專利名稱：積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于積冰凍雨環(huán)境試驗(yàn)領(lǐng)域，涉及一種可進(jìn)行積冰凍雨試驗(yàn)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
凍雨也叫雨凇，凍雨在溫度低于零度的物體上凍結(jié)并形成積冰后能壓斷電線，造成供電和通信中斷，嚴(yán)重的凍雨甚至?xí)核课?，壓斷樹木，凍死農(nóng)作物和蔬菜。另外，凍雨災(zāi)害對交通運(yùn)輸造成的損失也很嚴(yán)重，飛機(jī)在有過冷水滴的云層中飛行時(shí)，飛機(jī)的機(jī)翼、螺旋槳會積冰，從而影響飛機(jī)空氣動力性能而造成失事。通常，對于暴露在積冰/凍雨環(huán)境下的產(chǎn)品而言，積冰/凍雨可能導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生相應(yīng)的物理和化學(xué)效應(yīng)，影響產(chǎn)品的可靠性和工作新能，甚至造成產(chǎn)品發(fā)生故障或損壞。因此，需要進(jìn)行積冰凍雨環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)(設(shè)備)的研制，以對暴露在積冰/凍雨環(huán)境下的產(chǎn)品提前進(jìn)行積冰/凍雨環(huán)境試驗(yàn)，從而提高產(chǎn)品的可靠性?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于提供一種積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可確定產(chǎn)品能否耐受積冰/凍雨的環(huán)境，或者能否在積冰/凍雨的環(huán)境下工作，以便對產(chǎn)品進(jìn)行有針對性的改進(jìn)，從而提聞廣品的可罪性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)積冰凍雨試驗(yàn)包括箱體；升降轉(zhuǎn)臺，設(shè)置在箱體的下部，用于放置受試樣品，并能夠上下升降和旋轉(zhuǎn)；儲水箱，儲存積冰凍雨試驗(yàn)所需的噴淋水；噴淋水供應(yīng)管，連接到儲水箱；多個(gè)噴嘴，布置在受試樣品的上方和四周，儲水箱中的噴淋水通過噴淋水供應(yīng)管供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴；高壓氣源，產(chǎn)生預(yù)定壓力的氣體；供氣管，連接到高壓氣源，高壓氣源產(chǎn)生的氣體通過供氣管供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴；箱體內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在箱體中，調(diào)節(jié)箱體內(nèi)部溫度達(dá)到預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度，其中，通過供氣管供應(yīng)的氣體與通過噴淋水供應(yīng)管供應(yīng)的噴淋水在所述多個(gè)噴嘴會和，使得噴嘴噴淋的水被霧化，霧化的水均勻覆蓋到受試樣品的表面，在所述預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度下對受試樣品進(jìn)行積冰凍雨試驗(yàn)。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括噴淋水流量計(jì)，設(shè)置在噴淋水供應(yīng)管上，檢測噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量；噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在噴淋水供應(yīng)管上，調(diào)節(jié)噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量；控制器，根據(jù)噴淋水流量計(jì)測量的噴淋水流量，來控制噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置對噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量達(dá)到預(yù)定的噴淋水流量。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括一分多供水連通器，連接到噴淋水供應(yīng)管的進(jìn)水口 ；多合一供水連通器，連接到噴淋水供應(yīng)管的出水口 ；多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管，并聯(lián)連接在一分多供水連通器和多合一供水連通器之間；多個(gè)噴淋水分開關(guān)，每個(gè)噴淋水分開關(guān)設(shè)置在每個(gè)噴淋水供應(yīng)分管上，分別控制每個(gè)噴淋水供應(yīng)分管的打開/關(guān)閉，其中，從噴淋水供應(yīng)管的進(jìn)水口引入的噴淋水通過一分多供水連通器被分流到多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管中，多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管中的噴淋水被匯流到多合一供水連通器，然后通過噴淋水供應(yīng)管的出水口被引導(dǎo)至所述多個(gè)噴嘴，以對受試樣品進(jìn)行噴淋。所述多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管的橫截面積可依次增大，并且任意兩個(gè)相鄰的噴淋水供應(yīng)分管的橫截面積之比為1/2?？刂破骺筛鶕?jù)噴淋水流量計(jì)測量的噴淋水流量，對每個(gè)噴淋水分開關(guān)進(jìn)行單獨(dú)控制，相應(yīng)的噴淋水供應(yīng)分管被打開或關(guān)閉，使得噴淋水供應(yīng)管的出水口的噴淋水流量達(dá)到所述預(yù)定的噴淋水流量。所述多個(gè)噴淋水分開關(guān)可以是氣動開關(guān)。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括供氣流量計(jì)，設(shè)置在供氣管上，檢測供氣管的供氣流量；供氣流量調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在供氣管上，調(diào)節(jié)供氣管的供氣流量；其中，控制器根據(jù)供氣流量計(jì)測量的供氣流量，來控制供氣流量調(diào)節(jié)裝置對供氣管的供氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得供氣管的供氣流量達(dá)到預(yù)定的供氣流量。供氣流量調(diào)節(jié)裝置可包括一分多供氣連通器，連接到供氣管的進(jìn)氣口 ；多合一供氣連通器，連接到供氣管的出氣口 ；多個(gè)供氣分管，并聯(lián)連接在一分多供氣連通器和多合一供氣連通器之間；多個(gè)供氣分開關(guān)，每個(gè)供氣分開關(guān)設(shè)置在每個(gè)供氣分管上，分別控制每個(gè)供氣分管的打開/關(guān)閉，其中，從供氣管的進(jìn)氣口引入的氣體通過一分多供氣連通器被分流到多個(gè)供氣分管中，多個(gè)供氣分管中的氣體被匯流到多合一供氣連通器，然后通過供氣管的出氣口被引導(dǎo)至所述多個(gè)噴嘴，所述氣體與供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴的噴淋水會和，使得噴嘴噴淋的水被霧化，以對受試樣品進(jìn)行噴淋。所述多個(gè)供氣分管的橫截面積可依次增大，并且任意兩個(gè)相鄰的供氣分管的橫截面積之比為1/2?？刂破骺筛鶕?jù)供氣流量計(jì)測量的供氣流量，對每個(gè)供氣分開關(guān)進(jìn)行單獨(dú)控制，相應(yīng)的供氣分管被打開或關(guān)閉，使得供氣管的出氣口的供氣流量達(dá)到所述預(yù)定的供氣流量。所述多個(gè)供氣分開關(guān)可以是氣動開關(guān)。噴淋水供應(yīng)分管的數(shù)量可與供氣分管的數(shù)量相等。 控制器可根據(jù)所述預(yù)定的噴淋水流量來設(shè)定所述預(yù)定的供氣流量。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括噴淋水總開關(guān)，設(shè)置在噴淋水供應(yīng)管上，根據(jù)控制器的控制打開或關(guān)閉噴淋水供應(yīng)管。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括供氣總開關(guān)，設(shè)置在供氣管上，根據(jù)控制器的控制打開或關(guān)閉供氣管。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括水溫傳感器，安裝在儲水箱中，測量儲水箱中的噴淋水的溫度；水溫調(diào)節(jié)裝置，安裝在箱體中，調(diào)節(jié)儲水箱中的噴淋水的溫度，其中，控制器根據(jù)水溫傳感器測量的噴淋水的溫度，控制水溫調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)儲水箱中的噴淋水的溫度達(dá)到預(yù)定水溫。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括氣體溫度傳感，安裝在高壓氣源的出口處，測量高壓氣源的出口處的氣體溫度，氣體溫度調(diào)節(jié)裝置，安裝在箱體中，調(diào)節(jié)高壓氣源的出口處的氣體溫度，其中，控制器根據(jù)水溫傳感器測量的氣體溫度，控制氣體溫度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)高壓氣源的出口處的氣體溫度達(dá)到預(yù)定的氣體溫度。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括水位傳感器，安裝在儲水箱中，測量儲水箱中的噴淋水的水位；自動補(bǔ)水裝置，連接到儲水箱，其中，控制器根據(jù)水位傳感器測量的噴淋水的水位，控制自動補(bǔ)水裝置對儲水箱自動補(bǔ)水。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括加熱裝置，設(shè)置在箱體的底板中，對底板加熱，防止灑落到箱體的底板上的霧化水凍結(jié)。所述預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度優(yōu)選為_6°C至-10°C。所述預(yù)定水溫優(yōu)選為3 °C至5 °C。 所述預(yù)定的氣體溫度優(yōu)選為10°C至12°C。


通過結(jié)合附圖，從下面的實(shí)施例的描述中，本發(fā)明這些和/或其它方面及優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚，并且更易于理解，其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)的噴淋水流量和供氣流量的控制框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖；圖4是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的噴淋水流量調(diào)節(jié)效果與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴淋水流量調(diào)節(jié)效果的比較結(jié)果的示意圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的供氣流量調(diào)節(jié)裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)的噴淋水流量和供氣流量的控制框圖。參照圖I和圖2，積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)包括箱體1，在箱體I的下部設(shè)置有升降轉(zhuǎn)臺2，升降轉(zhuǎn)臺2上可放置受試樣品3，并能夠上下升降和/或旋轉(zhuǎn)，以改變受試樣品3的高度和角度。在箱體I的上部設(shè)置有儲水箱4，儲水箱4中儲存積冰凍雨試驗(yàn)所需的噴淋水(預(yù)冷水)。儲水箱4利用噴淋水的自然落差產(chǎn)生噴淋水壓力，因此可供應(yīng)噴淋水。噴淋水供應(yīng)管5連接到儲水箱4。儲水箱4中的噴淋水通過噴淋水供應(yīng)管5供應(yīng)到多個(gè)噴嘴6。多個(gè)噴嘴6可布置在受試樣品3的上方和四周。多個(gè)噴嘴6向受試樣品3噴水，從而進(jìn)行積冰凍雨試驗(yàn)。在噴淋水供應(yīng)管5上設(shè)置有噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置7和噴淋水流量計(jì)8。噴淋水流量計(jì)8實(shí)時(shí)檢測噴淋水供應(yīng)管5的噴淋水流量，噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置7調(diào)節(jié)噴淋水供應(yīng)管5的噴淋水流量?？刂破?8根據(jù)噴淋水流量計(jì)8測量的噴淋水流量，來控制噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置7對噴淋水供應(yīng)管5的噴淋水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得噴淋水供應(yīng)管5的噴淋水流量達(dá)到預(yù)定的噴淋水流量。在噴淋水供應(yīng)管5上可設(shè)置有噴淋水總開關(guān)9，噴淋水總開關(guān)9根據(jù)控制器18的控制打開或關(guān)閉噴淋水供應(yīng)管5。
積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括安裝在箱體I中的水溫調(diào)節(jié)裝置10，在儲水箱4中可安裝有水溫傳感器(未示出)，水溫傳感器測量儲水箱4中的噴淋水的溫度?？刂破?8根據(jù)水溫傳感器測量的噴淋水的溫度，控制水溫調(diào)節(jié)裝置10調(diào)節(jié)儲水箱4中的噴淋水的溫度達(dá)到預(yù)定水溫。對于積冰凍雨試驗(yàn)，噴淋水的預(yù)定水溫優(yōu)選為3°C至5°C，以利于加快在受試樣品3上形成積冰/凍雨。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括連接到儲水箱4的自動補(bǔ)水裝置11 (例如水泵)，在儲水箱4中可安裝有水位傳感器(未示出)，水位傳感器測量儲水箱4中的噴淋水的水位?？刂破?8根據(jù)水位傳感器測量的噴淋水的水位，控制自動補(bǔ)水裝置11對儲水箱4自動補(bǔ)水。自動補(bǔ)水裝置11可通過外部供水源對儲水箱4自動補(bǔ)水。為了使受試樣品3上的噴淋水能夠迅速冷卻、固化結(jié)冰，還需要對箱體內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還包括設(shè)置在箱體I中的箱體內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)裝置(未示出)和設(shè)置在箱體內(nèi)部的溫度傳感器，溫度傳感器測量箱體內(nèi)部溫度，控制器18根據(jù)溫度傳感器測量箱體內(nèi)部溫度，控制箱體內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)箱體內(nèi)部溫度達(dá)到預(yù)定的箱 體內(nèi)部溫度。對于積冰凍雨試驗(yàn)，箱體內(nèi)部溫度優(yōu)選為_6°C至-10°C，以利于加快在受試樣品3上形成積冰/凍雨。由于在進(jìn)行積冰/凍雨試驗(yàn)時(shí)，噴嘴6是在0°C以下環(huán)境中對受試樣品3進(jìn)行噴淋，因此如果不進(jìn)行防護(hù)措施，噴嘴6在工作一段時(shí)間后就會逐漸結(jié)冰，最終噴嘴凍結(jié)，導(dǎo)致無法正常噴淋。而且在實(shí)際使用中，為了達(dá)到更好的結(jié)冰效果，優(yōu)選地，需要將噴淋的水進(jìn)行霧化，使其能夠均勻覆蓋到受試樣品3的表面，達(dá)到快速結(jié)冰效果。因此，積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括高壓氣源12，高壓氣源12產(chǎn)生預(yù)定壓力的氣體。供氣管13連接到高壓氣源12。高壓氣源12產(chǎn)生的氣體通過供氣管13供應(yīng)到多個(gè)噴嘴6。供氣管13供應(yīng)的氣體與噴淋水供應(yīng)管5供應(yīng)的噴淋水在各個(gè)噴嘴6會和，使得噴嘴6噴淋的水被霧化，霧化的水均勻覆蓋到受試樣品3的表面。在供氣管13上設(shè)置有供氣流量調(diào)節(jié)裝置14和供氣流量計(jì)15。供氣流量計(jì)15實(shí)時(shí)檢測供氣管13的供氣流量，控制器18根據(jù)供氣流量計(jì)15測量的供氣流量，來控制供氣流量調(diào)節(jié)裝置14對供氣管13的供氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得供氣管13的供氣流量達(dá)到預(yù)定的供氣流量。在供氣管13上可設(shè)置有供氣總開關(guān)16，供氣總開關(guān)16根據(jù)控制器18的控制打開或關(guān)閉供氣管13。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括安裝在箱體I中的氣體溫度調(diào)節(jié)裝置17，在高壓氣源12的出口處中可安裝有氣體溫度傳感器(未示出)，氣體溫度傳感器測量高壓氣源12的出口處的氣體溫度。控制器18根據(jù)水溫傳感器測量的氣體溫度，控制氣體溫度調(diào)節(jié)裝置17調(diào)節(jié)高壓氣源12的出口處的氣體溫度達(dá)到預(yù)定的氣體溫度。對于積冰凍雨試驗(yàn)，高壓氣源12的出口處的氣體溫度優(yōu)選為10°C至12°C。為了防止噴嘴6結(jié)冰，高壓氣源12產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)過溫度控制，流經(jīng)噴嘴6時(shí)可確保噴嘴6處于0°C以上以防止局部結(jié)冰。噴嘴6通過高壓氣體高速流經(jīng)噴水口前方，能達(dá)到噴水口保溫的效果，又能利用虹吸原理將水吸出并利用高速氣體流動迅速將噴淋水(溫度控制在3°C至5°C左右)霧化，在噴淋到受試樣品3的表面之前，通過箱體內(nèi)_6°C至-10°c的低溫環(huán)境迅速冷卻，達(dá)到過冷水的效果，使其落到受試樣品3的表面后能夠迅速固化結(jié)冰，便于進(jìn)行積冰凍雨試驗(yàn)。由于噴嘴防凍與霧化水結(jié)冰相互制約，即，如果氣體溫度高、氣體流速(供氣流量)大，則噴嘴防凍效果好，但導(dǎo)致霧化水溫高，噴灑降落時(shí)間短，霧化結(jié)冰效果差；反之，如果氣體溫度低、氣體流速(供氣流量)小，則霧化結(jié)冰效果好而噴嘴防凍效果差。為此，可通過理論計(jì)算以及有限次實(shí)驗(yàn)，來獲得氣體溫度、氣體流速(供氣流量)以及噴水速率(噴淋水流量)之間的擬合關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)噴嘴防凍效果和霧化結(jié)冰效果的優(yōu)化平衡。因此，在本發(fā)明中，根據(jù)設(shè)定的噴水速率(噴淋水流量)自動調(diào)節(jié)氣體溫度以及噴氣壓力(供氣流量)，可實(shí)現(xiàn)全部控制量的自動調(diào)節(jié)。
下面對噴淋水流量調(diào)節(jié)以及供氣流量調(diào)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置7的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。參照圖I至圖3，噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置7包括一分多供水連通器71、多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管72-1至72-N、多個(gè)噴淋水分開關(guān)73-1至73-N以及多合一供水連通器74。N為自然數(shù)。一分多供水連通器71連接到噴淋水供應(yīng)管5的進(jìn)水口 51，多合一供水連通器74連接到噴淋水供應(yīng)管5的出水口 52，多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管72-1至72-N并聯(lián)連接在一分多供水連通器71和多合一供水連通器74之間。從噴淋水供應(yīng)管5的進(jìn)水口 51引入的噴淋水通過一分多供水連通器71被分流到多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管72-1至72-N中。多個(gè)噴淋水分開關(guān)73-1至73-N分別設(shè)置在多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管72-1至72-N上(即，每個(gè)噴淋水供應(yīng)分管上設(shè)置有一個(gè)噴淋水分開關(guān))，可分別打開或關(guān)閉多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管72-1至72-N。多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管72-1至72-N中的噴淋水被匯流到多合一供水連通器74，然后通過噴淋水供應(yīng)管5的出水口 52被引導(dǎo)至多個(gè)噴嘴6以對受試樣品3進(jìn)行噴淋。多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管72-1至72-N的橫截面積依次增大。優(yōu)選地,任意兩個(gè)相鄰的噴淋水供應(yīng)分管的橫截面積之比為1/2。相應(yīng)地，任意兩個(gè)相鄰的噴淋水供應(yīng)分管的內(nèi)徑之比為1/萬。由于任意兩個(gè)相鄰的噴淋水供應(yīng)分管的橫截面積之比為1/2，因此任意兩個(gè)相鄰的噴淋水供應(yīng)分管的噴淋水流量之比也為1/2?？刂破?8可根據(jù)噴淋水流量計(jì)8測量的噴淋水流量，對每個(gè)噴淋水分開關(guān)進(jìn)行單獨(dú)控制，相應(yīng)的噴淋水供應(yīng)分管被打開或關(guān)閉，使得噴淋水供應(yīng)管5的出水口 52的噴淋水流量達(dá)到預(yù)定的噴淋水流量。在控制器18的控制下，每個(gè)噴淋水分開關(guān)可單獨(dú)打開或關(guān)閉噴淋水供應(yīng)分管，并且任意兩個(gè)相鄰的噴淋水供應(yīng)分管的噴淋水流量之比為1/2，因此，N個(gè)噴淋水供應(yīng)分管的噴淋水總流量共有2N種組合關(guān)系(與二進(jìn)制數(shù)類似)，可實(shí)現(xiàn)噴淋水的流量的2N級調(diào)節(jié)，
調(diào)節(jié)精度為N個(gè)噴淋水供應(yīng)分管全部打開時(shí)的噴淋水總流量的+。因此，可實(shí)現(xiàn)噴淋水流
量的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)?？筛鶕?jù)需要確定N的大小，例如，N可以是4至8，圖3示出了 N為5的情況。當(dāng)N為5時(shí)，5個(gè)噴淋水供應(yīng)分管的噴淋水總流量共有25(即，32)種組合關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)噴淋水的流量的32級調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度為N個(gè)噴淋水供應(yīng)分管全部打開時(shí)的噴淋水總流量的1/32。噴淋水分開關(guān)73-1至73-N可以是氣動開關(guān)。氣動開關(guān)在控制器18的控制下能夠快速打開或關(guān)閉相應(yīng)的噴淋水供應(yīng)分管，與傳統(tǒng)的旋鈕開關(guān)相比，氣動開關(guān)響應(yīng)速度很快，便于快速調(diào)節(jié)噴淋水供應(yīng)管5的出水口 52的噴淋水流量。圖4是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的噴淋水流量調(diào)節(jié)效果與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴淋水流量調(diào)節(jié)效果的比較結(jié)果的示意圖。傳統(tǒng)的噴淋水流量控制方式是利用儲水箱自身儲水體積變化量與噴淋時(shí)間比較來計(jì)算平均噴淋水流量，利用儲水箱自身壓力控制噴淋水量的平均值。但是，由于噴淋水流量的瞬時(shí)值受到儲水箱水壓的影響，噴淋水流量的瞬時(shí)值隨著儲水箱自身水量的變化而變化，因此噴淋水流量的瞬時(shí)值與時(shí)間的關(guān)系是一條波動的曲線，參見圖4中的(a)。在本發(fā)明中，噴淋水流量計(jì)8實(shí)時(shí)測量噴淋水流量，控制器18根據(jù)測量的噴淋水
流量，對每個(gè)噴淋水分開關(guān)進(jìn)行單獨(dú)控制，按照I的精度調(diào)節(jié)噴淋水流量，可平衡掉由于 L
儲水箱中的噴淋水壓力波動造成的噴淋水流量瞬時(shí)值的波動，最終實(shí)現(xiàn)噴淋水流量的穩(wěn)定控制。參照圖4中的(b)，本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)的噴淋水流量瞬時(shí)值的波動顯著小于傳統(tǒng)的噴淋水流量控制方式實(shí)現(xiàn)的噴淋水流量瞬時(shí)值。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的供氣流量調(diào)節(jié)裝置14的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。供氣流量調(diào)節(jié)裝置14的結(jié)構(gòu)與噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置7的結(jié)構(gòu)類似。具體地，參照圖I、圖2和圖4，供氣流量調(diào)節(jié)裝置14包括一分多供氣連通器141、多個(gè)供氣分管142-1至142-M、多個(gè)供氣分開關(guān)143-1至143-M以及多合一供氣連通器144。M為自然數(shù)。一分多供氣連通器141連接到供氣管13的進(jìn)氣口 131，多合一供氣連通器144連接到供氣管13的出氣口 132，多個(gè)供氣分管142-1至142-M并聯(lián)連接在一分多供氣連通器141和多合一供氣連通器144之間。從供氣管13的進(jìn)氣口 131引入的氣體通過一分多供氣連通器141被分流到多個(gè)供氣分管142-1至142-M中。多個(gè)供氣分開關(guān)143-1至143-M分別設(shè)置在多個(gè)供氣分管142-1至142-M( S卩，每個(gè)供氣分管上設(shè)置有一個(gè)供氣分開關(guān))，可分別打開或關(guān)閉多個(gè)供氣分管142-1至142-M。多個(gè)供氣分管142-1至142-M中的氣體被匯流到多合一供氣連通器144，然后通過供氣管13的出氣口 132被引導(dǎo)至多個(gè)噴嘴6，所述氣體與供應(yīng)到噴嘴6的噴淋水會和，使得噴嘴6噴淋的水被霧化，霧化的水均勻覆蓋到受試樣品3的表面，以進(jìn)行積冰凍雨試驗(yàn)。多個(gè)供氣分管142-1至142-M的橫截面積依次增大。優(yōu)選地,任意兩個(gè)相鄰的供氣分管的橫截面積之比為1/2。相應(yīng)地，任意兩個(gè)相鄰的供氣分管的內(nèi)徑之比為I/萬。由于任意兩個(gè)相鄰的供氣分管的橫截面積之比為1/2，因此任意兩個(gè)相鄰的供氣分管的供氣流量之比也為1/2?？刂破?8可根據(jù)供氣流量計(jì)15測量的供氣流量，對每個(gè)供氣分開關(guān)進(jìn)行單獨(dú)控制，相應(yīng)的供氣分管被打開或關(guān)閉，使得供氣管13的出氣口 132的供氣流量達(dá)到預(yù)定的供
氣流量。在控制器18的控制下，每個(gè)供氣分開關(guān)可單獨(dú)打開或關(guān)閉供氣分管，并且任意兩個(gè)相鄰的供氣分管的供氣流量之比為1/2，因此，M個(gè)供氣分管的供氣總流量共有2M種組合關(guān)系(與二進(jìn)制數(shù)類似)，可實(shí)現(xiàn)供氣流量的2M級調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度為M個(gè)供氣分管全部打開時(shí)的供氣總流量的因此，可實(shí)現(xiàn)供氣流量的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。可根據(jù)需要確定M的大小，例如，M可以是4至8，圖5示出了 M為5的情況。當(dāng)M為5時(shí)，5個(gè)供氣分管的供氣總流量共有25(即，32)種組合關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)供氣流量的32級調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度為M個(gè)供氣分管全部打開時(shí)的供氣總流量的1/32。供氣分開關(guān)143-1至143-M可以是氣動開關(guān)。氣動開關(guān)在控制器18的控制下能夠快速打開或關(guān)閉相應(yīng)的供氣分管，與傳統(tǒng)的旋鈕開關(guān)相比，氣動開關(guān)響應(yīng)速度很快，便于快速調(diào)節(jié)供氣管13的出氣口 132的供氣流量。M可以等于N,即，供氣分管的數(shù)量可與噴淋水供應(yīng)分管的數(shù)量相等，供氣分開關(guān)的數(shù)量可與噴淋水分開關(guān)的數(shù)量相等。然而，本發(fā)明不限于此，M也可以不等于N。如上所述，控制器18可根據(jù)設(shè)定的噴淋水流量(所述預(yù)定的噴淋水流量)來設(shè)定所述預(yù)定的供氣流量，并且控制器18可將供氣管13的供氣流量精確調(diào)節(jié)到所述預(yù)定的供
氣流量。積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)還可包括加熱裝置(未示出)。加熱裝置可設(shè)置在箱體I的底板中，對底板加熱，防止灑落到箱體I的底板上的霧化水凍結(jié)。底板上的被加熱裝置加熱的水可被排出到箱體I的外部。根據(jù)本發(fā)明的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)可精確控制供應(yīng)給噴嘴的噴淋水流量和供氣流量，使得噴淋水被高壓氣體霧化并均勻噴淋到受試樣品的表面上，實(shí)現(xiàn)噴嘴防凍效果和霧化結(jié)冰效果的優(yōu)化平衡，利于進(jìn)行穩(wěn)定、準(zhǔn)確的積冰/凍雨試驗(yàn)。根據(jù)本發(fā)明的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)可對受試產(chǎn)品進(jìn)行一定時(shí)間段(例如幾個(gè)小時(shí))的積冰/凍雨試驗(yàn)，可確定產(chǎn)品能否耐受積冰/凍雨的環(huán)境，或者能否在積冰/凍雨的環(huán)境下工作，從而能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行有針對性的改進(jìn)。雖然本發(fā)明是參照其示例性的實(shí)施例被具體描述和顯示的，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，包括 箱體； 升降轉(zhuǎn)臺，設(shè)置在箱體的下部，用于放置受試樣品，并能夠上下升降和旋轉(zhuǎn)； 儲水箱，儲存積冰凍雨試驗(yàn)所需的噴淋水； 噴淋水供應(yīng)管，連接到儲水箱； 多個(gè)噴嘴，布置在受試樣品的上方和四周，儲水箱中的噴淋水通過噴淋水供應(yīng)管供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴； 高壓氣源，產(chǎn)生預(yù)定壓カ的氣體； 供氣管，連接到高壓氣源，高壓氣源產(chǎn)生的氣體通過供氣管供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴； 箱體內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在箱體中，調(diào)節(jié)箱體內(nèi)部溫度達(dá)到預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度，其中，通過供氣管供應(yīng)的氣體與通過噴淋水供應(yīng)管供應(yīng)的噴淋水在所述多個(gè)噴嘴會和，使得噴嘴噴淋的水被霧化，霧化的水均勻覆蓋到受試樣品的表面，在所述預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度下對受試樣品進(jìn)行積冰凍雨試驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括 噴淋水流量計(jì)，設(shè)置在噴淋水供應(yīng)管上，檢測噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量； 噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在噴淋水供應(yīng)管上，調(diào)節(jié)噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量； 控制器，根據(jù)噴淋水流量計(jì)測量的噴淋水流量，來控制噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置對噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得噴淋水供應(yīng)管的噴淋水流量達(dá)到預(yù)定的噴淋水流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，噴淋水流量調(diào)節(jié)裝置包括 一分多供水連通器，連接到噴淋水供應(yīng)管的進(jìn)水口 ； 多合一供水連通器，連接到噴淋水供應(yīng)管的出水ロ ； 多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管，并聯(lián)連接在一分多供水連通器和多合一供水連通器之間； 多個(gè)噴淋水分開關(guān)，姆個(gè)噴淋水分開關(guān)設(shè)置在姆個(gè)噴淋水供應(yīng)分管上，分別控制姆個(gè)噴淋水供應(yīng)分管的打開/關(guān)閉， 其中，從噴淋水供應(yīng)管的進(jìn)水口引入的噴淋水通過一分多供水連通器被分流到多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管中，多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管中的噴淋水被匯流到多合一供水連通器，然后通過噴淋水供應(yīng)管的出水ロ被引導(dǎo)至所述多個(gè)噴嘴，以對受試樣品進(jìn)行噴淋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)噴淋水供應(yīng)分管的橫截面積依次増大，并且任意兩個(gè)相鄰的噴淋水供應(yīng)分管的橫截面積之比為1/2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，控制器根據(jù)噴淋水流量計(jì)測量的噴淋水流量，對每個(gè)噴淋水分開關(guān)進(jìn)行單獨(dú)控制，相應(yīng)的噴淋水供應(yīng)分管被打開或關(guān)閉，使得噴淋水供應(yīng)管的出水ロ的噴淋水流量達(dá)到所述預(yù)定的噴淋水流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)噴淋水分開關(guān)是氣動開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括 供氣流量計(jì)，設(shè)置在供氣管上，檢測供氣管的供氣流量； 供氣流量調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在供氣管上，調(diào)節(jié)供氣管的供氣流量； 其中，控制器根據(jù)供氣流量計(jì)測量的供氣流量，來控制供氣流量調(diào)節(jié)裝置對供氣管的供氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得供氣管的供氣流量達(dá)到預(yù)定的供氣流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，供氣流量調(diào)節(jié)裝置包括 一分多供氣連通器，連接到供氣管的進(jìn)氣ロ ； 多合一供氣連通器，連接到供氣管的出氣ロ ； 多個(gè)供氣分管，并聯(lián)連接在一分多供氣連通器和多合一供氣連通器之間； 多個(gè)供氣分開關(guān)，每個(gè)供氣分開關(guān)設(shè)置在每個(gè)供氣分管上，分別控制每個(gè)供氣分管的打開/關(guān)閉， 其中，從供氣管的進(jìn)氣ロ引入的氣體通過一分多供氣連通器被分流到多個(gè)供氣分管中，多個(gè)供氣分管中的氣體被匯流到多合一供氣連通器，然后通過供氣管的出氣ロ被引導(dǎo)至所述多個(gè)噴嘴，所述氣體與供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴的噴淋水會和，使得噴嘴噴淋的水被霧化，以對受試樣品進(jìn)行噴淋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)供氣分管的橫截面積依次増大，并且任意兩個(gè)相鄰的供氣分管的橫截面積之比為1/2。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，控制器根據(jù)供氣流量計(jì)測量的供氣流量，對每個(gè)供氣分開關(guān)進(jìn)行單獨(dú)控制，相應(yīng)的供氣分管被打開或關(guān)閉，使得供氣管的出氣ロ的供氣流量達(dá)到所述預(yù)定的供氣流量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)供氣分開關(guān)是氣動開關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，噴淋水供應(yīng)分管的數(shù)量與供氣分管的數(shù)量相等。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，控制器根據(jù)所述預(yù)定的噴淋水流量來設(shè)定所述預(yù)定的供氣流量。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括噴淋水總開關(guān)，設(shè)置在噴淋水供應(yīng)管上，根據(jù)控制器的控制打開或關(guān)閉噴淋水供應(yīng)管。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括供氣總開關(guān)，設(shè)置在供氣管上，根據(jù)控制器的控制打開或關(guān)閉供氣管。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括 水溫傳感器，安裝在儲水箱中，測量儲水箱中的噴淋水的溫度； 水溫調(diào)節(jié)裝置，安裝在箱體中，調(diào)節(jié)儲水箱中的噴淋水的溫度， 其中，控制器根據(jù)水溫傳感器測量的噴淋水的溫度，控制水溫調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)儲水箱中的噴淋水的溫度達(dá)到預(yù)定水溫。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括 氣體溫度傳感，安裝在高壓氣源的出ロ處，測量高壓氣源的出ロ處的氣體溫度， 氣體溫度調(diào)節(jié)裝置，安裝在箱體中，調(diào)節(jié)高壓氣源的出口處的氣體溫度， 其中，控制器根據(jù)水溫傳感器測量的氣體溫度，控制氣體溫度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)高壓氣源的出ロ處的氣體溫度達(dá)到預(yù)定的氣體溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括 水位傳感器，安裝在儲水箱中，測量儲水箱中的噴淋水的水位； 自動補(bǔ)水裝置，連接到儲水箱， 其中，控制器根據(jù)水位傳感器測量的噴淋水的水位，控制自動補(bǔ)水裝置對儲水箱自動補(bǔ)水。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，還包括加熱裝置，設(shè)置在箱體的底板中，對底板加熱，防止灑落到箱體的底板上的霧化水凍結(jié)。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度為_6°C至-IO0C0
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定水溫為3°C至5°C。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定的氣體溫度為10°C至12。。。
全文摘要
本發(fā)明提供一種積冰凍雨試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括箱體；升降轉(zhuǎn)臺，放置受試樣品；儲水箱，儲存積冰凍雨試驗(yàn)所需的噴淋水；噴淋水供應(yīng)管，連接到儲水箱；多個(gè)噴嘴，布置在受試樣品的上方和四周，儲水箱中的噴淋水通過噴淋水供應(yīng)管供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴；高壓氣源，產(chǎn)生預(yù)定壓力的氣體；供氣管，連接到高壓氣源，高壓氣源產(chǎn)生的氣體通過供氣管供應(yīng)到所述多個(gè)噴嘴；箱體內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在箱體中，調(diào)節(jié)箱體內(nèi)部溫度達(dá)到預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度，其中，通過供氣管供應(yīng)的氣體與通過噴淋水供應(yīng)管供應(yīng)的噴淋水在所述多個(gè)噴嘴會和，使得噴嘴噴淋的水被霧化，霧化的水均勻覆蓋到受試樣品的表面，在所述預(yù)定的箱體內(nèi)部溫度下對受試樣品進(jìn)行積冰凍雨試驗(yàn)。
文檔編號G01N17/00GK102798590SQ20121028488
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者李金國, 李光偉, 趙書平, 祝東明, 馬志宏, 張緒光, 李璇, 辛文波, 任敏, 羊軍, 李慧, 馬杰, 李進(jìn) 申請人:中國人民解放軍空軍裝備研究院雷達(dá)與電子對抗研究所, 桂林電子科技大學(xué)