[發(fā)明專利]木質(zhì)材料透濕性試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310404775.0
• 申請(qǐng)日: 2013-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103439240A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李濤;蔡家斌;周定國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 王清義

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)涉及木質(zhì)材料透濕性試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

物體的“透濕性”是指物體兩側(cè)的水分由于溫度差和濕度差的共同作用，在物體上發(fā)生傳導(dǎo)的現(xiàn)象，它是熱能及暖通工程研究領(lǐng)域計(jì)算熱平衡和濕平衡時(shí)的主要考慮因素。換句話說(shuō)，“透濕性”是水分在一定的驅(qū)動(dòng)力作用下，在某種材料內(nèi)部傳導(dǎo)快慢的速度，也就是材料透過(guò)濕空氣的性能。對(duì)于木質(zhì)材料的透濕性，一般以一塊面板來(lái)測(cè)試，即測(cè)試出木板一側(cè)的水分在一定的時(shí)間內(nèi)穿過(guò)木板到達(dá)另一側(cè)的量。

為了測(cè)試木質(zhì)材料的透濕性，需要在測(cè)試木板的兩側(cè)營(yíng)造不同的恒溫恒濕環(huán)境。目前實(shí)驗(yàn)室常用的恒溫恒濕箱主要分為兩類：一類是用于微生物培養(yǎng)及育種實(shí)驗(yàn)的，它的特點(diǎn)是由于氣流循環(huán)不好，溫濕度波動(dòng)大，均勻性差，而且不能營(yíng)造低濕度環(huán)境條件。另一類是高低溫交變?cè)囼?yàn)箱，它可以營(yíng)造溫度在-20℃到150℃，濕度在30%-98%較大溫濕度范圍的環(huán)境條件，主要用于各種材料性能測(cè)試前內(nèi)部水分狀態(tài)調(diào)整平衡的工作。高低溫交變?cè)囼?yàn)箱主要包括測(cè)量溫濕度的傳感器探頭、加熱管、蒸汽發(fā)生器、冷凝器等。加熱管（功率一般在1.5千瓦以上）主要用來(lái)調(diào)節(jié)箱內(nèi)濕空氣的溫度，它受溫度儀表自動(dòng)控制；蒸汽發(fā)生器（功率一般也在1.5千瓦以上）通過(guò)產(chǎn)生水蒸氣來(lái)營(yíng)造箱內(nèi)所需的相對(duì)濕度，這部分受濕度儀表自動(dòng)控制；冷凝器（功率一般在2千瓦以上）則用來(lái)降低環(huán)境的溫度和濕度，它的開(kāi)啟和關(guān)閉是通過(guò)人為控制開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)的。一般當(dāng)需要營(yíng)造室溫、85%以下濕度這樣的環(huán)境時(shí)，需要使加熱管、蒸汽發(fā)生器、冷凝器一直處于開(kāi)啟狀態(tài)，即此設(shè)備一邊在加熱加濕、一邊在降溫脫濕，通過(guò)耗費(fèi)一些矛盾的或者不必要的能源，使加熱管、蒸汽發(fā)生器和冷凝器三者之間實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，來(lái)達(dá)到所需的溫濕度環(huán)境。

另外，這類高低溫交變?cè)囼?yàn)箱的濕度是靠干濕球溫度計(jì)法進(jìn)行測(cè)量的，而其測(cè)量精度及穩(wěn)定性均很差。如果只從溫度測(cè)量的角度來(lái)評(píng)價(jià)，箱內(nèi)溫度的誤差在正負(fù)0.5℃屬于常見(jiàn)和可接受的現(xiàn)象，但是對(duì)于濕度測(cè)量，我們通過(guò)計(jì)算，不難發(fā)現(xiàn)，在溫度計(jì)的誤差在正負(fù)0.5℃時(shí)，濕度的誤差達(dá)到10%左右，對(duì)應(yīng)于木材在這兩種環(huán)境下的含水率誤差為12%。而實(shí)際上，現(xiàn)在我們很多實(shí)驗(yàn)室使用的此類設(shè)備的濕度測(cè)量誤差還遠(yuǎn)不只如此，即使是同臺(tái)儀器前后兩次使用，也會(huì)由于紗布、溫度計(jì)精度等各方面原因，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件的可重復(fù)性，從而使一些科研工作無(wú)法有效順利的開(kāi)展。另外，由于冷凝器的脫濕能力有限，以及設(shè)備內(nèi)部始終有液態(tài)水存在等設(shè)計(jì)的問(wèn)題，此類設(shè)備很難營(yíng)造出相對(duì)濕度20%以下的環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本技術(shù)的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、能耗低、操作方便、測(cè)試時(shí)間短、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可重復(fù)性好的木質(zhì)材料透濕性試驗(yàn)裝置。

本木質(zhì)材料透濕性試驗(yàn)裝置，它包括具有第一內(nèi)腔、第二內(nèi)腔的箱體，被測(cè)試的木板放置在第一內(nèi)腔、第二內(nèi)腔之間，第一內(nèi)腔、第二內(nèi)腔之間以測(cè)試木板分隔，木板的兩側(cè)表面分別為第一內(nèi)腔內(nèi)壁、第二內(nèi)腔內(nèi)壁的一部分；第一內(nèi)腔中有第一飽和溶液槽，第一飽和溶液槽中盛有一種鹽的第一飽和溶液，第二內(nèi)腔中有第二飽和溶液槽，第二飽和溶液槽中盛有另一種鹽的第二飽和溶液；在相同溫度和壓力下，第一飽和溶液上方的氣相相對(duì)濕度高于第二飽和溶液上方的氣相相對(duì)濕度；第一、第二飽和溶液中均具有所含溶質(zhì)鹽的結(jié)晶體；在第二內(nèi)腔中具有一個(gè)循環(huán)風(fēng)道，所述循環(huán)風(fēng)道把木板一側(cè)表面處的第二內(nèi)腔和第二飽和溶液液面上部的空間相連通，該循環(huán)風(fēng)道內(nèi)具有循環(huán)風(fēng)機(jī)，循環(huán)風(fēng)機(jī)工作時(shí)濕空氣在循環(huán)風(fēng)道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。

本技術(shù)的有益效果：在一定的溫度和壓力下，鹽的飽和溶液上方的氣相相對(duì)濕度是恒定的。通過(guò)在兩個(gè)內(nèi)腔中設(shè)置第一、第二飽和溶液，同時(shí)使得兩個(gè)內(nèi)腔保持在一定溫度，使得第一內(nèi)腔內(nèi)的相對(duì)濕度比第二內(nèi)腔內(nèi)的相對(duì)濕度高，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，第一內(nèi)腔內(nèi)氣相中的水分即通過(guò)木板進(jìn)入到第二內(nèi)腔中，第一飽和溶液減少的質(zhì)量即是穿過(guò)木板進(jìn)入第二內(nèi)腔內(nèi)的水分的質(zhì)量。因此通過(guò)測(cè)定第一飽和溶液減少的質(zhì)量，即可計(jì)算出木板的透濕性。第一、第二飽和溶液是不相同的兩種鹽溶液，第一內(nèi)腔內(nèi)的溫度可以與第二內(nèi)腔的溫度相同，也可以不相同。循環(huán)風(fēng)機(jī)工作，循環(huán)風(fēng)道內(nèi)的氣體循環(huán)流動(dòng)，使得木質(zhì)材料一側(cè)表面處的氣體與第二飽和溶液液面上方處的氣體快速流動(dòng)，能夠使得第二內(nèi)腔內(nèi)的氣體迅速達(dá)到需要的相對(duì)濕度，同時(shí)能夠縮短試驗(yàn)時(shí)間。本裝置工作時(shí)，在木板兩側(cè)的第一、二內(nèi)腔設(shè)定一定的溫度時(shí)，即可達(dá)到所需要的濕度，而且濕度準(zhǔn)確度很好。所以，本裝置是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、能耗低、操作方便、測(cè)試時(shí)間短、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可重復(fù)性好的木質(zhì)材料透濕性試驗(yàn)裝置。