顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，包括沉浮性動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)、水槽、環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述水槽內(nèi)設(shè)置與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)，以及吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室條件下，運(yùn)用本裝置模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，進(jìn)行顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)分析，使實(shí)驗(yàn)所得吸附性能數(shù)據(jù)更具科學(xué)性、有效性，同時(shí)提高工作效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海運(yùn)是石油運(yùn)輸?shù)淖钪饕绞?，隨著石油海運(yùn)的高速發(fā)展，也增加了海上溢油事故的發(fā)生概率。溢油事故會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成極大的危害，隨著海洋及港灣溢油應(yīng)急的技術(shù)的發(fā)展，吸油材料的種類(lèi)也日益豐富，對(duì)吸油材料的親水疏油性，吸油速率、吸油倍率及其沉浮性能等的測(cè)定是篩選吸油材料的關(guān)鍵。
[0003]在具體測(cè)定過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)吸油材料性能測(cè)試試驗(yàn)基本基于靜態(tài)環(huán)境，而實(shí)際海洋環(huán)境是復(fù)雜多變的，并未將海洋中的風(fēng)浪、海水的溫度變化、PH值、含鹽量等條件考慮在內(nèi)，從而使得吸油材料的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定性能未能完全契合實(shí)際環(huán)境。
[0004]海洋環(huán)境的特殊性對(duì)吸油材料的環(huán)境適應(yīng)性提出了更高的要求，目前在溢油吸附材料吸附性能測(cè)定的過(guò)程中存在的主要問(wèn)題有:1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在單一性，只是簡(jiǎn)單進(jìn)行穩(wěn)態(tài)吸附性能實(shí)驗(yàn)，未能將環(huán)境因素及動(dòng)態(tài)變化過(guò)程考慮在內(nèi)；2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程信息缺失，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一性，對(duì)環(huán)境因素分析不充分，實(shí)驗(yàn)傳感器布置不合理，造成實(shí)驗(yàn)過(guò)程信息缺失;3.實(shí)驗(yàn)成本高，工作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，充分將環(huán)境因素及動(dòng)態(tài)變化過(guò)程考慮在內(nèi)，能夠模擬真實(shí)的環(huán)境，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，包括沉浮性動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、水槽、環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述水槽內(nèi)設(shè)置與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)，以及吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)。
[0008]進(jìn)一步的，還包括沉浮性動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所述沉浮性動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由振動(dòng)臺(tái)和其上設(shè)置的可密閉圓柱型玻璃容器構(gòu)成。
[0009]進(jìn)一步的，所述造波系統(tǒng)采用推板式造波機(jī)，包括伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)控制器、滾珠絲杠、推波板等組成，伺服電機(jī)的輸出端連接滾珠絲杠的一端，所述滾珠絲杠上安裝有含有循環(huán)滾珠的螺母，滾珠絲杠下方設(shè)有與其平行設(shè)置的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上滑動(dòng)設(shè)置滑塊;所述滑塊上的推臂與螺母的螺母副連接在一起，所述推波板通過(guò)連接架與滑塊連接，推波板豎直設(shè)置在水槽內(nèi)；所述伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制器連接，驅(qū)動(dòng)控制器與造波控制系統(tǒng)連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述溫度控制系統(tǒng)包括空氣源熱栗、空氣源熱栗控制器和溫度傳感器，所述空氣源熱栗安裝在與水槽連通的水循環(huán)管道上，空氣源熱栗與空氣源熱栗控制器連接;所述溫度傳感器通過(guò)夾子固定在水槽側(cè)壁上。
[0011]進(jìn)一步的，所述環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括pH值傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器，均采用壁掛式方式置于水槽的側(cè)壁處。
[0012]進(jìn)一步的，所述吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)主要由滾動(dòng)環(huán)、不銹鋼鋼桿、吸附材料盒組成，支架分別固定于水槽左右兩側(cè)的中部位置，將光滑的不銹鋼鋼桿固定，在不銹鋼鋼桿上穿過(guò)光滑的滾動(dòng)環(huán)，使圓形的滾動(dòng)環(huán)能隨意在不銹鋼鋼桿上滑動(dòng);所述吸附材料盒為用金屬絲網(wǎng)制成的，用懸掛線連接吸附材料盒與滾動(dòng)環(huán)。
[0013]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)控制接口總成組成。
[0014]進(jìn)一步的，所述水槽為鋼化玻璃材質(zhì)的長(zhǎng)方體廣口容器，其上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，其外壁標(biāo)記刻度，兩端放置消波材料。
[0015]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):
[0016](I)實(shí)驗(yàn)室條件下，運(yùn)用本裝置模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，進(jìn)行顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)分析，是其實(shí)驗(yàn)室所得吸附性能數(shù)據(jù)更具科學(xué)性、有效性，同時(shí)提高工作效率；
[0017](2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，應(yīng)用廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0018]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0021]1.廣口玻璃容器2.驅(qū)動(dòng)控制器3.伺服電機(jī)4.滾珠絲杠5.推波板6.不銹鋼鋼桿7.滾動(dòng)環(huán)8.吸附材料盛裝盒9.pH值傳感器10.電導(dǎo)率傳感器11.溫度傳感器12.水槽13.進(jìn)水口 14.水循環(huán)管道15.空氣源熱栗16.空氣源熱栗控制器17.出水口 18.消波材料19.振動(dòng)臺(tái)20.計(jì)算機(jī)21.數(shù)據(jù)采集接口總成22.伺服電機(jī)控制接口 23.空氣源熱栗控制器接口 24.計(jì)算機(jī)控制接口 I 25.計(jì)算機(jī)控制接口 Π 26.計(jì)算機(jī)控制接口 ΙΠ 27.計(jì)算機(jī)控制接口 IV 28.計(jì)算機(jī)控制接口 V
【具體實(shí)施方式】
[0022]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0023]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0024]顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，如圖1所示，包括沉浮性動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、水槽、環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
[0025]所述水槽內(nèi)設(shè)置與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)，以及吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)。
[0026]所述沉浮性動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由振動(dòng)臺(tái)18和其上設(shè)置的可密閉圓柱型玻璃容器I構(gòu)成，可密閉圓柱型玻璃容器I的直徑為200mm，高為200mm，容積為6L，振動(dòng)臺(tái)18的震動(dòng)頻率、振幅可調(diào)，本系統(tǒng)目的是為了用單因素振動(dòng)臺(tái)18的震動(dòng)使吸油材料與液體充分接觸后，檢測(cè)顆粒狀吸油材料的沉浮性，從而確定有無(wú)進(jìn)行下一步環(huán)境適應(yīng)性分析實(shí)驗(yàn)的必要性。
[0027]本實(shí)施例的所述水槽4長(zhǎng)為12m、寬為0.25m、高為0.55m，水槽12的底部有進(jìn)水口13，出水口 17，外壁標(biāo)記刻度，精度為1mm。
[0028]所述造波系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)控制器2、伺服電機(jī)3、滾珠絲杠4、推波板5組成，所述伺服電機(jī)3固定安裝在水槽12—側(cè)的豎直固定支架上，伺服電機(jī)3的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器固定連接滾珠絲杠4的一端，滾珠絲杠4的兩端固定在軸承座上，所述滾珠絲杠4上安裝有含有循環(huán)滾珠的螺母，滾珠絲杠4下方設(shè)有與其平行設(shè)置的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上滑動(dòng)設(shè)置滑塊，可以做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng);所述滑塊上的推臂與螺母的螺母副連接在一起;所述推波板5利用鋼式框架固定，再通過(guò)連接架與滑塊連接，所述推波板5豎直設(shè)置在水槽12內(nèi)；螺母通過(guò)滑塊固定連接推波板5;所述伺服電機(jī)3通過(guò)導(dǎo)線與驅(qū)動(dòng)控制器2連接;所述驅(qū)動(dòng)控制器2與造波控制系統(tǒng)連接，具體的，驅(qū)動(dòng)控制器2的驅(qū)動(dòng)控制器接口 22通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)20的計(jì)算機(jī)控制接口IV27連接；
[0029]本實(shí)施例所述環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括pH值傳感器9、電導(dǎo)率傳感器10、溫度傳感器11，依次從左到右用壁掛式方式置于水槽12的后側(cè)壁，傳感器的探頭均應(yīng)位于液面下。pH值傳感器9實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液體的平pH值，并由計(jì)算機(jī)控制軟件記錄pH值;電導(dǎo)率傳感器10用于測(cè)量海水中的含鹽量，并由計(jì)算機(jī)控制軟件記錄電導(dǎo)率;溫度傳感器11實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液體溫度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求由計(jì)算機(jī)控制軟件控制空氣源熱栗進(jìn)行加熱/制冷，從而改變溫度值。
[0030]所述溫度控制系統(tǒng)，包括空氣源熱栗15、空氣源熱栗控制器16和溫度傳感器11，所述空氣源熱栗15安裝在水循環(huán)管道14上，空氣源熱栗15通過(guò)導(dǎo)線與空氣源熱栗控制器16連接，空氣源熱栗控制器接口 23通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)控制接口 V 28連接;所述溫度傳感器11設(shè)置在水槽12內(nèi)的液體中，且通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)控制接口 ΙΠ26連接;本系統(tǒng)利用空氣源熱栗15對(duì)液體溫度進(jìn)行控制，溫度傳感器11實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液體溫度變化，水循環(huán)管道14保證液體的循環(huán)流通性，計(jì)算機(jī)20根據(jù)溫度傳感器11反饋的溫度信息，通過(guò)LabVIEW軟件控制空氣源熱栗15制冷或制熱。
[0031]選擇空氣源熱栗15，因?yàn)樵谀M海水溫度的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室室溫一般為25°C，而海水溫度一般為-5?40°C，故需要一種裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度可以同時(shí)制冷制熱的功能。
[0032]所述吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)由不銹鋼鋼桿6、滾動(dòng)環(huán)7、吸附材料盒8組成，支架分別固定于水槽12左右兩側(cè)的中部位置，將直徑不超過(guò)1mm的光滑的不銹鋼鋼桿6固定，在不銹鋼鋼桿6穿過(guò)所述直徑為20mm光滑的滾動(dòng)環(huán)7，使圓形的滾動(dòng)環(huán)7能隨意在不銹鋼鋼桿6上滑動(dòng)。
[0033]所述吸附材料盒22為用金屬絲網(wǎng)定制的長(zhǎng)寬高為10cm*5cm*5cm的立方體吸附材料盒，該金屬網(wǎng)選用10、20、60、100四種不同目數(shù)，根據(jù)吸附材料不同粒徑選用相應(yīng)的吸附材料盒8，且吸附材料盒8的一側(cè)面帶掛鉤，懸掛線與掛鉤連接，根據(jù)不同液面高度選取合適長(zhǎng)度的懸掛線使吸附材料盒8與滾動(dòng)環(huán)7相連，懸掛線不可拉伸且長(zhǎng)度正使吸附材料盒8漂浮于液面上。此系統(tǒng)使得顆粒狀吸油材料能漂浮于液面上并充分與液體接觸，吸附材料盒8的一側(cè)面帶掛鉤，實(shí)驗(yàn)完畢后可直接取出進(jìn)行稱(chēng)重，不需另采取懸掛措施，極大提高工作效率。
[0034]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括連接在一起的計(jì)算機(jī)20和計(jì)算機(jī)控制接口總成21，所述計(jì)算機(jī)上安裝有LabVIEW控制軟件;所述的計(jì)算機(jī)控制接口總成25設(shè)有五個(gè)計(jì)算機(jī)控制接口，分別為計(jì)算機(jī)控制接口 124、計(jì)算機(jī)控制接口 Π 25、計(jì)算機(jī)控制接口 ΙΠ26、計(jì)算機(jī)控制接口 IV27、計(jì)算機(jī)控制接口 V 28。
[0035]本發(fā)明充分考慮實(shí)際環(huán)境對(duì)材料性能的影響因素，在模擬環(huán)境中測(cè)試材料性能，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)記錄分析，以顯著提高顆粒狀吸油材料環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)工作效率及實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的科學(xué)性、有效性。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:包括沉浮性動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、水槽、環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 所述水槽內(nèi)設(shè)置與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、造波系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)，以及吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述沉浮性動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由振動(dòng)臺(tái)和其上設(shè)置的可密閉圓柱型玻璃容器構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述造波系統(tǒng)采用推板式造波機(jī)，包括伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)控制器、滾珠絲杠、推波板，伺服電機(jī)的輸出端連接滾珠絲杠的一端，所述滾珠絲杠上安裝有含有循環(huán)滾珠的螺母，滾珠絲杠下方設(shè)有與其平行設(shè)置的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上滑動(dòng)設(shè)置滑塊;所述滑塊上的推臂與螺母的螺母副連接在一起，所述推波板通過(guò)連接架與滑塊連接，推波板豎直設(shè)置在水槽內(nèi)；所述伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制器連接，驅(qū)動(dòng)控制器與造波控制系統(tǒng)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述溫度控制系統(tǒng)包括空氣源熱栗、空氣源熱栗控制器和溫度傳感器，所述空氣源熱栗安裝在與水槽連通的水循環(huán)管道上，空氣源熱栗與空氣源熱栗控制器連接;所述溫度傳感器通過(guò)夾子固定在水槽側(cè)壁上，并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括PH值傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器，均采用壁掛式方式置于水槽的側(cè)壁處。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述吸油材料進(jìn)樣取樣系統(tǒng)主要由滾動(dòng)環(huán)、不銹鋼鋼桿、吸附材料盒組成，兩個(gè)支架分別固定于水槽左右兩側(cè)的中部位置，將不銹鋼鋼桿固定，所述滾動(dòng)環(huán)滑動(dòng)設(shè)置在不銹鋼鋼桿上；所述吸附材料盒為用金屬絲網(wǎng)制成的，用懸掛線連接吸附材料盒與滾動(dòng)環(huán)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)控制接口總成組成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述水槽為鋼化玻璃材質(zhì)的長(zhǎng)方體廣口容器，其上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，其外壁標(biāo)記刻度，兩端放置消波材料。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顆粒狀吸油材料吸附性能環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試裝置，其特征在于:所述吸附材料盒的一側(cè)面帶掛鉤，懸掛線的一端與掛鉤連接。
【文檔編號(hào)】G01N5/02GK106053284SQ201610677796
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月15日
【發(fā)明人】周然, 張兆陽(yáng), 彭士濤, 王曉麗, 張嘉琪, 陳漢寶, 周志博, 劉針, 劉嫣然
【申請(qǐng)人】交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所