一种壁画病害模拟实验盒及控温控湿实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及壁画保护技术领域，尤其涉及一种壁画病害模拟实验盒及控温控湿实验装置。


背景技术：

2.古代壁画是珍贵的历史文化遗迹，由于时间的推移以及自然环境的侵蚀，导致壁画容易受到严重的破坏，壁画保护工作者通过对壁画颜料成分的研究以及积累的经验知识，通过计算机技术探测颜料成分对壁画进行侵蚀过程的虚拟模拟，为壁画病害的原因提供参考。
3.在现有技术中，壁画保护工作者虽然能够通过计算机技术模拟推断壁画侵蚀破坏的原因，但是这种模拟过程与实际现实条件的影响因素存在一定差距，工作人员难以通过实际场景模拟获取壁画病害成因的具体影响数据，因此工作人员如何准确了解自然环境对壁画病害发生的成因还存在障碍。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中计算机模拟推断壁画侵蚀破坏原因的过程与显示条件的实际影响存在一定差距，工作人员难以通过实际场景模拟壁画病害成因的具体影响数据的问题，本实用新型提供一种壁画病害模拟实验盒及控温控湿实验装置。
6.本实用新型通过以下技术方案实现的：
7.一种壁画病害模拟实验盒，其中，所述壁画病害模拟实验盒包括：
8.箱体，所述箱体中心水平设置有置物板，所述置物板上设置有若干置物孔，所述箱体内部设置有加温腔和冷却腔，所述加温腔位于所述置物板的一侧，所述冷却腔设置在所述置物板的另一侧；
9.第一蒸汽组件，所述第一蒸汽组件与所述加温腔密合连通，所述第一蒸汽组件用于向所述加温腔内灌注高温蒸汽；
10.第二蒸汽组件，所述第二蒸汽组件与所述冷却腔密合连通，所述第二蒸汽组件用于向所述冷却腔内灌注干燥蒸汽。
11.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，所述加温腔位于所述置物板的上方一侧，所述冷却腔位于所述置物板的下方一侧；
12.所述箱体底部设置有冷凝组件，所述冷凝组件固定贴合设置在所述箱体的底部，所述冷却腔内灌注有冷却水，所述冷凝组件用于调节所述冷却水的温度。
13.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，所述冷凝组件包括：
14.第一冷凝器，所述第一冷凝器设置在所述箱体底部的一侧；
15.第二冷凝器，所述第二冷凝器设置在所述箱体底部的另一侧；
16.控温器，所述控温器与所述第一冷凝器和所述第二冷凝器电路连接。
17.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器包括若干半导体制冷片组，所述半导体制冷片组的制冷面一侧与所述箱体底部贴合连接，所述控温器与所述半导体制冷片组电路连接，且分别控制所述第一冷凝器和所述第二冷凝器中半导体制冷片组的电压强度。
18.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，所述第一蒸汽组件包括：
19.第一输送管，所述第一输送管的一端密合贯通设置在所述箱体内与所述加温腔对应的位置；
20.高温蒸汽发生器，所述高温蒸汽发生器与所述第一输送管的另一端密合贯通连接；
21.第一风扇，所述第一风扇设置在所述第一输送管的内部且位于所述高温蒸汽发生器的上方。
22.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，所述第二蒸汽组件包括：
23.第二输送管，所述第二输送管的一端密合贯通设置在所述箱体内与所述加温腔对应的位置；
24.低温蒸汽发生器，所述低温蒸汽发生器与所述第二输送管的另一端密合贯通连接；
25.第二风扇，所述第二风扇设置在所述第二输送管的内部且位于所述低温蒸汽发生器的上方；
26.所述壁画病害模拟实验盒还包括：控温控风装置，所述控温控风装置与所述高温蒸汽发生器和所述低温蒸汽发生器电路连接。
27.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，所述箱体为透明箱体；
28.所述箱体的上方设置有照明组件，所述照明组件包括：
29.照明灯，所述照明灯设置有若干个，若干所述照明灯均匀布置在所述箱体的上方；
30.紫外线灯，所述紫外线灯设置有若干个，若干所述紫外线灯均匀布置在所述箱体的上方。
31.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，所述第一蒸汽组件和所述第二蒸汽组件设置在所述箱体上的一侧；
32.在所述箱体上的另一侧与所述第一蒸汽组件对应的位置设置有第一透气窗，所述第一透气窗上设置有第一窗板，所述第一窗板与所述第一透气窗可拆卸密封连接；
33.在所述箱体上的另一侧与所述第二蒸汽组件对应的位置设置有第二透气窗，所述第二透气窗上设置有第二窗板，所述第二窗板与所述第二透气窗可拆卸密封连接。
34.所述的壁画病害模拟实验盒，其中，若干所述置物孔的尺寸不同，所述置物板上还设置有与若干所述置物孔形状适配的密封盖，所述若干所述密封盖与若干所述置物孔一一对应、可拆卸密封连接。
35.一种控温控湿实验装置，其中，所述控温控湿实验装置包括上述中任意一项所述的壁画病害模拟实验盒。
36.本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过在箱体内部设置置物板，将壁画试块放置在置物板上对应置物孔的位置，并通过第一蒸汽组件和第二蒸汽组件向壁画试块的两侧分别释放高温蒸汽和低温蒸汽，从而模拟壁画在自然条件下受到的侵蚀状态，本实用
新型使用方便，能够辅助工作人员对壁画病害的成因进行实验，为壁画保护提供更为准确的数据基础。
附图说明
37.图1是本实用新型壁画病害模拟实验盒的立体结构示意图；
38.图2是本实用新型壁画病害模拟实验盒在图1中a节点的结构放大图；
39.图3是本实用新型壁画病害模拟实验盒中置物板的俯视图。
40.在图1至图3中：100、箱体；110、加温腔；120、冷却腔；130、冷却水；140、第一透气窗；141、第一窗板；150、第二透气窗；151、第二窗板；200、置物板；210、置物孔；220、密封盖；310、第一蒸汽组件；311、第一输送管；312、高温蒸汽发生器；313、第一风扇；320、第二蒸汽组件；321、第二输送管；322、低温蒸汽发生器；323、第二风扇；330、控温控风装置；400、冷凝组件；410、第一冷凝器；411、半导体制冷片组；420、第二冷凝器；430、控温器。
具体实施方式
41.为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
42.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则所述方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。
43.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则所述“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
44.在现有技术中，壁画保护工作者虽然能够通过计算机技术模拟推断壁画侵蚀破坏的原因，但是这种模拟过程与实际现实条件的影响因素存在一定差距，工作人员难以通过实际场景模拟获取壁画病害成因的具体影响数据，因此工作人员如何准确了解自然环境对壁画病害发生的成因还存在障碍。
45.基于现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种壁画病害模拟实验盒，如图1所示，该壁画病害模拟实验盒具体包括：箱体100，所述箱体100中心水平设置有置物板200，所述置物板200上设置有若干置物孔210，所述箱体100内部设置有加温腔110和冷却腔120，所述加温腔110位于所述置物板200的一侧，所述冷却腔120设置在所述置物板200的另一侧；第一蒸汽组件310，所述第一蒸汽组件310与所述加温腔110密合连通，所述第一蒸汽组件310用于向所述加温腔110内灌注高温蒸汽；第二蒸汽组件320，所述第二蒸汽组件320与所述冷却腔120密合连通，所述第二蒸汽组件320用于向所述冷却腔120内灌注低温蒸汽。
46.本实用新型通过在箱体100内部设置置物板200，将壁画试块放置在置物板200上
对应置物孔210的位置，并通过第一蒸汽组件310和第二蒸汽组件320向壁画试块的两侧分别释放高温蒸汽和低温蒸汽，从而模拟壁画在自然条件下受到的侵蚀状态，本实用新型使用方便，能够辅助工作人员对壁画病害的成因进行实验，为壁画保护提供更为准确的数据基础。
47.在上述实施例中，如图1所示，本实用新型的主体为箱体100，如图1所示，本实用新型中在箱体100的中心位置水平设置有一置物板200，通过置物板200将箱体100内部划分为位于上方的加温腔110，和位于下方的冷却腔120，通过第一蒸汽组件310和第二蒸汽组件320向加温腔110和冷却腔120的内部灌注预定温度的蒸汽，并将壁画试块放置在置物板200上的置物孔210对应的位置上，从而实现对壁画两侧不同自然状态进行模拟的效果，以辅助工作人员实验壁画病害形成的原因。
48.具体地，如图1所示，在实际设置时，箱体100优选设置为矩形箱体100，在箱体100高度的中心位置设置置物板200，置物板200采用不易变形的材料制成，例如塑料、金属等，在置物板200上还设置有若干置物孔210，若干置物孔210贯穿置物板200设置，在实际使用时，壁画试块扣放在置物板200的置物孔210上，通过对置物板200的两侧灌注不同温度的蒸汽，模拟壁画贴敷在墙壁上时内外两侧不同温度和湿度的状态，从而可实现对壁画病害进行模拟实验的效果；在本实施例中，优选将加温腔110设置在置物板200的上方一侧，将冷却腔120设置在置物板200的下方一侧，这样设置的好处在于由于热空气较轻，冷空气较重，将第一蒸汽组件310灌注的高温蒸汽灌注至位于置物板200上方的加温腔110内，可使高温蒸汽均匀加热壁画试块的上方一侧；对应地，将第二蒸汽组件320灌注的高温蒸汽灌注至位于置物板200下方的冷却腔120内，冷空气向下沉，能够对低温气体均匀接触壁画试块的下方一侧，进而模拟出壁画试块附着在具有水汽的墙壁上的状态。
49.进一步地，由于在我国发现的壁画大都位于戈壁滩，具有昼夜温差大的特点，山体建筑的温度与空气温度往往存在较大的温差，为进一步提高对壁画试块下方与墙壁接触的模拟效果，本实用新型还在箱体100的底部设置有冷凝组件400，冷凝组件400固定贴合设置在箱体100的底部，冷凝组件400用于产生低温，从而对自然墙体的低温状态进行模拟，对应地，在本实施例中为实现对岩缝中水汽的模拟，还在箱体100上的冷却腔120内灌注有冷却水130，冷却水130受冷凝组件400产生的低温影响保持稳定的低温温度，同时又将第二蒸汽组件320产生的低温蒸汽进行冷凝，模拟自然状态下空气中的温度遇冷附着在岩壁上的状态，同时，由于置物板200与冷却水130之间存在一定的距离，因此能够在模拟岩壁状态的同时，便于工作人员观测壁画试块的状态变化。
50.具体地，如图1所示，在实际设置时，上述冷凝组件400具体包括第一冷凝器410、第二冷凝器420和控温器430，其中，第一冷凝器410设置在箱体100底部的一侧，并与箱体100的底部贴合对应，第二冷凝器420设置在箱体100底部的另一侧并与箱体100的底部贴合对应，控温器430分别与第一冷凝器410和第二冷凝器420分别电路连接，通过控温器430还可实现对第一冷凝器410和第二冷凝器420的温度进行单独控制的效果，例如，可将第一冷凝器410和第二冷凝器420设置一定的温差，冷却水130相当与壁画一侧的墙壁，这样设置的好处在于能够模拟出墙壁在由黑夜转入白天时，墙壁一端与地面接触的部位温度较低、墙壁另一端受太阳照射的部位温度较高，二者相互干扰并逐渐统一温度，工作人员可通过对控温器430调节模拟出类似上述实施例中温度精准变化的状态，从而通过实验获取壁画病害
成因的相关数据。
51.更进一步地，第一冷凝器410和第二冷凝器420均包括若干个半导体制冷片组411，半导体制冷片是一种热传递的工具，当一块n型半导体材料和一块p型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间会产生热量转移，热量从而一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端，当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。本实用新型通过在第一冷凝器410和第二冷凝器420中设置若干个半导体制冷片组411，将半导体制冷片组411中制冷面的一侧与箱体100的底板进行接触，实现对冷却水130降温的效果，在实际使用时，还可通过控温器430电路控制第一冷凝器410和第二冷凝器420中半导体制冷片组411的电压强度，从而改变制冷面的温度，实现不同温度独立控制的效果。
52.此外，在本实施例中还可在控温器430中设置电路连接ic，通过电路连接ic将半导体制冷片组411中的电流方向掉转，从而使原本制冷的一侧转换为制热，将原本制热的一侧转换为制冷，从而使第一冷凝器410和第二冷凝器420对冷却水130加温，模拟高温墙体的状态，以进行实验。
53.在本实用新型的另一可实施方式中，如图1所示，在上述实施例中的第一蒸汽组件310具体包括第一输送管311、高温蒸汽发生器312和第一风扇313，其中，第一输送管311的一端密合贯通设置在箱体100内部对应加温腔110的位置，高温蒸汽发生器312与第一输送管311的另一端密合连接，当高温蒸汽发生器312开始工作时，产生的高温蒸汽可沿第一输送管311设置的方向灌注至箱体100的加温腔110中，从而使加温腔110内的高温温度对置物板200上放置的壁画试块进行影响，同时，为提高高温蒸汽灌注至加温腔110的效率，在本实施例中还在第一输送管311的内部对应高温蒸汽发生器312的位置设置有第一风扇313，当第一风扇313开启后，产生的风力可推动高温蒸汽沿第一输送管311移动，从而保证高温蒸汽持续不断地进入到箱体100内。
54.高温蒸汽发生器312是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为蒸汽的机械设备，在本实施例中为便于使用，可通过电磁发热原理设置高温蒸汽发生器312，从而以将电能转换为热能的方式产生高温蒸汽，保证实验室的环境清洁的同时，便于工作人员对蒸汽的温度进行调节。
55.进一步地，如图1所示，上述第二蒸汽组件320具体包括：第二输送管321、低温蒸汽发生器322和第二风扇323，其中，第二输送管321的一端密合贯通设置在箱体100内部对应冷却腔120的位置，低温蒸汽发生器322与第二输送管321的另一端密合连接，当低温蒸汽发生器322开始工作时，产生的干燥蒸汽可沿第二输送管321设置的方向灌注至箱体100的冷却腔120中，从而使冷却腔120内的低温温度对置物板200上放置的壁画试块进行影响，同时，为提高干燥蒸汽灌注至冷却腔120内的效率，在本实施例中还在第二输送管321的内部对应低温蒸汽发生器322的位置设置有第二风扇323，当第二风扇323开启后，产生的风力可推动高温蒸汽沿第二输送管321移动，从而保证干燥蒸汽持续不断地进入到箱体100内。
56.在上述实施例中，低温蒸汽发生器322又称低温喷雾干燥机，是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用气体(空气、氮气或过热水蒸汽)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法，在本实用新型中，低温蒸汽发生器322产生的干燥喷雾可实现对壁画试块朝向冷却腔120的一侧进行干燥的效果，从而模拟岩壁在经过夜晚露水浸湿后，经太阳照射后干燥后对壁画
一侧产生的影响，以及壁画一侧长期收冷空气干燥时产生的病害影响。
57.对应地，本实用新型壁画病害模拟实验盒还包括控温控风装置330，该控温控风装置330与高温蒸汽发生器312和低温蒸汽发生器322电路连接，工作人员可通过第控温控风装置330进行调节，改变高温蒸汽发生器312和低温蒸汽发生器322的温度和风力，从而对实验因素进行调节。
58.基于上述实施例，在本实用新型的另一可实施方式中，如图1所示，在本实施例中优选将上述箱体100设置为透明箱体100，具体可采用透明塑料、玻璃等材质进行制作，这样设置的好处在于便于工作人员对放置在箱体100内部的壁画试块的状态进行观测，从而便于快速获取实验数据，在本实施例中，箱体100采用密封设置，为便于工作人员对壁画试块进行取放，还优选将箱体100上方的一侧设置为转动门结构，并参考冰箱以及其他冷藏器的结构，将该转动门的四边通过胶条等材料进行设置，以保证当箱体100关闭后能够实现保温状态。
59.进一步地，在上述箱体100的上方还设置有照明组件，照明组件具体包括照明灯和紫外线灯，其中，照明灯优选采用低温照明灯具，例如荧光灯、led灯等，低温照明灯具自身发热量较小，能够避免因灯光照射影响实验温度的情况发生，且通过照明灯可便于工作人员在光线不充足的情况下对进行实验的壁画试块的状态进行观测。紫外线灯用于模拟紫外线对壁画试块的影响，从而通过不同的紫外线强度作为影响因素，判断壁画试块在不同光照强度下病害产生的不同状况。上述照明灯和紫外线灯均设置有若干个，工作人员可根据使用需求改变开启的照明灯和紫外线灯的数量，从而影响实验因素。
60.在本实用新型的另一可实施方式中，如图1和图2所示，在本实施例中上述第一蒸汽组件310和第二蒸汽组件320设置在箱体100上的同一侧，对应地，在箱体100上的另一侧还设置有第一透气窗140和第二透气窗150，其中第一透气窗140设置的位置与第一蒸汽组件310中第一输送管311与箱体100连接的位置对应，且在第一透气窗140设置设置有第一窗板141，该第一窗板141与第一透气窗140可拆卸密封连接，在实际使用时，当开启第一蒸汽组件310后，工作人员可同步开启第一透气窗140，使加温腔110的内部产生对流，从而模拟高湿度风力影响下壁画试块的变化；
61.第二透气窗150设置的位置与第二蒸汽组件320中第二输送管321与箱体100连接的位置对应，且在第二透气窗150上设置有第二窗板151，该第二窗板151与第二透气窗150可拆卸密封连接，在实际使用时，当开启第二蒸汽组件320后，工作人员可同步开启第二透气窗150，使冷却腔120的内部产生对流，从而模拟低温度风力影响下壁画试块的变化。
62.在本实用新型的另一可实施方式中，如图3所示，本实用新型在上述置物板200上设置有若干的置物孔210，壁画试块放置在置物孔210上，从而使壁画试块的两侧存在不同的影响因素，在实际设置时，优选将若干个置物孔210的尺寸设置为不同尺寸，以便于工作人员根据壁画试块的尺寸选择适宜尺寸的置物孔210放置，以保证实验过程中对壁画试块的影响条件均等，此外，为进一步提高实验效果，在本实施例中还在置物板200上设置若干与置物孔210形状适配的密封盖220，当进行实验时，工作人员可通过将未放置壁画试块的置物孔210中安装密封盖220，避免加温腔110和冷却腔120中不同模拟因素相互影响，干扰模拟的数据结果。
63.本实用新型壁画病害模拟实验盒的实际使用过程如下：
64.工作人员将箱体100开启，在置物板200上合适的位置放置壁画试块，并通过密封盖220对其他置物孔210进行封堵，关闭箱体100，通过调节第一蒸汽组件310、第二蒸汽组件320调节加温腔110和冷却腔120内的风力影响，通过冷凝组件400改变箱体100内冷却水130的温度，以模拟壁画试块受岩壁上水汽的影响，工作人员通过控温器430和控温控风装置330、紫外线灯限制实验条件，再通过观测壁画试块的状态变化了解不同壁画病害的成因。
65.基于上述实施例，本实用新型还提供一种控温控湿实验装置，该控温控湿实验装置包括上述实施例中任意一项所述的壁画病害模拟实验盒，该壁画病害模拟实验盒具体包括：箱体，所述箱体中心水平设置有置物板，所述置物板上设置有若干置物孔，所述箱体内部设置有加温腔和冷却腔，所述加温腔位于所述置物板的一侧，所述冷却腔设置在所述置物板的另一侧；第一蒸汽组件，所述第一蒸汽组件与所述加温腔密合连通，所述第一蒸汽组件用于向所述加温腔内灌注高温蒸汽；第二蒸汽组件，所述第二蒸汽组件与所述冷却腔密合连通，所述第二蒸汽组件用于向所述冷却腔内灌注干燥蒸汽。本实用新型通过在箱体内部设置置物板，将壁画试块放置在置物板上对应置物孔的位置，并通过第一蒸汽组件和第二蒸汽组件向壁画试块的两侧分别释放高温蒸汽和低温蒸汽，从而模拟壁画在自然条件下受到的侵蚀状态，本实用新型使用方便，能够辅助工作人员对壁画病害的成因进行实验，为壁画保护提供更为准确的数据基础。
66.综上所述，本实用新型提供一种壁画病害模拟实验盒及控温控湿实验装置，其中，该壁画病害模拟实验盒具体包括：箱体，所述箱体中心水平设置有置物板，所述置物板上设置有若干置物孔，所述箱体内部设置有加温腔和冷却腔，所述加温腔位于所述置物板的一侧，所述冷却腔设置在所述置物板的另一侧；第一蒸汽组件，所述第一蒸汽组件与所述加温腔密合连通，所述第一蒸汽组件用于向所述加温腔内灌注高温蒸汽；第二蒸汽组件，所述第二蒸汽组件与所述冷却腔密合连通，所述第二蒸汽组件用于向所述冷却腔内灌注干燥蒸汽。本实用新型通过在箱体内部设置置物板，将壁画试块放置在置物板上对应置物孔的位置，并通过第一蒸汽组件和第二蒸汽组件向壁画试块的两侧分别释放高温蒸汽和低温蒸汽，从而模拟壁画在自然条件下受到的侵蚀状态，本实用新型使用方便，能够辅助工作人员对壁画病害的成因进行实验，为壁画保护提供更为准确的数据基础。
67.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。