[發明專利]一種木材氣體滲透性分析測試裝置

在審

• 申請號: 201711390905.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108195737A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 周永東;高鑫;周凡;付宗營;江京輝;侯俊峰;翁翔
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種木材氣體滲透性分析測試裝置，涉及木材物理性能測試領域。采用正壓力氣體作為驅動源，在加壓氣源與待檢木材試樣之間放置減壓閥和調壓閥，控制試樣上流高壓端驅動壓力。木材試樣夾持裝置確保滲透測試過程氣密性，保證測試氣流完全經由木材試樣斷面通過，夾持裝置氣流入口高壓端固定，低壓端氣流出口為可滑動構件。木材試樣夾持裝置高壓端裝有高壓端壓力表，測定滲透性時，顯示木材上游壓力，低壓端聯通大氣，在待檢木材試樣兩端穩定的正壓力差，因此流經木材試樣的氣流為穩態流動。低壓端測定流出氣體流量，根據氣體滲透率計算方程式得到木材氣體滲透性測量結果。本裝置是一種穩態正壓差木材氣體滲透性測試裝置，且測試過程簡單便捷。

技術領域

本發明屬于木材物理性能測試領域，具體涉及一種木材氣體滲透性分析測試裝置。

背景技術

木材滲透性是木材重要的物理特性之一，木材科學研究與加工利用的很多方面都與其密切相關，尤其是木材干燥、木材浸漬增強、防腐處理、阻燃處理、制漿造紙過程的研究中，木材滲透性一直被作為重要參數^[1]。由于木材樹種多，并且具有各向異性特點，所以滲透性的測定與分析是木材物理研究領域長期工作重點^[2-3]。隨著我國木材資源結構的調整，特別是隨著2016年底國家全面停止全國天然林商業性采伐，人工速生林木材和國外進口木材用量占比越來越高。根據第八次全國森林資源清查結果，全國森林面積2.08億公頃，森林覆蓋率21.63％，其中人工林面積0.69億公頃，蓄積量24.83億立方米，森林面積和森林蓄積量分別位居世界第5位和第6位，人工林面積居世界首位^[4]。雖然人工林面積較大，但人工林一般多為一些生長速度快的速生樹種，如杉木、楊木、桉樹、馬尾松等生產加工易出現干燥缺陷，同時這些木材尺寸穩定性差、滲透性差、強度低、材質輕軟，生產中需進行浸漬改性增強處理，無論是干燥或浸漬改性前木材滲透性評價，還是處理材的二次干燥，滲透性分析都非常必要^[5-6]。我國另一部分重要的木材來源——國外進口材則呈現樹種和產地繁多，材性變異性大的特征，這些木材相較于國內傳統用材有材性較大差異，對其滲透性分析測定也十分必要^[7-8]。

目前木材滲透性研究中采用的滲透性測試方法主要有3種類型，水上升容積置換法、水下降容積置換法以及轉子流量計法。水上升容積置換法測定木材滲透性主要構件包括容積置換管(9)、水槽(10)、水銀壓差計(11)、真空泵接口(12)、待測試樣安裝位(13)。測試過程在位置(12)施加部分真空，氣體從置換管中抽出，使得置換管中液面上升。記錄容積置換管中置換水的體積、置換時間，利用水銀壓壓力計記錄壓差，然后根據達西公式計算待測木材滲透性。水下降容積置換式木材滲透性測試法主要構件包括容積置換管(9)、水槽(10)、真空泵接口(12)、待測試樣安裝位(13)，適用于測試滲透性高的木材試樣。水分最初被真空吸附到較高位置，關閉真空泵后，打開試樣位置的閥門后，氣體將流經試樣進入測試管中，液面隨之下降，記錄壓差及液面下降一定高度差所用的時間，然后根據達西公式計算待測木材滲透性^[9]。轉子流量計式滲透性測試法更為簡單，將水下降式容積置換測試儀中的容積置換管換為轉子流量計或者其他流量計即可^[9]。