[發明專利]一種精確制備不同含水率的實驗試樣的方法

無效

• 申請號: 201410223403.2
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103994908A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 李成武;徐曉萌;孫英峰;趙文文;邵晟洋
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種精確制備不同含水率的實驗試樣的方法及其制備裝置，適用于研究含水率對某一現象影響效果的實驗試樣的制備，特別適用于不同含水率粉碎性巖樣、煤樣、土壤或木材、煙草等試樣的制備。?

背景技術

含水率為物質或材料中自由水的質量在其總質量中占的百分比，物質或材料的含水率高低往往直接或間接影響到它們的性質。例如，煤體的含水率對其吸附解析特性的影響，巖石的含水率對其剪切蠕變效應的影響，煤層的沖擊傾向性與含水率的關系，土壤的含水率對植物種子發芽率的影響，土壤的含水率及導電率的對應關系研究等。這些研究課題來自不同的學科，涉及力學、農學、熱力學、建筑學、地質學等諸多領域。在傳統研究含水率的影響實驗中，制備試樣時，往往采用事先將試樣浸入水中，放置一段時間或者烘烤長度不等的時間后，再測定其含水率，記錄下該含水率再進行實驗的方式。這樣制備試樣所測得的含水率是隨機產生的，預先不能很好地控制實驗梯度，極大限制了實驗的最終效果。因此，確定一種標準的精確制備不同含水率實驗試樣的方法就尤為重要，這將極大有助于改善有關含水率的相關實驗效果。?

發明目的?

本發明的目的之一是提供一種精確制備不同含水率的實驗試樣的方法，目的之二是在理論方法的基礎上提供實施該方法的配套試樣制備裝置。?

技術方案?

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：通過設計一套由試樣烘干預處理系統、恒溫恒濕試驗箱和稱重系統構成的試樣制備系統，實現精確制備不同含水率的試樣。?

所述恒溫很濕箱，可實現控制其內部溫度和濕度在一定的范圍之內，通過外部操控界面，實現對內部環境參數的有效控制。?

所述稱重系統是在自行選用稱重傳感器的基礎上構建成的，安置在恒溫恒濕箱中，并且所選稱重傳感器基本不受溫度和濕度的影響；稱重系統具有重量讀數界面，能實時顯示其稱重平臺上試樣或物體的重量。?

本發明的有益效果是，利用含水率的物理意義，對傳統含水率測定方法進行改良，理論上該方法可以制備任意含水率的試樣。通過簡單的裝置給出了精確制備不同含水率的實驗試樣的方法，操作簡便易行，制備精度高。?

附圖說明

圖1為：精確制備不同含水率實驗試樣系統裝置示意圖。?

附圖標記說明：1-烘干預處理系統；2-恒溫恒濕試驗箱；3-操控面板；4-載有稱重傳感器的稱重系統；5-數據采集模塊；6-計算機實時數據顯示系統。?

具體實施方式

物質的含水率與一定溫度和濕度的空氣環境存在定量的平衡關系。在溫度為T、濕度為W的空氣環境中，平衡時煙草所能達到的穩定含水率值為A，則在0-A范圍內的定值含水率都可以通過控制物質重量實現。該制備方法較適用于孔隙度大、吸濕性大的物質，對于孔隙度小、吸濕性小的物質用該方法制備時所需的時間周期較長且含水率變化范圍較小，例如巖石的含水率變化范圍在3％以內，且穩定周期為一個月左右。?

本發明的具體實施方式以煙草樣品為例，制備定量含水率煙草的理論計算依據如下：?

設中間需要制備的含水率值為5％的倍數(方便計算)，以700g作為初始干重質量，每次取出的物質的干重相等。設試樣含水率為w，用w_i(i＝1,2,3,...,n)表示要制備的不同含水率梯度，初始試樣干重為m₁，濕重為m₂；根據如下所示含水率計算公式：?

w1=m2-m1m1*100%(i=1,2,3,···,n)]]>

則濕重m₂可表示為：?