本實(shí)用新型涉及一種工程耐久性檢測研究領(lǐng)域中的模擬裝置，具體指的是一種海洋環(huán)境模擬裝置。

背景技術(shù)：

海洋中蘊(yùn)含豐富的資源。同時(shí)，隨著科技進(jìn)步和陸地資源的逐漸匱乏，人類逐漸認(rèn)識(shí)到海洋資源的開發(fā)利用擁有無法估量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與戰(zhàn)略意義。然而海洋資源的開發(fā)需要工程構(gòu)件長時(shí)間、安全地服役在海洋環(huán)境下，與陸地相比，海洋環(huán)境存在著巨大的靜水壓力，此外，海水鹽溶液濃度、濃度、溫度、pH值等因素也與不用于陸地環(huán)境，具有其獨(dú)特的環(huán)境特性。

因此隨著對(duì)海洋資源的探索與開發(fā)，海洋環(huán)境對(duì)材料和構(gòu)件的腐蝕問題已引起人們的關(guān)注，這種服役環(huán)境的變化使得在正常環(huán)境下具有優(yōu)良綜合性能的材料往往在海洋環(huán)境中并不適用，其耐蝕性及力學(xué)性能會(huì)發(fā)生顯著的變化。巨大靜水壓力的存在又使得服役在海洋中構(gòu)件的維修和更換很難進(jìn)行，任何可能的構(gòu)件腐蝕破壞及與之相關(guān)的功能退化現(xiàn)象在海洋環(huán)境中都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的工程事故，所以海洋環(huán)境對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能可靠性的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陸地。

隨著海洋工程的不斷建設(shè)，如跨海大橋、海底隧道、海洋石油平臺(tái)、大型水下實(shí)驗(yàn)裝置等，對(duì)服役在海洋環(huán)境下構(gòu)件性能的要求也越來越高，往往要考慮強(qiáng)度、韌性、耐蝕性等綜合性能，因此針對(duì)深海環(huán)境中的腐蝕行為及與之相關(guān)的力學(xué)性能退化的研究，就顯的非常必要，也更符合工程實(shí)際，成為人類進(jìn)行深海資源開發(fā)過程中必須解決的一個(gè)重要課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出了一種海洋環(huán)境模擬裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種海洋環(huán)境模擬裝置，包括實(shí)驗(yàn)箱體，所述實(shí)驗(yàn)箱體的內(nèi)部具有一個(gè)收容海水的實(shí)驗(yàn)艙，實(shí)驗(yàn)艙的上部具有封蓋，所述實(shí)驗(yàn)艙的下部設(shè)有一層用于置放檢測物品的分隔網(wǎng)，該實(shí)驗(yàn)箱體上設(shè)有用于調(diào)節(jié)模擬出海洋環(huán)境的環(huán)境控制單元、和用于實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的檢測模擬海洋環(huán)境的環(huán)境檢測單元，所述環(huán)境控制單元包括設(shè)置在實(shí)驗(yàn)艙的分隔網(wǎng)下側(cè)的環(huán)形加熱管、設(shè)于環(huán)形加熱管的下方用于驅(qū)動(dòng)模擬海水流動(dòng)的水扇、安裝在實(shí)驗(yàn)箱體底部的變頻伺服電動(dòng)機(jī)和用于給實(shí)驗(yàn)艙施加氣壓的壓力泵，所述的壓力泵通過作業(yè)泵入管連通于實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，且作業(yè)泵入管安裝在封蓋上。

優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)艙的下底部的一側(cè)設(shè)有一個(gè)帶閥門的出水口。

優(yōu)選地，所述環(huán)境控制單元還包括可以鼓出高壓氣源的氣瓶，所述氣瓶的輸氣管密封安裝在所述實(shí)驗(yàn)艙的下底部的另一側(cè)。

優(yōu)選地，所述的環(huán)境檢測單元包括安裝在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的熱敏探頭、壓強(qiáng)探頭和濃度探頭。

優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)箱體的底部安裝有可伸縮支架和滾輪。

優(yōu)選地，所述封蓋上安裝有壓力安全閥、報(bào)警器和危險(xiǎn)指示燈。

優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)箱體前側(cè)部上還安裝有中央控制單元，中央控制單元包括包括內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)、顯示屏和人機(jī)交互平臺(tái)。

所述熱敏探頭、壓強(qiáng)探頭和濃度探頭的探頭外表面都采用防腐材料制成。

所述環(huán)境控制單元包括離子濃度調(diào)節(jié)裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置和水流調(diào)節(jié)裝置。本實(shí)用新型通過環(huán)境檢測單元實(shí)時(shí)探測箱體內(nèi)各環(huán)境水平，由中央控制單元顯示，并可通過環(huán)境控制單元根據(jù)不同需要調(diào)整箱內(nèi)環(huán)境水平，可以準(zhǔn)確模擬不同海洋環(huán)境對(duì)工程構(gòu)件劣化程度產(chǎn)生的影響，最終可以得到其破壞損傷機(jī)理，為今后的實(shí)際工程提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和施工方案。

離子濃度調(diào)節(jié)裝置主要根據(jù)檢測海水濃度的濃度探頭來進(jìn)行，根據(jù)濃度探頭的檢測結(jié)果來調(diào)節(jié)加入的海水濃度。壓力調(diào)節(jié)裝置主要通過壓力泵和氣瓶進(jìn)行，壓力泵能夠調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)艙施加到一定的壓力，而氣瓶能夠完成補(bǔ)氣穩(wěn)壓的作業(yè)，保證實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的穩(wěn)定的氣壓，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。水流調(diào)節(jié)裝置主要通過變頻伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)上方的水扇轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的海水流動(dòng)，溫度調(diào)節(jié)裝置主要通過環(huán)形加熱管來實(shí)現(xiàn)，環(huán)形加熱管能夠通電后能夠?qū)?shí)驗(yàn)艙內(nèi)的海水進(jìn)行加熱，進(jìn)而調(diào)節(jié)溫度。環(huán)形加熱管連接于中央控制單元的內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)。

所述人機(jī)交互平臺(tái)包括儀器開關(guān)和各環(huán)境調(diào)節(jié)器，以控制儀器運(yùn)行；所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，負(fù)責(zé)收集環(huán)境檢測信息，并將其傳輸至顯示屏；所述危險(xiǎn)控制系統(tǒng)包括危險(xiǎn)指示燈、報(bào)警器和自動(dòng)斷電系統(tǒng)。在儀器發(fā)生短路、超壓等危險(xiǎn)時(shí)，危險(xiǎn)指示燈亮起，報(bào)警器報(bào)警，儀器自動(dòng)斷電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的海洋環(huán)境模擬裝置結(jié)構(gòu)簡潔，具有壓力、溫度、離子濃度控制精確，各個(gè)控制元件配合良好的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型不僅可以較完善的模擬不同海洋環(huán)境，并且無有害氣體、液體等污染排放，可以達(dá)到環(huán)保要求，同時(shí)保證設(shè)備使用安全。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的外部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的內(nèi)部的立體結(jié)構(gòu)圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出的一種海洋環(huán)境模擬裝置，包括實(shí)驗(yàn)箱體1，實(shí)驗(yàn)箱體1的內(nèi)部具有一個(gè)收容海水的實(shí)驗(yàn)艙，實(shí)驗(yàn)艙的上部具有封蓋5，實(shí)驗(yàn)艙的下部設(shè)有一層用于置放檢測物品的分隔網(wǎng)21，該實(shí)驗(yàn)箱體1上設(shè)有用于調(diào)節(jié)模擬出海洋環(huán)境的環(huán)境控制單元2、和用于實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的檢測模擬海洋環(huán)境的環(huán)境檢測單元3，環(huán)境控制單元2包括設(shè)置在實(shí)驗(yàn)艙的分隔網(wǎng)21下側(cè)的環(huán)形加熱管15、設(shè)于環(huán)形加熱管15的下方用于驅(qū)動(dòng)模擬海水流動(dòng)的水扇16、安裝在實(shí)驗(yàn)箱體1底部的變頻伺服電動(dòng)機(jī)17和用于給實(shí)驗(yàn)艙施加氣壓的壓力泵9，壓力泵9通過作業(yè)泵入管連通于實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，且作業(yè)泵入管安裝在封蓋5上。

實(shí)驗(yàn)艙的下底部的一側(cè)設(shè)有一個(gè)帶閥門的出水口22。環(huán)境控制單元2還包括可以鼓出高壓氣源的氣瓶10，氣瓶10的輸氣管14密封安裝在實(shí)驗(yàn)艙的下底部的另一側(cè)。環(huán)境檢測單元3包括安裝在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的熱敏探頭11、壓強(qiáng)探頭12和濃度探頭13。實(shí)驗(yàn)箱體1的底部安裝有可伸縮支架23和滾輪24。封蓋5上安裝有壓力安全閥6、報(bào)警器7和危險(xiǎn)指示燈8。實(shí)驗(yàn)箱體1前側(cè)部上還安裝有中央控制單元4，中央控制單元4包括包括內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)18、顯示屏19和人機(jī)交互平臺(tái)20。

實(shí)驗(yàn)箱體1包括實(shí)驗(yàn)艙和封蓋5，圓形的實(shí)驗(yàn)艙1上部開口與封蓋5為一體式開閉結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)艙1的內(nèi)側(cè)底部裝有分隔網(wǎng)21，實(shí)驗(yàn)艙1的外側(cè)底部裝有出水口22、可伸縮支架23和滾輪24。封蓋5的頂部部有壓力安全閥6、報(bào)警器7和危險(xiǎn)指示燈8。 環(huán)境控制單元2包括壓力泵9、氣瓶10、環(huán)形加熱管15和水扇16由變頻伺服電動(dòng)機(jī)17驅(qū)動(dòng)。

以上壓力泵9為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，由氣管與封蓋5連接，氣瓶10為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，由氣管與實(shí)驗(yàn)艙1連接；環(huán)形加熱管15和水扇16均位于實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)側(cè)下部；變頻伺服電動(dòng)機(jī)17位于實(shí)驗(yàn)艙1外側(cè)底部。各環(huán)境控制單元均由調(diào)節(jié)器（未在圖中顯示）連接至中央控制單元4，以控制其運(yùn)行參數(shù)。

環(huán)境檢測單元3包括熱敏探頭11、壓強(qiáng)探頭12和濃度探頭13，均位于實(shí)驗(yàn)艙1內(nèi)側(cè)，實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)艙1內(nèi)部環(huán)境變化，并將數(shù)據(jù)通過線路傳輸至中央控制單元。

中央控制單元4包括內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)18、顯示屏19和人機(jī)交互平臺(tái)20，位于實(shí)驗(yàn)艙1外側(cè)前部。人機(jī)交互平臺(tái)20包括各環(huán)境控制單元調(diào)節(jié)器。

下面以模擬海水深度為200m、溫度為15℃、濃度設(shè)定為飽和狀態(tài)海洋環(huán)境的對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響為例，對(duì)本實(shí)用新型的具體工作過程作具體說明如下：

實(shí)驗(yàn)前將模擬裝置底部可伸縮支架23支起保證裝置穩(wěn)定，并將配置好的海水鹽溶液倒入實(shí)驗(yàn)艙1內(nèi)，將鋼筋混凝土試塊放置在分隔網(wǎng)21上，關(guān)閉封蓋5，將壓力安全閥6打開，接通模擬裝置電源。

打開位于人機(jī)交互平臺(tái)20上的模擬裝置開關(guān)，并設(shè)定實(shí)驗(yàn)環(huán)境如下：

在壓力控制器中設(shè)定200m海水壓強(qiáng)；在溫度控制器中設(shè)定溫度為15℃；在濃度控制器中設(shè)定濃度為飽和狀；開啟水扇，并將轉(zhuǎn)速設(shè)定為慢速；設(shè)定環(huán)境偏差闕值為正負(fù)2%；設(shè)定實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間10h；打開實(shí)驗(yàn)開關(guān)，實(shí)驗(yàn)開始。

此時(shí)內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)18將數(shù)據(jù)傳輸至個(gè)環(huán)境控制器，各環(huán)境控制其開始工作。當(dāng)熱敏探頭11、壓強(qiáng)探頭12和濃度探頭13分別檢測到實(shí)驗(yàn)艙1內(nèi)部環(huán)境達(dá)到預(yù)設(shè)定實(shí)驗(yàn)環(huán)境時(shí)，各環(huán)境控制器除水扇外停止工作；當(dāng)任意探頭測得環(huán)境偏差高于預(yù)設(shè)定闕值時(shí)，相應(yīng)環(huán)境控制器開始工作；當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間后，模擬裝置自動(dòng)停止。

在實(shí)驗(yàn)過程中，若模擬裝置發(fā)生短路、超壓等危險(xiǎn)時(shí)，危險(xiǎn)指示燈8亮起，報(bào)警器7報(bào)警，儀器自動(dòng)斷電。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開安全閥6，待實(shí)驗(yàn)艙1內(nèi)部壓強(qiáng)穩(wěn)定后，打開出水口22，待實(shí)驗(yàn)液體排干后開啟封蓋5，取出鋼筋混凝土試樣，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和進(jìn)一步的研究。

本實(shí)用新型以上實(shí)施例的壓力值、溫度值、濃度值和水扇16轉(zhuǎn)速可以根據(jù)需要的海水環(huán)境的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用方便，能夠較為真實(shí)地模擬深度達(dá)0-300m的不同海水環(huán)境。

上述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利和保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。