CN202057566U

CN202057566U - 一种凝结水水量测量装置

Info

Publication number: CN202057566U
Application number: CN2011200126232U
Authority: CN
Inventors: 黄继忠; 万力; 曹文炳; 曾亦键; 甘向明; 宁波; 张润平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-01-17

Abstract

本实用新型公开了一种凝结水水量测量装置，其包括制冷单元和凝结单元，制冷单元包括制冷箱、制冷管、水泵、冷凝水箱、第一和第二水管；制冷单元还包括岩石板、密封硅胶板和密封罩，密封罩的两侧分设有输入孔和输出孔。凝结单元包括测量单元、主空气管、空气产生单元、加湿单元和干燥单元。测量单元包括第一、第二和第三相对湿度计，以及空气流量计。主空气管的两端分别通过所述密封罩的输入孔与输出孔伸入至所述密封罩内部，主空气管顺次地与所述第二相对湿度计、干燥单元、第三相对湿度计、空气产生单元、空气流量计、加湿单元和第一相对湿度计配合连接，以形成空气循环。应用所述凝结水水量测量装置，可以定量地测定石窟凝结水水量。

Description

一种凝结水水量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其涉及一种凝结水水量测量装置。

背景技术

世界文化遗产云冈石窟石雕的风化问题一直是困扰文物保护工作者的难题，而水是引起石质文物风化最重要的因素之一。影响石窟石雕风化的水主要有凝结水等四种形式，因没有建立起洞窟内部环境监测***和合适的测量装置来准确测定岩石表面凝结水量，凝结水对石质文物的影响在国际文化遗产保护领域一直未能得到应有的重视，导致凝结水形成规律与机理的研究在国际上一直处于学术空白。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可以定量测量石窟凝结水水量的凝结水水量测量装置。

为实现上述目的，本实用新型的特点在于包括制冷单元和凝结单元。所述制冷单元包括制冷箱、制冷管、水泵、冷凝水箱、第一水管和第二水管，所述制冷管密集地分两层铺设于无盖的制冷箱的底部，所述制冷管的输入和输出端伸出至所述制冷箱外部，所述水泵埋设于装有冰水混合物的冷凝水箱的内部，第一和第二水管分别与制冷管伸出至制冷箱外部的输入端和输出端配合连接，所述第一和第二水管的另一端分别***至冷凝水箱内部的冰水混合物中，以形成水循环；所述制冷单元还包括岩石板、密封硅胶板和密封罩，所述岩石板覆盖在所述制冷箱的上部，所述密封硅胶板覆盖在岩石板的上部并与所述岩石板固连，所述密封罩与密封硅胶板紧密连接，所述密封罩的两侧分设有输入孔和输出孔。

所述凝结单元包括测量单元、主空气管、空气产生单元、加湿单元和干燥单元；所述测量单元包括第一相对湿度计、第二相对湿度计、第三相对湿度计和空气流量计；所述主空气管的两端分别通过所述密封罩的输入孔与输出孔伸入至所述密封罩内部，所述主空气管顺次地与所述第二相对湿度计、干燥单元、第三相对湿度计、空气产生单元、空气流量计、加湿单元和第一相对湿度计配合连接，以形成空气循环。

进一步的，所述空气产生单元包括空气循环泵、第八阀门和第一空气管，所述主空气管顺次地与第三相对湿度计、第八阀门和空气流量计配合连接；所述空气循环泵通过第一空气管和第八阀门与所述主空气管配合连接。

进一步的，所述加湿单元包括加湿瓶、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第二空气管和第三空气管，所述主空气管顺次地与空气流量计、第三阀门和第一相对湿度计配合连接；所述与主空气管配合连接的第二空气管通过第一阀门***至加湿瓶内部的水中，以对空气进行加湿；所述第三空气管的一端插至加湿瓶内部水的上方，其另一端通过第二阀门与主空气管配合连接。

进一步的，所述干燥单元包括干燥瓶、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第四空气管和第五空气管，所述主空气管顺次地与第二相对湿度计、第七阀门和第三相对湿度计配合连接；所述干燥瓶的输入端通过第四空气管和第六阀门与所述主空气管配合连接，所述干燥瓶的输出端通过第五空气管和第五阀门与所述主空气管配合连接。

本实用新型的有益效果在于，应用所述凝结水水量测量装置，可以定量地测定石窟凝结水水量。

附图说明

图1示出了制冷单元的原理示意图。

图2示出了本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

所述凝结水水量测量装置100包括制冷单元和凝结单元。

图1示出了制冷单元的原理示意图。所述制冷单元用于模拟实际石窟岩石的环境，其包括制冷箱14、制冷管13、水泵25、冷凝水箱3和第一水管16和第二水管22；所述制冷管13密集地分两层铺设于无盖的制冷箱14的底部，所述制冷管13的输入和输出端伸出至所述制冷箱14外部；所述水泵25埋设于装有冰水混合物24的冷凝水箱3的内部；第一水管16和第二水管22分别与制冷管13伸出至制冷箱14外部的输入端和输出端配合连接，所述第一水管16和第二水管22的另一端分别***至冷凝水箱3内部的冰水混合物24中，以形成水循环。所述制冷单元还包括岩石板12、密封硅胶板11和密封罩9，所述岩石板12覆盖在所述制冷箱14的上部；所述密封硅胶板11覆盖在岩石板12的上部并与所述岩石板12使用固定螺栓10固连；所述密封罩9与密封硅胶板11紧密连接，所述密封罩9的两侧分设有输入孔和输出孔。

图2示出了本实用新型的原理示意图。所述凝结单元包括测量单元、主空气管15、空气产生单元31、加湿单元30和干燥单元32。所述测量单元包括第一相对湿度计4、第二相对湿度计5、第三相对湿度计26和空气流量计2。所述主空气管15的两端分别通过所述密封罩9的输入孔与输出孔伸入至所述密封罩9内部，所述主空气管15顺次地与所述第二相对湿度计5、干燥单元32、第三相对湿度计26、空气产生单元31、空气流量计2、加湿单元30和第一相对湿度计4配合连接，以形成空气循环。

所述空气产生单元31包括空气循环泵1、第八阀门B4和第一空气管17，所述主空气管15顺次地与第三相对湿度计26、第八阀门B4和空气流量计2配合连接；所述空气循环泵1通过第一空气管17和第八阀门B4与所述主空气管15配合连接。

所述加湿单元30包括加湿瓶7、第一阀门A1、第二阀门A2、第三阀门A3、第二空气管18和第三空气管19，所述主空气管15顺次地与空气流量计2、第三阀门A3和第一相对湿度计4配合连接；所述与主空气管15配合连接的第二空气管18经第一阀门A1***至加湿瓶7内部的水中，以对空气进行加湿；所述第三空气管19的一端插至加湿瓶7内部水的上方，其另一端通过第二阀门A2与主空气管15配合连接。

所述干燥单元32包括干燥瓶8、第五阀门B1、第六阀门B2、第七阀门B3、第四空气管20和第五空气管21，所述主空气管15顺次地与第二相对湿度计5、第七阀门B3和第三相对湿度计26配合连接；所述干燥瓶8的输入端通过第四空气管20和第六阀门B2与所述主空气管15配合连接，所述干燥瓶8的输出端通过第五空气管21和第五阀门B1与所述主空气管15配合连接。

进一步的，由于铜管导热性能很好，为能快速地吸收制冷箱14中的热量，降低制冷箱14中的温度，所述制冷管13选为制冷铜管。

进一步的，所述岩石板12为待测石窟的岩石样板。

所述凝结水水量测量装置100的第一种工作方式包括凝结水形成阶段的工作方法、凝结水消失阶段的工作方法和计算方法。

所述凝结水形成阶段的工作方法为，关闭第三阀门A3、第五阀门B1和第六阀门B2，并开启第一阀门A1、第二阀门A2和第七阀门B3，启动空气循环泵1和测量单元各组件，记录第一相对湿度计4、第二相对湿度计5、第三相对湿度计26和所述空气流量计2的读数，即各测量仪表的加湿阶段初使数据；启动制冷单元各组件，空气沿主空气管15、第一空气管17、第二空气管18和第三空气管19顺时针循环流动，所述空气重复经过所述加湿瓶7，增加空气中的相对湿度，直到所述第二相对湿度计5和第三相对湿度计26读数相同且所述岩石板12上出现凝结水为止，测量所述加湿瓶7中水的消耗量。

所述凝结水消失阶段的工作方法为，关闭制冷单元各组件和空气循环泵1，使其停止工作，用天平称出定量的干燥剂放入所述干燥瓶8中，关闭第一阀门A1、第二阀门A2和第七阀门B3，并开启第三阀门A3、第五阀门B1和第六阀门B2，重新启动空气循环泵1，记录第一相对湿度计4、第二相对湿度计5、第三相对湿度计26和所述空气流量计2的读数，即各测量仪表的干燥阶段初使数据；空气沿主空气管15、第一空气管17、第四空气管20和第五空气管21顺时针循环流动，所述空气重复经过所述干燥瓶8，以减少空气中的相对湿度，直到第一相对湿度计4和第二相对湿度计5的读数相同时，此时认为岩石板12上的凝结水已完全蒸发。

所述计算方法为，取出干燥瓶8中干燥剂，称其重量，该重量与干燥剂的初始重量之差为凝结水水量。将该重量与加湿瓶7中水的消耗量比较，可得所述凝结水水量测量装置100的测试精度。

采用所述凝结水水量测量装置100的第一种工作方式，反复多次进行试验后，结果表明试验误差为2％～5％。

所述凝结水水量测量装置100的第二种工作方式与第一种工作方式类似，不同点在于，利用岩石板12表面凝结水形成阶段的第一相对湿度计4或第二相对湿度计5实验后读数与加湿阶段初始读数之差乘以借助所述空气流量计2读取的空气流量值，便得到了所述凝结水水量。

所述凝结水水量测量装置100的第三种工作方式与第一种工作方式类似，不同点在于，利用岩石板12表面凝结水消失阶段的第一相对湿度计4或第二相对湿度计5干燥阶段初始读数与实验后读数之差乘以借助所述空气流量计2读取的空气流量值，便得到了所述凝结水水量。

Claims

1.一种凝结水水量测量装置，其特征在于：包括，

制冷单元，所述制冷单元包括制冷箱、制冷管、水泵、冷凝水箱、第一水管和第二水管，所述制冷管密集地分两层铺设于无盖的制冷箱的底部，所述制冷管的输入和输出端伸出至所述制冷箱外部，所述水泵埋设于装有冰水混合物的冷凝水箱的内部，第一和第二水管分别与制冷管伸出至制冷箱外部的输入端和输出端配合连接，所述第一和第二水管的另一端分别***至冷凝水箱内部的冰水混合物中，以形成水循环；所述制冷单元还包括岩石板、密封硅胶板和密封罩，所述岩石板覆盖在所述制冷箱的上部，所述密封硅胶板覆盖在岩石板的上部并与所述岩石板固连，所述密封罩与密封硅胶板紧密连接，所述密封罩的两侧分设有输入孔和输出孔；以及，

凝结单元，所述凝结单元包括测量单元、主空气管、空气产生单元、加湿单元和干燥单元；所述测量单元包括第一相对湿度计、第二相对湿度计、第三相对湿度计和空气流量计；所述主空气管的两端分别通过所述密封罩的输入孔与输出孔伸入至所述密封罩内部，所述主空气管顺次地与所述第二相对湿度计、干燥单元、第三相对湿度计、空气产生单元、空气流量计、加湿单元和第一相对湿度计配合连接，以形成空气循环。

2.根据权利要求1所述凝结水水量测量装置，其特征在于：

所述空气产生单元包括空气循环泵、第八阀门和第一空气管，所述主空气管顺次地与第三相对湿度计、第八阀门和空气流量计配合连接；所述空气循环泵通过第一空气管和第八阀门与所述主空气管配合连接。

3.根据权利要求1所述凝结水水量测量装置，其特征在于：

所述加湿单元包括加湿瓶、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第二空气管和第三空气管，所述主空气管顺次地与空气流量计、第三阀门和第一相对湿度计配合连接；所述与主空气管配合连接的第二空气管通过第一阀门***至加湿瓶内部的水中，以对空气进行加湿；所述第三空气管的一端插至加湿瓶内部水的上方，其另一端通过第二阀门与主空气管配合连接。

4.根据权利要求1所述凝结水水量测量装置，其特征在于：

所述干燥单元包括干燥瓶、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第四空气管和第五空气管，所述主空气管顺次地与第二相对湿度计、第七阀门和第三相对湿度计配合连接；所述干燥瓶的输入端通过第四空气管和第六阀门与所述主空气管配合连接，所述干燥瓶的输出端通过第五空气管和第五阀门与所述主空气管配合连接。