[實用新型]一種多孔材料濕物性測量裝置

有效

• 申請號: 201720759213.1
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN206876545U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 王友輝;徐旭;張杰;周林杰
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰

技術領域

本實用新型屬于材料濕物性測量領域，具體涉及一種多孔材料濕物性測量裝置。

背景技術

多孔材料的傳熱與傳質問題對人們的日常生活和社會生產有著重要的影響。食品加工、能源動力、化工生產、生物技術、能源節約等領域無不與之相關。因此，長期以來多孔材料的傳熱與傳質問題受到高度重視。

在傳熱傳質學領域，傳熱的研究已經較為透徹，除了擁有各種測量材料熱物性的測量工具之外，還建立了較為全面的材料熱物性數據庫。但由于技術水平的限制，過去人們未能對材料的濕物性展開研究與測量。而隨著人們對舒適度要求的提高，逐漸發現了濕分傳遞對生活造成的不良影響。例如，在建筑熱工領域，濕傳遞對墻體整體性能的改變極其明顯。在圍護結構中，過高的含濕量會導致墻體表面的水分凝結和霉菌增長，縮短建筑構件的使用壽命，增加室內空調系統的能耗、降低室內空氣品質等等。因此，發明一種多孔材料的濕物性測量儀器能幫助人們對材料的熱濕耦合傳遞有更深刻的認識，填補空白的濕物性數據庫，提高人們生活品質。

雙壓法濕度發生的原理是基于道爾頓分壓定律，該定律認為在任何容器內相互間不發生化學反應的氣體混合物，并且每種氣體在整個容器內呈均勻分布狀態，則每種氣體產生的壓強等于其獨占整個容器時產生的壓強。雙壓法濕度發生方法是目前所采用的濕度發生中精度較高的一種方式。先使得通入相對高壓的飽和室中，空氣在此增濕至某溫度下的飽和濕氣，然后在相同的溫度下，通過節流閥調節降壓，將飽和室中高壓狀態下的濕空氣降至穩定的低壓狀態，從而得到所需的恒濕空氣，通過改變飽和室的壓力或者測試室的壓力，得到兩者之間對應的壓力比值，就可以得到不同濕度的恒濕空氣。

發明內容

本實用新型提供一種多孔材料濕物性測量裝置，可以測量出待測樣品的水蒸氣有效擴散系數和等溫吸濕曲線。

多孔材料濕物性測量裝置包括：

用于營造高于環境相對濕度的高濕測試室；

用于營造低于環境相對濕度的低濕測試室；

用于輸送飽和水蒸氣的飽和系統，與所述高濕測試室通過單向節流閥連接；

用于控制測量平臺各部分溫度的溫度控制系統；

以及用于采集包括壓力、溫度、相對濕度和重量數據的數據采集系統。

優選的，所述高濕測試室為長方體測試室，測試室與飽和系統通過單向節流閥連接，與室外環境通過單向閥連接，高濕測試室頂部裝有懸掛天平、制冷套件、溫控儀，底部裝有空氣加熱器、壓力傳感器、軸流風機，右側面開設有三個方孔，三個方孔的室內側設置有可抽取密封隔板。

優選的，所述低濕測試室為長方體測試室，低濕測試室內配備有抽屜式多孔空氣干燥室，低濕測試室頂部裝有制冷套件、溫控儀，底部裝有空氣加熱器、軸流風機，左側面開三個方孔，三個方孔的室內側設置有可抽取密封隔板。

優選的，所述飽和系統由空氣壓縮機、儲水室、飽和室組成，其中飽和室為圓柱體，內部裝有水位控制器、壓力傳感器、加熱硅膠帶、溫控儀，儲水室通過飽和室內水位控制器向飽和室中輸送純凈水，空氣壓縮機與飽和室通過氣動調壓閥連接，向飽和室的水中通入空氣。

優選的，所述溫度控制系統包括三臺溫控儀，第一溫控儀通過連接飽和室內加熱硅膠帶控制飽和水蒸氣的溫度，第二溫控儀通過連接高濕測試室內制冷套件和空氣加熱器控制高濕測試室內溫度，第三溫控儀通過連接低濕測試室內制冷套件和空氣加熱器控制低濕測試室內溫度。

多孔材料在使用過程中，由于濕分的積累，會導致其保溫性能的下降，以及諸多不良影響。本實用新型的多孔材料濕物性測量裝置包含一套多孔材料在不同溫度、不同相對濕度下水蒸氣有效擴散系數和等溫吸濕曲線的測試系統，可以獲得多孔材料不同溫度、不同相對濕度下的水蒸氣有效擴散系數和等溫吸濕曲線，進而了解多孔材料的濕物性以及熱濕耦合傳遞情況，最終可以實現多孔材料在不同工況下的使用情況預估，預測材料的使用壽命以及防范濕度過大帶來的不利影響。

附圖說明

圖1是多孔材料水蒸氣有效擴散系數測量實驗原理圖；

圖2是本實用新型的多孔材料濕物性測量裝置的連接框圖；

圖3是本實用新型的多孔材料濕物性測量裝置主要測試結構的俯視圖。

具體實施方式

本實用新型能完成對多孔材料樣品水蒸氣有效擴散系數與等溫吸濕曲線的測量。測量原理如下：