技术领域
[0001] 本实用新型涉及
应力腐蚀试验技术，尤其涉及的是一种应力腐蚀试验联动保护系统。
背景技术
[0002] 应力腐蚀试验系统进行材料测试时，试验持续运行时间短则几天、长则达数月或数年，设备运行过程中，难以进行全天候人工监控，以往的试验系统各单元独立工作，在某个单元出现问题后其他单元无法联动保护，给设备和环境带来安全隐患。
[0003] 现有的应力腐蚀试验设备，各单元之间基本独立运行，需要人工完成各自单元的操作，比如测控系统判断试样破型后，发送停止命令给应力加载主机，而实验釜加热控制和
水化学循环回路就需要人工操作进行停止运行。在实际使用过程中存在两种情况：
[0004] 一是试验正常结束的情况，试验
软件判断到试验结束条件达到或者破型条件满足，发送命令给应力加载主机停止移动，此时实验釜单元和水化学循环回路单元不能及时获得试验已经结束信息而继续运行，只能人为操作停止运行，造成额外
能源消耗和试验时间效率降低；
[0005] 二是各单元的某一个功能出现故障的情况，具体又包括：(1)水化学循环回路中的水箱设置有高低水位检测，在运行过程中，如果回路中某处渗漏，会造成低水位报警并停止回路中的
循环泵和高压泵运转，实验釜内介质环境停止循环，釜内压力不能保持，试验环境条件破坏，需终止试验，但应力加载主机单元和实验釜单元仍继续运行；(2)实验釜单元包含两部分：温控仪表控制釜内
温度、压力仪表监测釜内压力，当温度、压力测量数据超出设置的温度上下限或者超出设置的压力上下限范围后，会自动切断实验釜加热，出现此异常情况试验应中止，但水化学循环回路单元继续运行；(3)水化学循环回路单元对实验釜内循环出的高温水汽须冷却后回到常温回路部分，现有设备对
冷却水水流不进行检测，当冷却水断流或者水流过小，高温水汽得不到冷却回到常温回路部分，造成部件损坏；(4)水化学循环回路中，高压泵前端设计有溶液缓冲
过滤器，
循环泵启动后将水箱中的溶液打入溶液缓冲过滤器，供高压泵吸入，现有设备高压泵和循环泵是独立启动的，存在循环泵未启动而可以启动高压泵的情况，高压泵会因为空吸而造成损坏。实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应力腐蚀试验联动保护系统，将各单元进行电气联接，实现某一功能出现异常后相关的单元进行联动保护，避免失效或者危险情况发生。
[0007] 为解决上述问题，本实用新型提出一种应力腐蚀试验联动保护系统，包括：
[0008] 应力加载试验单元，用于试验的控制，其具有用以输出加热启闭
信号的加热控制输出端口；
[0009] 实验釜单元，具有温控设备和压控设备；实验釜单元具有用以接收高压泵启动信号的高压泵启动输入端、及连接所述加热控制输出端口的加热控制输入端；温控设备在所述加热启闭信号和高压泵启动信号均有效时对实验釜进行加热；实验釜单元还具有输出温度压力保护
输出信号的温度压力保护输出端，所述温度压力保护输出信号在温控设备或压控设备所测值超限时变为无效；
[0010] 水化学循环回路单元，具有连接所述实验釜的循环管路，在所述循环管路上设有蓄水箱、循环泵、高压泵，所述蓄水箱内设有液位检测装置；所述循环泵根据液位检测装置检测到的液位
低信号而关闭；所述循环管路上具有冷却回路，冷却回路上设有水流检测装置，在冷却回路进行正常冷却工作时生成有效的冷却水检测信号；水化学循环回路单元具有接收温度压力保护输出信号的温度压力保护输入端，所述高压泵仅在温度压力保护输出信号有效、所述循环泵处于启动状态且冷却水检测信号有效时允许启动，启动时生成有效的高压泵启动信号，否则关闭，水化学循环回路单元还具有输出所述高压泵启动信号并连接到高压泵启动输入端的高压泵启动输出端。
[0011] 根据本实用新型的一个
实施例，所述实验釜单元包括：
[0012] 加热
启动电路，包括
串联在供电
电压和地之间的所述加热控制输入端、高压泵启动输入端、加热
开关及第一继电器；所述加热控制输入端接收到有效的加热启闭信号、且高压泵启动输入端接收到有效的高压泵启动信号时，若导通所述加热开关则第一继电器输出加
热启动信号，否则输出加热关闭信号；
[0013] 温度压力保护输出控制电路，包括所述温控设备、所述压控设备、第二继电器及所述温度压力保护输出端；所述温控设备接收到加热启动信号而进行加热；所述温控设备检测加热温度，在超温时其保护输出端的常闭触点断开，否则闭合；所述压控设备的保护输出端串连所述温控设备的保护输出端，所述压控设备在超压使压控设备的保护输出端的常闭触点断开时、或在温控设备超温使温控设备的保护输出端的常闭触点断开时，使得连接的第二继电器断电，从而与第二继电器输出端连接的所述温度压力保护输出端输出无效的温度压力保护输出信号，否则输出有效的温度压力保护输出信号。
[0014] 根据本实用新型的一个实施例，所述温控设备包括：
温度控制仪表、加热电炉丝和
热电偶，所述温度控制仪表的控制输出端连接固态继电器，固态继电器受第一继电器的加热启动信号及温度控制仪表的超温控制而启动或关断加热电炉丝；温度控制仪表通过检测热电偶对加热电炉丝进行温度控制调节，在超温时所述温度控制仪表的保护输出端的常闭触点断开、且控制输出端输出低电平关闭固态继电器，否则保护输出端的常闭触点闭合、且控制输出端输出正常的控制调节信号。
[0015] 根据本实用新型的一个实施例，所述压控设备包括相互连接的压力测量仪表和压力
传感器，所述压力测量仪表的保护输出端连接所述温度控制仪表的保护输出端；所述压力测量仪表检测所述
压力传感器的压力，并在压力超压时其保护输出端常闭触点断开，否则，保护输出端常闭触点闭合。
[0016] 根据本实用新型的一个实施例，所述水化学循环回路单元包括高压泵启闭电路，包括：
[0017] 第三继电器，在温度压力保护输出信号有效、所述循环泵处于启动状态且冷却水检测信号有效时，输出允许高压泵启动的高电平；
[0018] 高压泵启闭开关和第四继电器；所述高压泵启闭开关连接在第三继电器和第四继电器之间，在接收到第三继电器的高电平时，若受控导通，则使得第四继电器受电，从而与第四继电器输出端连接的高压泵启动输出端输出有效的高压泵启动信号，若所述高压泵启闭开关受控关闭或接收到第三继电器的低电平，则使得第四继电器断电，从而高压泵启动输出端输出无效的高压泵启动信号。
[0019] 根据本实用新型的一个实施例，高压泵启闭电路还包括冷却水检测开关、循环泵状态开关、液位低开关；
[0020] 所述冷却水检测开关与温度压力保护输入端串联在供电电压和第三继电器的触点之间；
[0021] 所述循环泵状态开关和液位低开关串联在所述供电电压和第三继电器的控制端之间；
[0022] 在循环泵状态开关和液位低开关都闭合时，控制第三继电器的触点闭合，在所述冷却水检测开关闭合、且温度压力保护输入端接收到有效的温度压力保护信号时，高压泵启动开关闭合将启动高压泵，高压泵启动输出信号有效。
[0023] 根据本实用新型的一个实施例，所述水化学循环回路单元还具有冷却水检测输出端，在冷却回路启用时，通
过冷却水检测输出端输出冷却水检测信号；
[0024] 应力加载试验单元还具有冷却水检测输入端，连接所述冷却水检测输出端，用以处理和/或显示所述冷却水检测信号。
[0025] 根据本实用新型的一个实施例，所述应力加载试验单元包括：
[0026] 应力加载装置，用于试样的应力加载及试验执行；
[0027] 测控装置，用于对所述应力加载装置根据指令进行控制，还控制实验釜单元加热的启闭。
[0028] 根据本实用新型的一个实施例，所述应力加载试验单元与计算机通过网口连接通信，实验釜单元和水化学循环回路单元通过串口与计算机通信。
[0029] 根据本实用新型的一个实施例，所述水流检测装置根据冷却回路中的水流量判断冷却回路是否启用，在冷却水断流或
冷却水流量过小时生成无效的冷却水检测信号，触发高压泵停止运转。
[0030] 采用上述技术方案后，本实用新型相比
现有技术具有以下有益效果：
[0031] 本实用新型在试验系统的各单元之间进行了电气连接，每个单元设置了输入输出端口，单元之间相互检测工作状态，某一个单元出现问题后在输出端口输出相应状态，触发相连接的其他单元进行保护动作；
[0032] 循环泵启动后允许高压泵启动，防止高压泵空吸；检测到冷却水流后允许启动高压泵，防止实验釜循环出的高温水汽进入常温回路部分；高压泵启动后允许实验釜加热，防止实验釜内没有液体介质而干烧；实验釜单元超温超压保护后触发水化学循环回路的高压泵停止运转，防止压力继续升高。
附图说明
[0033] 图1为本实用新型一实施例的应力腐蚀试验联动保护系统的结构
框图；
[0034] 图2为本实用新型一实施例的水化学循环回路单元的部分电路原理结构示意图；
[0035] 图3为本实用新型一实施例的水化学循环回路单元的循环管路结构示意图；
[0036] 图4为本实用新型一实施例的实验釜单元的电路原理结构示意图。
具体实施方式
[0037] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
[0038] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
[0039] 参看图1，本实用新型实施例的应力腐蚀试验联动保护系统，包括：应力加载试验单元1，实验釜单元2和水化学循环回路单元3。当然不限于此，根据需要还可以包括其他功能设备。应力加载试验单元1、实验釜单元2和水化学循环回路单元3之间电气连接，在某一功能(部件、设备或线路)出现异常后，相关的单元进行联动保护，防止失效或者危险情况发生，也可减轻人工负担。
[0040] 应力加载试验单元1用来进行试验的控制，对于试验的具体控制内容及方式可以是现有的控制内容及方式，例如可以包括：完成被检测试样的应力加载、试验空间移动操作、试样破型判断及停止运行、加载平台移动范围检测并限制保护等。应力加载试验单元1具有用以输出加热启闭信号的加热控制输出端X1，应力加载试验单元1通过加热启闭信号控制实验釜单元2，加热启闭信号有效，则控制实验釜单元2允许加热(为前提条件，再满足其他设定条件时可加热)，加热启闭信号无效，则控制实验釜单元2断开加热。
[0041] 实验釜单元2具有用以接收高压泵启动信号的高压泵启动输入端X5，当高压泵启动时，高压泵启动信号有效，高压泵的启动受实验釜单元2的温度压力保护输出端X4控制或者通过其他控制装置控制或者由人工控制，具体不作为限制。实验釜单元2还具有加热控制输入端X3，连接应力加载试验单元1的加热控制输出端X1，接收加热启闭信号。
[0042] 实验釜单元2具有温控设备和压控设备，用来进行试验介质环境的温度控制调节和压力监测，当然也包括实验釜，实验釜给被检测试样提供了腐蚀介质环境。温控设备在加热启闭信号和高压泵启动信号均有效时，对实验釜进行加热，其中任意一个信号无效都断开加热。实验釜加热以高压泵的启动为前提，防止实验釜干烧或者水化学循环回路异常而实验釜继续加热。
[0043] 温控设备和压控设备还分别用来测量实验釜的腐蚀介质的温度和压力，生成温度压力保护输出信号。温度压力保护输出信号在温控设备或压控设备所测值超限时变为无效。实验釜单元2还具有温度压力保护输出端X4，输出温度压力保护输出信号。温度压力保护输出信号有效时，说明腐蚀介质环境的温度和压力都没有超出设定范围，则可以控制水化学循环回路单元3使高压泵启动，否则触发水化学循环回路单元3断开工作，进行保护动作。
[0044] 参看图3，水化学循环回路单元3实现实验釜内腐蚀介质的循环控制，具有连接实验釜的循环管路，在循环管路上设有蓄水箱、循环泵MG1、高压泵M，蓄水箱内设有液位检测装置，当然，在循环管路上还可以设有其他装置或部件，例如球
阀、
单向阀等阀
门，具体连接关系可以参看图3，在此不再赘述。循环泵MG1优选在循环管路上相比高压泵M(图中为高压
计量泵)更接近蓄水箱的输出端。循环泵MG1提供循环管路
水循环的动力，高压泵M为实验釜内介质环境提供高压。
[0045] 液位检测装置检测蓄水箱内的水位高低，当检测到液位低时生成液位低信号，用来触发循环泵停止工作，仅在液位正常时，循环泵MG1被允许启动工作，打开循环泵即可启动，同样可以通过其他控制装置控制或者由人工控制，具体不作为限制。
[0046] 参看图1和图3，循环管路上还具有冷却回路。实验釜循环出的高温水汽(气状介质)需经过冷却回路的冷却后再回到循环管路的常温回路部分，若没有启用冷却回路，未经过冷却的高温水汽直接回到常温回路部分，会造成部件损坏。因而本实用新型实施例中，冷却回路上设有水流检测装置，在冷却回路启用时生成有效的冷却水检测信号，而在冷却回路未启用时生成无效的冷却水检测信号。冷却回路启用指的是冷却回路中能够正常流过冷却水并冷却高温水汽。
[0047] 具体的，水流检测装置可以根据冷却回路中的水流量判断冷却回路是否启用，在冷却水断流或冷却水流量过小时生成无效的冷却水检测信号，触发高压泵停止运转。高压泵M的启动以冷却水正常为前提，防止实验釜循环出的高温水汽进入常温回路部分。冷却回路上可以设有
热交换器和冷却器来实现
液化、冷却。
[0048] 水化学循环回路单元3具有温度压力保护输入端X6，连接实验釜单元2的温度压力保护输出端X4，并接收温度压力保护输出信号。高压泵M仅在温度压力保护输出信号有效、循环泵MG1处于启动状态且冷却水检测信号有效时允许启动(允许启动的状态可以是启动或非启动状态，但处于非启动状态时只要直接打开高压泵M即可实现高压泵的启动，不允许启动时则打开高压泵M也不会启动)，否则只能关闭。总的来说，高压泵M的启动以循环泵MG1启动为前提，防止了高压泵M空吸；高压泵M的启动以冷却水正常为前提，防止实验釜循环出的高温水汽进入常温回路部分；实验釜单元2超温、超压后自动停止高压泵M运转，防止实验釜内压力继续升高。
[0049] 高压泵M启动时生成有效的高压泵启动信号，水化学循环回路单元3还具有高压泵启动输出端X7，连接到实验釜单元2的高压泵启动输入端X5，并输出高压泵启动信号给实验釜单元2。实验釜加热以高压泵M启动为前提，防止实验釜干烧或者水化学循环回路异常而实验釜继续加热。
[0050] 在一个实施例中，参看图4，实验釜单元包括：加热启动电路，温度压力保护输出控制电路。
[0051] 加热启动电路包括串联在供电电压DC24V和地之间的加热控制输入端X3、高压泵启动输入端X5、加热开关K2、K3及第一继电器RL3。其中，加热开关K2为加热关闭时断开，加热开关K3为加热启动时闭合，可以通过外部装置控制或本系统控制或人工控制。加热控制输入端X3接收到有效的加热启闭信号、且高压泵启动输入端X5接收到有效的高压泵启动信号时，若导通加热开关K2、K3，则输出加热启动信号，否则输出加热关闭信号。导通加热开关K2、K3，供电电压DC24V传输到第一继电器RL3的控制端上，控制第一继电器RL3的触点闭合，第一继电器RL3输出加热启动信号，否则输出加热关闭信号。
[0052] 本实用新型实施例的输入端或输出端的串联是指
端子的两端串接到线路中，并在信号有效时导通线路该串联部分，在信号无效时断开线路该串联部分。
[0053] 温度压力保护输出控制电路包括温控设备、压控设备、第二继电器RL5及温度压力保护输出端X4。温控设备接收到加热启动电路传递过来的加热启动信号而进行加热。温控设备检测加热温度，在加热温度超温时，温控设备的保护输出端常闭触点断开，否则闭合；压控设备检测介质压力，压控设备的保护输出端连接温控设备的保护输出端，压控设备在检测到的压力信号超压时断开保护输出端常闭触点，使得连接压控设备保护输出端的第二继电器RL5断电，从而与第二继电器RL5输出端连接的温度压力保护输出端X4输出无效的温度压力保护输出信号，否则输出有效的温度压力保护输出信号。
[0054] 温控设备包括：温度控制仪表、加热电炉丝和热电偶，温度控制仪表的控制输出端连接固态继电器SSR1、SSR2、SSR3，固态继电器SSR1、SSR2、SSR3受第一继电器的加热启动信号及温度控制仪表的超温控制而启动或关断加热电炉丝，固态继电器SSR1、SSR2、SSR3与温度控制仪表、第一继电器的连接及控制方式可以根据需要而定，可以参看图4，也可以是常规连接方式；温度控制仪表通过检测热电偶对加热电炉丝进行温度控制调节，在超温时温度控制仪表的保护输出端的常闭触点断开、且控制输出端输出低电平关闭固态继电器，否则保护输出端的常闭触点闭合、且控制输出端输出正常的控制调节信号。
[0055] 压控设备包括相互连接的压力测量仪表和压力传感器，压力测量仪表的保护输出端连接温度控制仪表的保护输出端，压力测量仪表检测压力传感器的压力，并在压力超压时保护输出端常闭触点断开，否则闭合。
[0056] 在一个具体实施例中，实验釜由包围在外部的电炉丝进行加热，温度的控制调节由
人工智能温控仪表控制调节，同时压力传感器和压力测量仪表测量釜内压力，温控仪表和压力测量仪表可以设置上、下限保护数值，当釜内温度或者压力超出设置的保护范围，仪表输出端口切断加热，进行保护。
[0057] 参看图2，在一个实施例中，水化学循环回路单元包括高压泵启闭电路。高压泵启闭电路可以包括：第三继电器RL2、高压泵启闭开关X13、X14和第四继电器RL1。
[0058] 第三继电器RL2在温度压力保护输出信号有效、循环泵MG1处于启动状态且冷却水检测信号有效时，输出允许高压泵M启动的高电平。允许高压泵M启动的状态下，打开高压泵M即可实现高压泵M的启动(在本实用新型实施例中，启动才是真正的进入系统工作状态，打开只是打开泵的本身)，否则，打开也不能启动高压泵M。
[0059] 高压泵启闭开关(X13、X14)连接在第三继电器RL2和第四继电器RL1之间，在接收到第三继电器RL2的高电平时，若受控导通，则使得第四继电器RL1受电，从而与第四继电器RL1输出端连接的高压泵启动输出端X7输出有效的高压泵启动信号，若高压泵启闭开关受控关闭或接收到第三继电器RL2的低电平，则使得第四继电器RL1断电，从而高压泵启动输出端X7输出无效的高压泵启动信号。
[0060] 具体的，高压泵启闭电路还包括冷却水检测开关X12、循环泵状态开关X15、液位低开关X16。冷却水检测开关X12与温度压力保护输入端X6串联在供电电压DC24V和第三继电器RL2的触点之间；循环泵状态开关X15和液位低开关X16串联在所述供电电压DC24V和第三继电器RL2的控制端之间；在循环泵状态开关X15和液位低开关X16都闭合时，控制第三继电器RL2的触点闭合，在冷却水检测开关X12闭合、且温度压力保护输入端X6接收到有效的温度压力保护信号时，将供电电压DC24V传输到高压泵启闭开关的一端。
[0061] 图4中，仪表1、仪表2(温度控制仪表)的6、7脚为开关量报警输出引脚，正常工作状态下6、7脚为常闭信号，当温度超出设置的上、下限范围报警时，6、7脚信号断开。仪表3(压力测量仪表)的6、7脚为开关量报警输出引脚，正常工作状态下6、7脚为常闭信号，当压力超出设置的上、下限范围报警时，6、7脚信号断开。从图4中看出，温度或压力超限时，仪表2和仪表3的报警输出引脚6、7断开，第二继电器RL5断电，切断连接到固态继电器SSR1、SSR2、SSR3的加热
控制信号，断开加热，同时温度压力保护输出端X4断开。在图1中，实验釜单元的X4连接到图2中水化学循环回路的X6，从图2电路中看出，X6断开将停止高压泵运转。在实验釜单元2出现超温、超压后，自动停止高压泵M运转，防止压力继续升高。
[0062] 图3中，循环泵MG1将蓄水箱中的溶液抽出，一路供给高压泵M、另一路供给水化学
电极用来测量pH值、电导率、溶解
氧、溶解氢等，在水化学循环回路中，先开启循环泵MG1，再开启高压泵M，防止高压泵M空吸。在图2中，有溶液时液位低开关X16闭合，循环泵开关X15启动循环泵MG1，第三继电器RL2的常开触点闭合，高压泵M启动允许。在循环泵MG1不启动时，第三继电器RL2不吸合，断开了高压泵M启动回路，高压泵M无法启动。
[0063] 水化学循环回路单元3还具有冷却水检测输出端X8，在冷却回路启用时，通过冷却水检测输出端X8输出冷却水检测信号；应力加载试验单元1还具有冷却水检测输入端X9，连接所述冷却水检测输出端X8，用以处理和/或显示所述冷却水检测信号。
[0064] 系统中设置两个冷却水检测开关信号，当有水流时开关闭合信号有效。一个输入到测控系统，进行界面提示与相应处理；另一个信号控制高压泵M启停，当冷却水检测开关闭合时允许启动高压泵M。在没有冷却水时停止高压泵M启动，防止了高压泵M运转时从实验釜循环出的高温水汽没有经过冷却进入常温回路部分而造成部件损坏。
[0065] 应力加载试验单元1包括：应力加载装置，用于试样的应力加载及试验执行；测控装置，用于对应力加载装置根据指令进行控制，还控制实验釜单元2加热的启闭。指令可以是现有的控制程序，存储在测控装置中，运行即可控制。
[0066] 可选的，应力加载试验单元1与计算机通过网口连接通信，实验釜单元2和水化学循环回路单元3通过串口与计算机通信。
[0067] 应力加载试验单元1、实验釜单元2和水化学循环回路单元3各单元之间使得循环泵MG1、高压泵M、加热开关等之间联动保护，减少安全隐患。
[0068] 可以理解，图1-4仅作为示例，实际根据需要可以作出一定的改动，例如开关的改动等，不应以此作为限制。
[0069] 本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定
权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和
修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
