雨淋环境是自然环境因素,是产品必然要经受考验的外界环境条件之一。各种雨环境对产品的影响不容忽视,因此,在材料、武器装备研制和生产中都要安排淋雨及滴雨试验,以提高或验证其对雨环境的适应性。
淋雨试验技术通常包括淋雨试验与滴雨试验两种,目前国内外都已将淋雨试验技术应用于考核淋雨环境下产品的环境适应能力,但应用该技术研制的淋雨试验设备功能各自分离,没有淋雨与滴雨二者合一的试验设备,由于其涉及多项关键技术,研制该设备存在一定难度笔者深入开展了集淋雨与滴雨两项功能合一的耐淋雨试验设备的研制工作,使得试验环境更接近于产品工作的真实环境,以提高装备环境适应能力和应用条件下的使用可靠性。
一、耐淋试验设备的组成与原理
试验台升降、旋转系统本试验设备能在给定空问的试验段内,按有风源淋雨和滴雨试验两种丁作状态,提供试验规定的箱温、水温、降雨强度、滴水量及风速,考核样品外壳防止雨水渗透的能力和遭到淋雨时或之后的一作效能,由试验箱体和PLC控制系统两部分组成。试验箱体包括:风速调控系统,温度调控系统,降雨水箱及试验用水循环系统,试验台升降、旋转系统,副水箱升降系统。PLC控制系统包括:PLC可编程控制器及I/O接口模块,彩色LCD触摸控制屏幕显示器,各种交流接触器、继电器及控制电路板和电源。该耐淋雨试验设备流程如图l所示。
试验过程主要包括温度控制及降雨强度控制等闭环控制:其中温度控制系统的功用是对箱内试验区域的气流温度和水温按试验要求进行动态测控,使其保持在试验要求的设定范围内。本设备进行温度控制的主要方式是:模糊控制与PID控制相结合,精确快速控制加热器输出,以调节试验箱内的温度,使试件温度满足高出水箱水温l0以上的条件。
系统设计时要求降雨强度≥10℃m/h,降雨量≥10℃m/h,系统对降雨强度和降雨量是通过固定在副水箱内的水位计所测水位转换得出。这可以通过适时控制副水箱升降系统来涮节流人降雨水箱中的水量,从而导致降雨水箱内水压的改变,以此来调节雨滴产生器的出水流量,保证降雨强度(或降雨量)符合试验要求。
二、试验台升降、旋转系统
耐淋雨试验系统中试验台及其升降、旋转系统是根据试验标准的要求进行设计安装的一试验台是用来放置试件的圆形平台,试验台位于试验段中央,立式转轴通过径向止推滚动轴承,安装于支座上转盘通过电动蜗轮蜗杆机构可自动360。转动转盘,也可上下调整距离。试验台旋转系统的功用是使试验台能360。旋转,以保证试件的各暴露表面都能接受淋雨试验。试验台升降系统的工作原理为:在滴雨试验时,根据试件的大小调整试验俞的高度,以满足滴雨出水L]与试件之问的高度要求。升降系统由电机、继电器及位移器和限位开关组成。其中,继电器控制电机的正、反转,即试验台的升降。限位开关的作用是设置试验台升降位移的上、下限高度位置
三、降雨强度调节和控制
通常,最高的降雨速率发生在雷雨和飓』Xl型暴雨中。在雷雨巾,降雨持续时间通常很短,一般不超过0.5 h,降雨强度与雨滴尺寸、降落速度关系见表:
该试验系统既能进行有风源的淋雨试验,同时也能进行滴雨试验。有风源的淋雨试验要求降雨强度≥10℃m/h,滴雨试验要求降雨量≥280 L/(m!.h),在试验中按试验要求自动调节降雨强度或降雨量很困难,设计上存在一定难度:利用连通器原理,设计了升降式水控制系统,通过蓄水箱、副水箱及2个降雨水箱(淋雨或滴雨)的相互转换来实现降雨强度的自动控制,满足_厂试验标准的需求。降水强度控制原理如图2所示。试验中通过副水箱的升降来调节降雨(淋雨或滴雨)水箱内水位的高度,以保持足够的水压和出水流量。满足试验条件对降雨强度(或降雨量)的要求。试验过程中,2个降雨水箱(淋雨或滴雨)中只有一个水箱能与副水箱连通。水泵从蓄水箱中将水抽出,经水质过滤装置进入副水箱并流入该降雨水箱内。虽然副水箱内蓄水的最高水位是固定的,但当副水箱升降系统动作时,流人降雨水箱中的水量将会随副水箱高度的变化而变化,从而导致降雨水箱内水压的改变,以此来调节雨滴产生器的出水流量,保证降雨强度(或降雨量)符合试验要求。