一种盐雾箱盐溶液的补充和远程监控保护装置的研制＊

杜宇翔

（厦门市产品质量监督检验院，福建 厦门 361000）

在复杂的大气环境中，造成物品腐蚀现象的因素有很多，如温度与湿度的变化，海洋地区及盐碱地区的氯化物，还有随着现代工业的发展，大量的二氧化硫、氮氧化合物等工业废气的排放等因素对产品造成的盐雾腐蚀现象更加复杂。盐雾试验是通过试验箱对大气环境的模拟，在一定的容积空间中，大大提高氯化物的浓度，来加速试验产品的腐蚀老化状态。如在天然暴露环境下对某产品样品进行试验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模拟盐雾环境条件下试验，只要24 h，即可得到相似的结果。但人工加速模拟试验仍然与天然环境不同，不能完全代替[1]。

虽然盐雾试验已经极大地加速了腐蚀的速度，但是相对于其他环境试验来说，盐雾试验还是一个长时间的试验项目。如国家标准GB/T 2423.17—2008、GB/T 10125—2012规定的试验时间一般有7 d，28 d，甚至是长达几个月的盐雾试验，对于这么长的时间的试验来说，受限于试验箱的大小，普通试验设备自带的盐水箱容量不足以维持1 d的试验，必须每天补充盐水。如果依靠传统的人工补充盐水，人力成本将显著提高，特别是遇到长假期，每天都需要加班，甚至可能由于无人加水而导致试验中断。另一个方面，由于盐雾试验温度控制是恒定的，长期的盐雾试验有极可能造成盐雾箱的温度探头及温度控制设备的失效，造成试验时温度的失控，这样的故障情况如果发生，轻则造成试验的失败、时间的浪费、物料的损失，重则会造成试验样品的损坏，甚至是试验设备的损坏、试验场所场地的损坏。

1 设备的研究

通过研究针对不同的盐雾试验情况，利用物理学原理，设计研制一套能够依据试验实际需要而任意无限扩展盐水补水箱（桶）的自动补充装置，实现无限量补充盐水，彻底解决人工补水的问题，并且该装置具有独立的满水保护功能，避免过量补水导致溢水而腐蚀设备。该装置可以对试验箱进行全自动的补水，可以是几天、几周，甚至可以实现容量的无限扩展。同时系统可以针对盐雾试验箱的温度，实现远程通过手机或者电脑进行监控，在试验箱出现超过温度设定的范围时，实现拉闸断电保护，避免损失。

1.1 无限扩展盐水补水箱（桶）的自动补充装置

以尺寸为D850 mm×W1 300 mm×H600 mm的盐雾箱为例，自带的盐水箱为35 L，按照标准要求的1～2 mL/h沉降量计算，每天需要消耗盐水25 L，设备自带的盐水箱容量不足以维持2 d的试验，必须每天补充盐水。无限扩展盐水补水箱（桶）的自动补充装置（以下简称“装置”）的设计就是为了解决这个问题。整体装置由双球高低液位开关、浮球液位开关、静音吸水泵、中间继电器和若干个补充盐水桶组成。

如图1所示，装置的工作原理为：试验设备需要补充盐水时，双球高低液位开关在低水位触发控制继电器导通，实现吸水泵通电吸水，对多个扩展的盐水箱进行吸水补充。当盐雾箱自带盐水箱补充达到相应高度的液位时，双球高低液位开关在高水位触发继电器断开，关闭吸水泵停止吸水，完成补水动作。同时该装置还另外设有一个单独的浮球开关对装置进行保护，当装置的双球高低液位开关因为腐蚀或者其他原因故障失效时，继电器无法将吸水泵关闭，这时试验设备盐水箱的液面将会超过保护的浮球开关，浮球开关将控制继电器开关对水泵进行断电，停止吸水，从而起到保护装置的作用，避免溢水发生。

图1 无限扩展盐水补水箱（桶）的自动补充装置

1.2 远程监控保护装置

在常见的盐雾国家标准中，如GB/T 10125—2012《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》[2]、GB/T 2423.17—2008《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Ka：盐雾》[3]中规定，中性盐雾试验或者是酸性盐雾试验一般都应该在规定的温度下进行，比如35℃、50℃。准备试验时，当盐雾箱参数设定完成后，加热功能启动，在试验箱内温度接近于设定温度时，控制进入恒温状态。同时在等到饱和桶的温度也到达设定温度时，盐雾箱开始喷雾进行试验。盐雾箱设定及操作流程如图2所示。

图2 盐雾箱设定及操作流程

由于盐雾试验条件腐蚀性强，试验环境高温高湿，较为恶劣，在这样的环境下可能发生设备自身的故障，比如控温部分的传感器失灵，控温的继电器故障，导致温度的监测控制失效和超温保护功能故障的情况，如图3所示。这样有可能造成试验箱和饱和桶内部温度过高，直接造成试验样品的损坏，试验失败，也有可能使得试验箱持续加热，导致试验箱设备电气控制过热短路甚至造成火灾等情况。

图3 温度监测控制失效

远程监控保护装置如图4所示，是通过在盐雾试验箱内单独加装一组温度传感器，当试验开始后，试验箱内温度超过设置值（设置值一般设定为试验温度±10℃）时，数显温控仪将输出驱动电压使得继电器导通，这时分励断路器脱扣，盐雾试验箱的总电源关闭，试验暂停，实现盐雾箱的独立超温保护，有效保护试验样品及试验设备。同时温度传感器数据通过数显控制器传输到远程实验室设置系统电脑保存在本地网络，实现电脑远程监控。这时通过控制系统电脑上传试验数据至手机APP，试验人员可以实现异地24 h的实时监控。

图4 远程监控保护装置

2 结论

针对在实际试验中模拟盐雾试验箱进行试验时可能遇到的几种情况，设计出一种装置进行解决，具体情况包括：①盐雾箱缺水。装置可以及时通过液位开关感知，开启补水阀进行补水。②液位开关失效。装置可以通过单浮球开关控制继电器关闭补水阀，实现防溢水保护。③盐雾试验箱环境温度过高。装置通过温度传感器控制继电器切断试验箱电源停止试验，试验人员通过手机APP了解试验箱温度超温。

可无限扩展的盐雾箱盐溶液的补充和远程监控保护装置可以实现对试验箱系统和试验样品安全的有效保护，延长试验设备寿命，自动添加盐溶液，实现联网集中监控及手机APP远程监控技术，降低人力成本，提高了工作效率。