雾凇模拟试验方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种雾凇模拟试验方法及其系统，可以产生自然界中雾凇形成的环境，模拟雾凇的形成。
【背景技术】
[0002]模拟雾凇形成的环境，主要是空气中的过冷水滴碰撞到同样低于冻结温度的物体时，凝结于物体表面，形成雾凇。除了观赏价值外，雾凇也会对电线等产生危害。
[0003]目前，现有的人造雾凇方法和装置都是开放式的，即在低温自然环境下，直接向树木等喷洒水蒸气或相关溶液形成雾凇。此种方法由于相关参数不可控，且严格依赖零下低温的自然环境，因此无法直接运用到要求较高的雾凇模拟试验中。
[0004]再比如公开号为1583423A的公开专利，即在低温环境下，用加热装置将水或冰加热成水蒸气，水蒸气上升遇冷后在树木上凝结形成雾凇。但是此种方法操作繁琐，还需加热，浪费能源，同样也无法直接运用到要求较高的雾凇模拟试验中。
[0005]因此，如何提供一种结构简单合理，易于组装维护，且能满足不同试验需求的雾凇模拟试验方法及其系统，是目前市场上亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种雾凇模拟试验系统及方法，该系统结构简单合理，易于组装维护，操作简单，且能满足不同试验需求。
[0007]为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案包括:
[0008]—种雾舱模拟试验系统，其包括:
[0009]第一温度试验箱，用以提供-40?5°C的低温环境而将水雾发生装置提供的水雾转变为低温高湿水汽；
[0010]第二温度试验箱，用以提供-40?5°C的低温环境并容置试验件；
[0011]以及，风机，至少用以将所述低温高湿水汽按照设定流速从第一温度试验箱输往第二温度试验箱，并使所述低温高湿水汽与低温试验件表面接触而形成雾凇。
[0012]进一步的，所述水雾发生装置包括与第一温度试验箱连通和/或置于所述第一温度试验箱内的加湿系统。
[0013]进一步的，所述加湿系统包括水泵与加湿器，所述水泵的进水端与水源连接，出水端连接加湿器的进水口，所述水泵的供水速率大于加湿器的耗水速率。
[0014]进一步的，所述风机包括置于第一温度试验箱内和/或与第一温度试验箱连通的变频风机。
[0015]进一步的，所述雾凇模拟试验系统还包括:密闭的试验容器，至少用以为试验件提供雾凇形成场所，所述试验容器被置于第二温度试验箱内并与第一温度试验箱连通，且所述试验容器的外壳由导热性良好的材料制成，所述水雾发生装置依次经风机和第一阀门与试验容器的进气口连通，所述试验容器的出气口还经第二阀门与外界空气连通。
[0016]进一步的，所述试验容器和/或第二温度试验箱上还设置有至少用以观察试验件上雾凇形成状况的观测装置。
[0017]进一步的，在工作时所述第一温度试验箱内的温度为O?5°C，第二温度试验箱内的温度为-40?O °C。
[0018]进一步的，所述雾凇模拟试验系统还包括控制单元，至少用以调控第一、第二温度试验箱，水雾发生装置和风机中部分组件或全部组件或设于任意两个组件之间的阀门的工作状态。
[0019]一种雾凇模拟试验方法，主要是基于所述雾凇模拟试验系统而实施，其包括:
[0020]运行第一、第二温度试验箱，直至第一、第二温度试验箱内的环境温度达到设定数值且保持稳定；
[0021]启动水雾发生装置产生水雾，并使水雾在第一温度试验箱内转变为低温高湿水汽，之后以风机将低温高湿水汽输送至第二温度试验箱，使所述低温高湿水汽与置于第二温度试验箱内的低温试验件表面接触而形成雾凇。
[0022]进一步的，所述试验方法具体包括:将试验件置入位于第二温度试验箱内的试验容器内，并将所述低温高湿水汽输入试验容器，使所述低温高湿水汽与置于第二温度试验箱内的低温试验件表面接触而形成雾凇，且在设定时间后，停止输送所述低温高湿水汽，并使所述试验容器内腔相对于第一温度试验箱及外界空气形成密闭状态。
[0023]与现有技术相比，本发明所取得的有益效果包括:该雾凇模拟试验系统结构简单合理，操作简便，效果明显，组装维护成本低，且该雾凇模拟试验方法能够精确地模拟自然界中的环境温度、气流速度及湿度，同时，温度、风速和湿度可调，从而满足不同的测试需求，实用性强，应用前景好。
【附图说明】
[0024]为了说明本发明的结构特征和技术要点，下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明的结构特点作进一步详细的说明。
[0025]图1是本发明一典型实施例所公开的一种雾凇模拟试验系统的结构示意图；
[0026]附图标记说明:1-水泵，2-加湿器，3-第一温度试验箱，4-第二温度试验箱，5-变频风机，6-试验容器，7-试验件，8-第一阀门，9-控制单元，10-第二阀门。
【具体实施方式】
[0027]在本发明的一个典型实施方案之中提供了一种雾凇模拟试验系统，包括:
[0028]两个提供-40?5°C低温环境温度可调的温度试验箱，两个温度试验箱相互连通，并且每个温度试验箱都设置有和外界相通的开孔；
[0029]至少用于提供湿气的加湿系统；
[0030]至少用以将湿气在两个温度试验箱内输送的变频风机，通过变频可以改变气流速度，模拟自然界不同的风速；所述加湿系统与变频风机连接；
[0031]至少用以为试验件提供雾凇形成场所的试验容器，其除了进气口和出气口外密闭，所述变频风机通过第一阀门与试验容器相互连通；
[0032]以及控制单元，至少用以同步控制加湿系统、变频风机及阀门的开闭，当加湿系统打开时，变频风机和第一阀门打开，保证湿气流能流经整个试验系统；当加湿系统关闭时，变频风机和第一阀门关闭，保证加湿系统和试验容器达到各自稳定的温度；
[0033]及其连接管路。
[0034]优选的，所述加湿系统包括水泵与加湿器，所述水泵的进水端与水源连接，出水端连接加湿器的进水口 ；所述水泵的供水速率大于加湿器的耗水速率。
[0035]进一步的，所述加湿器的出气口连接变频风机的进气端，且所述加湿器与变频风机设置于第一温度试验箱内部，该第一温度试验箱内的温度为O?5°C。所述试验容器设置于第二温度试验箱内部，该第二温度试验箱内的温度为-40?0°C，至少用以使放置于试验容器内的试验件的温度低于水的冻结温度。
[0036]具体的，所述试验容器的出气端通过连接管路与外界空气相连，且此段连接管路上设置有第二阀门。
[0037]其中，所述第一阀门设置于第一温度试验箱内部。所述第二阀门设置于外界空气中。
[0038]作为优选方案之一，所述试验容器的外壳由导热性良好的材料制成，以便试验容器内的温度能较快的和第二温度试验箱内的温度保持一致。更优选的，所述连接管路的外表面包设有一保温层。
[0039]作为优选方案之一，所述试验容器及第二温度试验箱上还设置有至少用以观察试验件雾凇形成状况的观测装置。
[0040]在本发明的一个典型实施方案之中还提供了一种雾凇模拟试验方法，其可以基于上述的雾凇模拟试验系统而实施，具体可以包括以下步骤:
[0041]运行第一、第二温度试验箱，运行一段时间，直至达到目标温度且稳定；
[0042]水泵将水输送至加湿系统，加湿系统产生湿气通过变频风机输送至位于第二温度试验箱内部的试验容器，水蒸气碰撞低温的试验件形成雾凇；
[0043]所述加湿系统、变频风机和第一阀门通过控制电路实现同步开闭，当加湿系统打开时，变频风机和第一阀门打开，保证湿气流能流经整个试验系统；当加湿系统关闭时，变频风机和第一阀门关闭，保证加湿系统和试验容器在低温环境下达到各自稳定的温度。
[0044]其中，所述加湿系统包括水泵与加湿器，所述加湿器和变频风机设置于第一温度试验箱内，该第一温度试验箱内的温度为O?5°C ;所述试验容器设置于第二温度试验箱内，该第二温度试验箱内的温度为-40?OV 0
[0045]其中，一定时间后，由于与气流的热交换，试验容器中的温度会升高，为了保证形成的雾凇不会融化，控制电路将切换至关闭状态，使得加湿系统、变频风机和第一阀门关闭，试验容器在第二温度试验箱中慢慢降温直至稳定，然后控制电路开启，开始下一个循环。
[0046]具体流程为:水泵为加湿器提供水，控制电路切换至工作状态，在第一温度试验箱中的加湿器运行，将水变成水雾，连接管路中的第一阀门打开，管路畅通，变频风机将低温水雾以一定风速输送至位于第二温度试验箱中的试验容器中，低温水雾撞击低于冻结温度的试验件，水滴在试验件表面凝结，形成雾凇，剩余水汽排出至外界空气。一定时间后，由于与气流的热交换，试验容器中的温度会升高，为了保证形成的雾凇不会融化，控制电路将切换至关闭状态，使得加湿器、风机和阀门关闭，试验容器在第二温度试验箱中慢慢降温直至稳定，然后控制电路开启，开始下一个循环。
[0047]进一步的，在整个试验过程中，水泵可以一直通电运行，也可以加入控制电路和加湿器等同步运行。
[0048]进一步的，水泵的供水速率需大于加湿器的耗水速率，且加湿器内部水量达到警戒线后其进水口将关闭。
[0049]本发明采用常见的试验仪器和设备以及成熟的试验技术，利用温度试验箱、加湿器和变频风机等设备实现雾凇形成