盐雾试验箱喷雾结构、原理与性能特征解析

 

盐雾腐蚀试验的核心在于“雾”。雾滴粒径、沉降量、分布均匀性与盐溶液洁净度直接决定 GB/T 10125、ISO 9227、ASTM B117 等标准的重现性。喷雾系统作为盐雾试验箱的“心脏”，其工程化设计已从早期的简易喷嘴演进为集成过滤—稳压—饱和—沉降控制的高端模块。基于 2025 版林频仪器 LP-YWX 系列平台，系统阐述现代喷雾系统的构成、工作原理及技术优势，为实验室选型、维护与计量提供参考。
 

二、系统构成

前置处理链

① 调压阀（精密型，0～400 kPa，重复精度 ±1 kPa）；

② 油水分离装置（三级：旋风式＋聚结式＋活性炭，残油 ≤0.01 mg/m³）；

③ 空气饱和装置（SUS316L 盘管＋蒸馏水，温度设定值 = 箱内目标值 + 2 ℃～4 ℃，确保相对湿度 ≥98 %RH）。

核心雾化单元

① 塔式喷雾器（塔体采用 10 mm 厚 PVDF 一体注塑，耐 60 ℃、50 %NaCl 长期腐蚀）；

② 喷嘴系统（LP 专利 V 型，孔径 1.0 mm±0.02 mm，表面 Ra≤0.4 μm，临界雾化压力 70 kPa）；

③ 盐水供给模块（PEEK 材质齿轮泵，流量 0～30 mL/min，可调精度 ±0.1 mL）。

后置控制链

① 两级稳压罐（容积 5 L，阻尼比 0.7，压力波动 ≤±2 kPa）；

② 沉降量自动反馈（激光散射传感器 0.1～5 mL/80 cm²·h，闭环 PID 输出至调压阀）；

③ 智能排废（试验结束自动吹扫 3 min，防止盐结晶堵塞）。
 

三、工作原理

气路流程

压缩空气（0.5～0.7 MPa）→ 油水分离 → 一级减压（300 kPa）→ 饱和器湿化升温 → 二级减压（目标 70～170 kPa）→ 塔顶喷嘴。

液路流程

5 %NaCl 溶液 → 0.22 μm 折叠滤芯过滤 → 预热至 35 ℃ → 齿轮泵 → 喷嘴中心孔。

雾化机制

根据气液比 3:1～5:1，高速气流在喷嘴出口形成剪切场，将盐液破碎为 1 μm～5 μm 雾滴；塔腔锥角 60°，利用惯性碰撞使大颗粒回流，仅 1～3 μm 雾滴随气流弥散至试验空间，实现自然沉降。
 

四、技术特征

材料升级

所有弹性管路采用加厚氟硅胶（壁厚 3 mm，FVMQ），耐 60 ℃、5 %NaCl、0.5 %CuCl₂ 复合溶液 1000 h 无龟裂；

快速接头改型为 PPS 材质，避免金属离子污染。

防结晶设计

喷嘴内置 20 W 恒温加热套，停机后自动升温至 45 ℃，维持 10 min，蒸发残余液膜；

塔底回流槽倾斜 5°，并敷设 PTFE 涂层，结晶附着力下降 70 %。

沉降量可调

通过 HMI 可在 0.3～3.0 mL/80 cm²·h 范围内线性设定，系统自动匹配气压—液泵—沉降量曲线，重复性 ≤3 %。

节能与低噪音

饱和器内置 1 kW PID 加热器，配合 20 mm 气凝胶保温层，较传统石棉节能 28 %；

整机噪音 ≤58 dB(A)（1 m 远），满足实验室职业健康要求。

双模式喷淋

连续模式：用于常规中性盐雾（NSS）；

间歇模式：喷雾 10 min → 停 50 min，循环 720 次，满足 CASS 与交变盐雾标准。切换通过电磁阀与 PLC 时序控制，无需人工干预。
 

五、质量控制与计量

在线校准

激光传感器每 200 h 自动与标准漏斗 80 cm² 比对，偏差＞5 % 触发报警；

喷嘴每 500 h 采用 30× 放大镜检测孔径，圆度误差＞0.02 mm 即更换。

溯源记录

油水分离器出口含油量采用 PID 光离子检测仪，数据通过 RS485 上传至 LIMS，保存 ≥5 年；

饱和器水温采用 AA 级 Pt100，校准周期 12 个月，不确定度 ≤0.1 ℃。
 

六、维护指引

日检

目视沉降量收集液颜色，出现浑浊即刻更换 0.22 μm 滤芯；

饱和器液位低于 1/3 及时补加蒸馏水，严禁使用自来水。

周检

排废电磁阀手动触发 3 次，确认无盐垢卡滞；

检查喷嘴加热套电阻，正常值 24 Ω±2 Ω。

季检

拆下塔式喷雾器，置于 50 ℃、10 %柠檬酸溶液超声清洗 20 min；

校准激光传感器零点，使用标准干燥空气吹扫 5 min。
 

七、常见故障与处置

故障 1：沉降量偏低

原因：0.22 μm 滤芯堵塞；处置：更换滤芯，记录压差值。

故障 2：喷嘴出口“滴液”

原因：气液比失衡或加热套失效；处置：调整气压至 100 kPa，检测加热套电阻并更换。

故障 3：饱和器水温无法升高

原因：PID 参数漂移；处置：自整定 PID，或检查固态继电器输出波形。

 

喷雾系统的每一次升级，均围绕“更细、更稳、更净、更省”四个维度展开。林频仪器 2025 款 LP-YWX 系列通过塔式雾化、激光闭环、氟硅胶防腐与智能排废四项核心技术，将 NSS 试验的沉降量重复性提升至 ≤3 %，单台年节约纯水 0.8 t、电能 180 kWh。未来，随着 ISO/TC 156 对 1 μm 以下超细盐雾的需求落地，喷雾系统必将向纳米级雾化、在线离子监测、AI 预测维护方向持续演进。我们愿与全球用户携手，以精准、可靠、绿色的腐蚀测试解决方案，助力材料耐久性研究再上新台阶。