設備概述
為滿足水下相關產品試驗、材料性能測試等場景對水下環境模擬的需求,依據用戶提出的核心技術參數,定制開發一款集常規模擬試驗、參數采集、智能化控制于一體的非標水下環境模擬裝置。該裝置可精準模擬水下溫度、PH值、鹽度等關鍵環境參數,實現水浪模擬與水量自主控制功能,并通過計算機系統完成數據的實時監測、存儲與報告生成,為試驗提供可靠的環境支撐和數據保障。
1.1設計目標
? 實現水下核心環境參數(溫度、PH、鹽度)的精準模擬與實時采集,滿足常規模擬試驗需求。
? 配置不少于1個測試工位,測試艙體體積滿足2m×2m×1m(長×寬×高)要求,支持水量進出控制。
? 具備水浪模擬功能,可根據試驗需求調節浪型強度;實現鹽度精準顯示及水量自主進入。
? 搭建計算機數據云端采集控制系統,完成參數實時顯示、曲線繪制、數據存儲(含Excel格式)及試驗報告打印功能。
? 確保裝置運行穩定、操作便捷、維護性強,符合工業級設備可靠性標準。
1.2適用范圍
本裝置適用于水下傳感器性能測試、海洋工程材料耐蝕性試驗、水下設備密封性能檢測、水生生物生長環境模擬等場景,可滿足科研機構、企業研發及質量檢測等多領域的試驗需求。
三、裝置技術參數
2.1 整體架構
本裝置采用“模塊化集成”設計理念,整體由“主體試驗單元+環境模擬單元+數據采集單元+智能控制單元”四大核心模塊組成。各模塊獨立運行且協同聯動,通過計算機控制系統實現管控,確保裝置整體性能穩定、功能精準落地。
2.2 主要技術參數
| 序號 | 設計項目 | 技術參數 | 
| 1 | 試驗箱體尺寸 | 長×寬×高=2m×2m×1m(有效容積≥4m3) | 
| 2 | 測試工位數量 | ≥1個(支持定制擴展) | 
| 3 | 試驗溫度 | RT常溫±5℃ | 
| 4 | PH值調節范圍 | 4.0~10.0(精度±0.1) | 
| 5 | 鹽度調節范圍 | 0‰~10‰(海水標準鹽度,精度±0.1‰) | 
| 6 | 水浪模擬類型 | 不規則浪、正弦浪(浪高0~20cm造浪) | 
| 7 | 水量控制方式 | 自動進水、手動/自動排水(無流量控制要求) | 
| 8 | 數據采集頻率 | 1~10Hz可調(默認1Hz) | 
| 9 | 設備電源 | AC220V 50/HZ | 
二、設備主要特征
3.1 艙體結構設計
裝置試驗艙體采用PP材質制作,具備優良的耐腐蝕性和結構強度,可適配鹽度調節等試驗需求。艙體尺寸嚴格按照2m×2m×1m(長×寬×高)設計,內壁光滑無痕可減少對水流的阻力干擾;艙體底部設置5°傾斜角,最低點安裝排水口,確保排水徹底無殘留。艙體頂部配備可拆卸式亞克力透明蓋板,便于觀察試驗過程及測試工位操作;蓋板邊緣安裝密封膠條,兼具防塵和防水濺功能。艙體外側焊接加強筋,間距50cm,防止艙體因水量壓力產生變形,確保長期使用穩定性。
3.2 環境參數調節系統
3.2.1 溫度顯示模塊
溫度傳感器選用(精度±0.5℃),安裝于艙體中部水體核心區域,實時采集水溫數據并傳輸至控制系統(水溫不做控制,實時顯示。)
3.2.2 PH值調顯示模塊
系統配置獨立的PH值調節單元,安裝于艙體中部,與水流方向平行,確保檢測數據準確;水循環組件采用化工耐腐蝕自吸泵103-32FS-11(功率750W,轉速2900r/min),安裝于加藥口下方,確保藥劑加入后快速均勻混合。控制系統根據PH傳感器反饋數據,手動對應計量泵加藥,實現PH值精準調節。
3.2.3 鹽度顯示模塊
鹽度傳感器選用(測量范圍0-10%,顯示精度±0.1‰),安裝于艙體出水口前端,實時監測水體鹽度。鹽箱底部與艙體進水口連通,通過進水口和出水口循環沖入艙體并溶解;稀釋過程通過補充淡水實現,結合水量手動完成鹽度調節顯示。
3.3 水浪模擬系統
采用實現水浪模擬功能,在艙體后側安裝2臺造浪泵,呈矩陣式分布。造浪泵支持轉速調節,可模擬不規則浪(自然海浪模擬)、正弦浪(周期性浪模擬)等多種浪型,浪高調節范圍0-20cm。
3.4 水量進排水控制設計
采用“市政供水+穩壓裝置”作為進水來源,進水口位于艙體頂部右側,配備(通徑32mm)控制進水啟停;電磁閥前端安裝Y型過濾器(過濾精度100μm),防止雜質進入艙體堵塞管路。排水口位于艙體底部最低點,采用“主排水+應急排水”雙管路設計。應急排水管路配備手動閘閥,用于設備檢修或緊急排水場景。排水管路末端連接污水收集池,避免試驗廢水直接排放造成污染。
3.5 軟件系統設計
界面實時顯示溫度、PH、鹽度等參數數值及變化曲線,不同參數采用不同顏色曲線區分,顯示實際值狀態。試驗數據可以Excel表格形式保存(每試驗周期自動生成,包含參數名稱、采集時間、數值等信息),支持手動導出至指定路徑。