[實用新型]材料吸附量-變形-滲透系數測量的裝置

無效

• 申請號: 200820192851.0
• 申請日: 2008-11-24
• 公開（公告）號: CN201307085Y
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 李小春;方志明
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N7/04
• 分類號: G01N7/04;G01N15/08
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本實用新型涉及工程材料的特性試驗技術領域，更具體涉及一種工程材料的吸附量、吸附變形和滲透系數測量的裝置。該裝置可廣泛由于工程材料的吸附能力(吸附量)、吸附變形和滲透系數的測量。

背景技術

很多材料(如活性炭、煤等)由于包含大量孔隙，其表面積很大，因而具有對氣體的吸附能力。材料吸附氣體后，其物理、力學性質會產生變化。比如材料吸附氣體后體積會膨脹或者收縮，從而改變其孔隙系統的結構，孔隙結構的變化會導致材料滲透系數改變，從而影響材料的力學性質。材料對不同氣體的吸附量不相同，因此，材料吸附不同氣體后，其變形也不相同，從而對滲透系數的影響效果不一樣，及對材料的力學性質的影響會有很大區別。

因此，研究材料的吸附能力(吸附量)、吸附變形以及滲透系數變化對研究材料吸附引起的力學性質變化有很重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的是在于提供了一種工程材料吸附量-變形-滲透系數測量的裝置，該裝置可以實現材料的吸附量、變形和滲透系數的同時測量。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種材料吸附量-變形-滲透系數測量裝置主要包括氣源子系統、氣體注入與控制子系統、加載子系統、數據采集子系統和恒溫水槽。其特征在于：氣源子系統通過不銹鋼管與氣體注入與控制子系統內的三通連接，為系統提供氣源；氣體注入與控制子系統通過不銹鋼管與加載子系統內的多孔墊片連接，為試樣注氣；氣體注入與控制子系統中的管路部分放在恒溫水槽中保持恒溫；氣體注入與控制子系統中的差壓計和壓力傳感器以及加載子系統中的溫度傳感器和變形傳感器通過電纜與數據采集子系統內的采集卡連接。其中，氣源子系統包括氣瓶、減壓閥、六通閥；氣體注入與控制子系統包括不銹鋼管、計量泵(共2臺)、壓力傳感器、差壓計、真空泵、真空表、閥門(共8個)、三通(共4個)、四通(共2個)；加載子系統包括壓力室、試樣、液壓油、溫度傳感器、多孔墊片(共2個)、軸向變形傳感器、徑向變形傳感器，加熱器；數據采集子系統包括電纜、采集卡、USB數據線、計算機。各部件具體結構連接關系如下：

氣源子系統：氣瓶與減壓閥連接，用于調節從氣瓶出來的氣體壓力；減壓閥與六通閥連接，用于選擇氣體種類。

氣體注入與控制子系統：一個三通通過不銹鋼管與氣源子系統中的六通閥連接；三通另兩端分別與上游計量泵和下游計量泵的進氣閥門連接，用于向計量泵充氣；上游計量泵和下游計量泵分別有出氣閥門，用于控制計量泵注氣；上游計量泵出氣閥門與一個三通連接；三通一端連接一個閥門，用于將上下游管路連通，另一端和一個四通連接；四通一端連接差壓計，用于測量試樣兩端管路的差壓，另一端連接一個壓力傳感器，用于測量上游管路的壓力，壓力傳感器和差壓計通過電纜與數據采集子系統連接，最后與一個閥門連接，用于控制向試樣注氣；下游計量泵出氣閥門與一個四通連接；四通一端與一個閥門連接，該閥門連接一個三通，該一端與真空泵連接另一端連接真空泵，用于對系統抽真空，四通另一端與連接上下游管路的閥門相連，四通最后連接一個閥門，該閥門用于控制向試樣注氣。

加載子系統：試樣兩端分別與多孔墊片接觸，用于給試樣均勻注氣；兩個多孔墊片分別通過不銹鋼管與氣體注入與控制子系統中的上下游管路連接；壓力室內安放有加熱器和溫度傳感器，用于給壓力室加熱和測定壓力室內溫度；試樣表面安放有軸向變形傳感器和徑向變形傳感器，用于測量試樣的變形；溫度傳感器、軸向變形傳感器以及徑向變形傳感器通過電纜與數據采集子系統連接。

數據采集子系統：采集卡通過USB數據線與計算機連接。

恒溫水槽：氣體注入與控制子系統中的管路部分放在恒溫水槽中保持恒溫。

本實用新型具有以下優點和積極效果：

1、一種材料吸附量-變形-滲透系數測量裝置，該裝置用兩臺計量泵測定吸附量和流量，用差壓計測定差壓，同時用變形傳感器測定變形；原理簡單，結構清晰，操作簡便。

2、應用本實用新型進行材料吸附量、變形、滲透系數的同時測量，使原來需要進行幾次的試驗一次、同時完成，大大節省了試驗時間和成本。

附圖說明

圖1為一種材料吸附量-變形-滲透系數測量裝置結構示意圖，其中：

1—氣源子系統(包括氣瓶1.1、減壓閥1.2、六通閥1.3)；