；模拟量I/O扩展输出模块14的端口 MO与可控硅电路9的端口 CDM相连接；模拟量I/O扩展输出模块14的端口 VO与可控硅电路9的端口 CON相连接；可 控硅电路9的端口 b和端口 c共同与220V交流电的一端相连接；可控硅电路9的端口 a和 端口 d共同与电加热丝10 —端相连接；电加热丝10另一端与220V交流电的另一端相连 接。采用220V交流电为中央处理单元供电；温度测量扩展模块、模拟量I/O扩展输入模块 和模拟量I/O扩展输出模块所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种出土饱水木质文物溶液热浸渗透置换装置，其特征在于包括不锈钢容器（１）、溶液泵（２）、两个流体均布器（３）、称重传感器（４）、不锈钢网笼（５）、温度传感器（６）、液位传感器（７）、可编程控制器（８）、可控硅电路（９）和电加热丝（１０）；不锈钢容器（１）的两侧壁分别设有流体均布器（３），不锈钢容器（１）内设有温度传感器（６）、液位传感器（７），不锈钢容器（１）底部设有称重传感器（４），不锈钢容器（１）外设有电加热丝（１０），称重传感器（４）上设有不锈钢网笼（５），两个流体均布器（３）通过溶液泵（２）相连接，称重传感器（４）、温度传感器（６）、液位传感器（７）分别与可编程控制器（８）相连接，可编程控制器（８）与可控硅电路（９）和电加热丝（１０）依次连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张绍志，徐梦洁，陈光明，卢衡，
申请(专利权)人：浙江大学，浙江省博物馆，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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