專利名稱：一種多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多孔材料測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置。
背景技術(shù)：
多孔介質(zhì)的效用往往涉及流體在其中的傳質(zhì)傳熱過程，諸如具有催化過濾功能的多孔陶瓷、隔溫隔熱的發(fā)泡保溫板、低滲透性的水泥基材料等，這些材料通常是相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的核心組成部分。迄今，關(guān)于多孔介質(zhì)中傳導(dǎo)過程的理論研究層出不窮，總體上多將其視為連續(xù)介質(zhì)，傳輸通道視為圓柱形的毛細(xì)管模型，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于多孔介質(zhì)的孔結(jié)構(gòu)變化差異大、界面不規(guī)則、流體與固體間的邊界條件復(fù)雜等問題導(dǎo)致與簡(jiǎn)化模型的研究結(jié)果存在較大偏差，而目前用于該方面測(cè)試評(píng)價(jià)的裝置還比較少，因此，研究簡(jiǎn)易的透氣性試驗(yàn)裝置對(duì)評(píng)估多孔介質(zhì)的傳質(zhì)效率很有必要?，F(xiàn)有的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)價(jià)方法主要分為正壓和負(fù)壓兩種，前者如RILEM提倡的Cembureau法和王中平建議的方法等,后者包括Torrent提出的測(cè)試方法、Figg法等,這些試驗(yàn)方法的提出主要是針對(duì)低滲透性的多孔介質(zhì)，其在測(cè)試過程中輸入端壓力與氣體流速相對(duì)較低時(shí)，微量氣體的流量較難精確測(cè)得，往往導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果失真，誤差較大；另外，對(duì)于透氣性較好的多孔介質(zhì)，如多孔陶瓷，發(fā)泡材料等，其透氣等級(jí)往往高出幾個(gè)甚至幾十個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)傳輸氣體的流速和壓力較大時(shí)，透過介質(zhì)的氣體流量較大，試件側(cè)壁成為氣體散逸的通道，將會(huì)嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果；因此，設(shè)計(jì)密封性好測(cè)試精度高的試驗(yàn)裝置則是多孔介質(zhì)透氣性能評(píng)估的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置偏重于對(duì)低滲透性多孔介質(zhì)的評(píng)估，較少應(yīng)用于高透氣性的多孔介質(zhì)評(píng)估，密封性差，且對(duì)微量氣體的流量測(cè)量誤差大，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果失真，誤差較大等上述缺陷，提供一種操作簡(jiǎn)便、測(cè)試精度高、密封效果好、且能實(shí)現(xiàn)對(duì)低滲透性和高滲透性等不同透氣性能的多孔介質(zhì)并行測(cè)試的目的、大幅度降低了試驗(yàn)誤差、提高了測(cè)試結(jié)果的可靠性和可比性、并可用來定性定量地評(píng)估多孔介質(zhì)透氣性的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，包括高壓氣瓶、減壓閥、壓力表、第一氣體流速計(jì)、第二氣體流速計(jì)、試件夾持組件、氣體流量傳感器和監(jiān)測(cè)顯示器；試件夾持組件包括相互連接的上夾具和下夾具，上夾具和下夾具均為中空柱體，且二者內(nèi)部中空相連通；上夾具和下夾具連接處還設(shè)有墊圈；上夾具頂端和下夾具底端分別設(shè)有上氣孔和下氣孔，其中，上氣孔依次通過第一氣體流速計(jì)、壓力表和減壓閥與高壓氣瓶相連，下氣孔依次通過第二氣體流速計(jì)和氣體流量傳感器與監(jiān)測(cè)顯示器相連。本發(fā)明所述多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置的具體操作步驟和試驗(yàn)原理如下:
( I)將待測(cè)試件加工至試驗(yàn)要求尺寸，烘干至恒重，在待測(cè)試件側(cè)壁涂以薄層環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂硬化后，將待測(cè)試件裝入試件夾持組件中，并用墊圈進(jìn)行密封，確定將上夾具和下夾具連接穩(wěn)固后，開啟高壓氣瓶閥門，檢測(cè)所述多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置的密封性，如若該評(píng)估裝置不漏氣，則立即開始測(cè)試待測(cè)試件的透氣性能；氣流輸出端連接到大氣中，控制輸入端氣體壓力從0.4MPa到0.15MPa逐級(jí)降低，級(jí)差為0.05MPa，每降低一級(jí)后間隔試驗(yàn)時(shí)間約為lOmin，待第一氣體流速計(jì)和第二氣體流速計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后，依次讀取輸入端氣體的流速Un、壓力Pn、輸出端氣體流量Qn (氣體流量可按公式Q = u.A進(jìn)行校正)；(2)在特定壓力下，透過待測(cè)試件的氣體流量趨于穩(wěn)定后，讀取3-5個(gè)氣體流速、壓力及氣體流量數(shù)據(jù)，將它們平均后作為該組被測(cè)試件的特征值，因而可通過下述公式計(jì)算得到高滲透性被測(cè)試件的氣體滲透系數(shù):
權(quán)利要求
1.一種多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，包括高壓氣瓶(I)、減壓閥(2)、壓力表(3 )、第一氣體流速計(jì)(4)、第二氣體流速計(jì)(12 )、試件夾持組件(5 )、氣體流量傳感器(6 )和監(jiān)測(cè)顯示器(7)； 所述試件夾持組件(5)包括相互連接的上夾具(9)和下夾具(11)，所述上夾具(9)和下夾具(11)均為中空柱體，且二者內(nèi)部中空相連通；所述上夾具(9)和下夾具(11)連接處還設(shè)有墊圈(8)； 所述上夾具(9)頂端和下夾具(11)底端分別設(shè)有上氣孔和下氣孔，其中，所述上氣孔依次通過第一氣體流速計(jì)(4)、壓力表(3)和減壓閥(2)與高壓氣瓶(I)相連，所述下氣孔依次通過第二氣體流速計(jì)(12)和氣體流量傳感器(6)與監(jiān)測(cè)顯示器(7)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，所述上夾具(9)底端設(shè)有內(nèi)凹，且下夾具(11)頂端設(shè)有外凸，且所述內(nèi)凹的形狀與外凸的形狀對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，所述上夾具(9)底端設(shè)有外凸，且下夾具(11)頂端設(shè)有內(nèi)凹，且所述外凸的形狀與內(nèi)凹的形狀對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，所述上夾具(9)邊緣設(shè)有至少3個(gè)上夾具通孔，下夾具(9)邊緣設(shè)有至少3個(gè)下夾具通孔，且上夾具通孔與下夾具通孔的位置均一一對(duì)應(yīng)；每個(gè)上夾具通孔中均設(shè)有螺桿(10)，且螺桿(10)穿過對(duì)應(yīng)位置的下夾具通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，所述第一氣體流速計(jì)(4)和第二氣體流速計(jì)(12)均采用測(cè)量范圍為(T60m/s、響應(yīng)時(shí)間小于I秒的畢托管流速計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，所述氣體流量傳感器(6)的測(cè)試范圍為 lml/mirTlOOOml/min,精度為 0.5ml/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，所述試件夾持組件(5)的材質(zhì)為A3鋼或有機(jī)塑料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其特征在于，所述墊圈(8)為橡膠墊圈或硅膠墊圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，包括高壓氣瓶、試件夾持組件和監(jiān)測(cè)顯示器；試件夾持組件包括相互連接的上夾具和下夾具，上夾具和下夾具為相通的中空柱體；上夾具和下夾具連接處設(shè)有墊圈；上夾具頂端和下夾具底端分別設(shè)有上氣孔和下氣孔，上氣孔依次通過第一氣體流速計(jì)、壓力表和減壓閥與高壓氣瓶相連，下氣孔依次通過第二氣體流速計(jì)和氣體流量傳感器與監(jiān)測(cè)顯示器相連。本發(fā)明提供了一種多孔介質(zhì)透氣性評(píng)估裝置，其操作簡(jiǎn)便，測(cè)試精度高，密封效果好，能實(shí)現(xiàn)對(duì)低滲透性或高滲透性等不同透氣性能的多孔介質(zhì)并行測(cè)試的目的，大幅度降低了試驗(yàn)誤差，提高了測(cè)試結(jié)果的可靠性和可比性，且還可用來定性定量地評(píng)估多孔介質(zhì)透氣性的高低。
文檔編號(hào)G01N15/08GK103149140SQ201310057378
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者劉加平, 吳燁, 劉建忠, 石亮, 林瑋 申請(qǐng)人:江蘇博特新材料有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司, 江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司, 南京博特新材料有限公司