1.一种自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统的测试方法,其特征在于:
所述自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统中,中空的卡槽形冲刷头(4)外圆柱面四周等距均布有卡槽,通过与卡槽啮合的调整轮(5)与步进电机(6)相连接;卡槽形冲刷头(4)上端与电磁阀(7)一端相连接,卡槽形冲刷头(4)下端竖直向下穿入到反应罐体(3)内,并与嵌入U形试件平台(9)上部的试件(10)相向布置;电磁阀(7)另一端与上压力传感器(8)相连接;在中空的U形试件平台(9)内部装有两个微型电机(25)、两根主动杆、四根从动杆(27)、两根滑杆和内载物台(29);两根从动杆的一端与焊接在第1微型电机上的表面开有螺纹的第1主动杆螺纹连接,两根从动杆的另一端通过通孔套在第1滑杆上;另外两根从动杆的一端与焊接在第2微型电机上的表面开有螺纹的第2主动杆螺纹连接,两根从动杆的另一端通过通孔套在第2滑杆上;一对相互平行的从动杆与另一对相互平行的从动杆相互垂直且上下分布,四根从动杆(27)分别贴合在活动的内载物台(29)的四个侧面上,反应罐体(3)的一组相对的侧面相对应的位置各开有通孔(17),U形试件平台(9)通过通孔(17)分别连接有舵机(13)与电位器(14);电磁阀(7)、电磁铁(11)、舵机(13)、电位器(14)、上压力传感器(8)、下压力传感器(12)、感压元件(24)和两个微型电机(25)均通过导线与控制台(22)相连;
该方法包括以下步骤:
步骤1)打开罐盖(23),在载物台(21)上中心位置放置试件(10),合上罐盖(23),调节控制台(22)输出高电平,控制电磁阀(7)打开,开始预冲刷腐蚀;
步骤2)感压元件(24)检测记录压力值并得到F1‑F8共8组数据,筛选并得到8组数据的最大值Fmax和8组数据的最小值Fmin,并计算两者的比值β,即:β=Fmax/Fmin;
步骤3)若β<1.3,则使控制台(22)发出低电平关断电磁阀(7),等待冲刷腐蚀参数设置;若β>1.3,则控制微型电机(25)通过主动杆(26)带动从动杆(27)将内载物台向最大压力值的感压元件(24)方向移动一个单位长度Δs,回到步骤2),直至β<1.3;
步骤4)连接角度控制电路(15),并初始化以下参数,m=n=0,m,n分别表示步进电机(6)工作参数;
步骤5)在控制台(22)设定β,V,Δh,其中β表示试件与水平面的夹角角度,V表示冲刷腐蚀速度,Δh表示卡槽型冲刷头(4)的下降高度;
步骤6)控制台(22)输出设定的PWM波调节舵机(13)转过相应的角度α,在转动U形试件平台(9)的同时带动电位器(14)转过角度α,通过角度控制电路(15)将电位器(14)的电阻量转化为电压量接入控控制台(22)ADC采集口,计算输出修正量γ,输出修正后的PWM波,如此反复,完成冲刷腐蚀角度的设定;
步骤7)向控制台(22)重新输入m,此时m=Δh/k,k为单位脉冲下步进电机(6)带动卡槽形冲刷头(4)下降的高度;
步骤8)步进电机(6)带动调整轮(5),调整轮(5)通过卡槽形冲刷头(4)上的卡槽带动卡槽形冲刷头(4)下降单位高度,此时将步进电机(6)工作参数n赋值+1,直到n=m;
步骤9)将下压力传感器(12)检测到的数据发送至控制台(22),控制台(22)计算得到实际的流速V1,与设定速度V进行对比,计算得到冲刷腐蚀高度修正量Δh’;
步骤10)控制台(22)将Δh’转化成步进电机(6)工作参数修正量△m;
步骤11)将n重新赋值为0;
步骤12)若n小于△m的绝对值|△m|,则n赋值+1,否则流速调节完毕,确定最终冲刷腐蚀高度;
步骤13)判断△m的正负,若△m>0,则步进电机(6)前转一个单位,反之则后转一个单位,跳回步骤12;
步骤14)当完成角度与高度预置后,上压力传感器(8)将感应到的压力P与设定速度V时对应的压力F进行比较,若P<F,则上压力传感器(8)继续感应压力P,同时调节实际流体流速;当P≥F,则认为已开始冲刷腐蚀;打开电磁阀(7),开始冲刷腐蚀,至此完成整个系统高度、角度、流速的精准调节。
2.根据权利要求1所述的自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统的测试方法,其特征在于:步骤9)中所述的冲刷腐蚀高度修正量Δh’按照下式计算:
2 2
其中:w为修正因子,取值为9.4m/s~10.2m/s。
3.根据权利要求1所述的自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统的测试方法,所述反应罐体(3)上不开有通孔(17)的一个侧面的中上部并与载物台(21)相对位置开有圆孔(16),圆孔(16)的法兰四周均布有与罐盖(23)配合的法兰孔(18),且反应罐体(3)底部呈漏斗状。
4.根据权利要求1所述的自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统的测试方法,其特征在于:所述U形试件平台(9),包括两个U形支架(19)、两根连接杆件(20)和载物台(21);两根连接杆件(20)通过各自的U形支架(19)同轴安装在载物台(21)两端面,载物台(21)中心安装试件(10),两根连接杆件(20)轴线与试件(10)的形心在同一直线上。
5.根据权利要求1所述的自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统的测试方法,其特征在于:所述U形试件平台(9)、载物台(21)上方的电磁铁(11)下表面的压力传感器(12)、并与位于电磁铁(11)上表面的感压元件(24)组成流速控制系统(2)。
6.根据权利要求1所述的自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统的测试方法,其特征在于:所述舵机(13)、电位器(14)和角度控制电路(15)组成角度控制系统(1)。
7.根据权利要求6所述的自适应反馈调整的精准冲刷腐蚀系统的测试方法,其特征在于:所述角度控制电路(15),包括电阻R2、电容C1、三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3;三极管Q1基极经电阻R4和电容C1接地,并同时连接在电阻R2与电阻R3之间,电阻R3的另一端连接到电源正极,电阻R2另一端接地;电阻R1与电阻R4之间引出接到电位器的一端,电位器另一端接电源正极;三极管Q2基极经电阻R6后一路连接到三极管Q1的发射极,另一路经电阻R5接地,三极管Q2发射极接地,三极管Q2集电极一路经电阻R7接电源正极,另一路经电阻R8接三极管Q3基极;三极管Q3集电极接电源正极,发射极经电阻R9接地;电容C1和电容C2分别并联在电阻R1和电阻R9的两端且C2两端作为输出端引出接控制台ADC采集口。