[發明專利]一種多孔材料孔隙率測量裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201810673132.9
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108458945A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 陳書明;朱文波
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N15/08
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 姜美洋

1.一種多孔材料孔隙率測量裝置，其特征在于，包括：

封裝體，其外表面上設置有調節旋鈕；

加壓泵，其設置在所述封裝體內部；

出氣口，其開設在所述封裝體一側，與所述加壓泵連通；

其中，所述調節旋鈕與所述加壓泵電連接，用于調整所述加壓泵輸出氣體流量；

容器體，其內部為中空結構，用于盛放多孔材料樣本；

進氣口，其開設在所述容器體上，并與手滑閥連通；

連接管，其一端與所述出氣口連通，另一端通過所述手滑閥與所述進氣口連通。

2.根據權利要求1所述的多孔材料孔隙率測量裝置，其特征在于，所述容器體包括：

容器箱體；

容器蓋體，其通過密封墊與所述容器箱體密封連接；

其中，所述容器箱體和所述容器蓋體外表面上分別設置有多組相配合的凸臺，其上開設有安裝孔，多個夾緊裝置穿過所述安裝孔，將所述容器箱體和所述容器蓋體夾緊密封。

3.根據權利要求2所述的多孔材料孔隙率測量裝置，其特征在于，所述夾緊裝置包括：

鉚釘；

螺栓，其一端自下而上穿過所述安裝孔，另一端設置有孔眼并通過所述鉚釘固定在所述容器體上；

螺母，其與所述螺栓螺紋連接，用于壓緊所述容器蓋體。

4.根據權利要求1或3所述的多孔材料孔隙率測量裝置，其特征在于，所述封裝箱體底部和側面開設有通風槽。

5.根據權利要求4所述的多孔材料孔隙率測量裝置，其特征在于，所述容器體頂部還設置有壓力表。

6.根據權利要求4所述的多孔材料孔隙率測量裝置，其特征在于，所述封裝體內還設置有電源轉換模塊。

7.一種多孔材料孔隙率的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、確定當前環境溫度和加壓所用氣體，擰緊夾緊裝置，關閉手滑閥，斷開連接管，稱量此時容器體的重量M₁，讀取此時壓力表中壓力值P₁；

步驟2、連接容器體與連接管，打開手滑閥，啟動加壓泵，轉動調節旋鈕，給容器體中加壓，當壓力達到P₂時，關閉加壓泵和手滑閥，將連接管和手滑閥斷開，稱量此時容器體的重量M₂；

步驟3、打開手滑閥對容器體進行泄壓，待壓力平穩后，將待測多孔材料放置到容器體中，將容器體密封后，關閉手滑閥，稱量此時所述容器體的重量M₃，并讀取此時壓力值P₃；

步驟4、連接容器體與連接管，打開手滑閥和加壓泵，轉動調節旋鈕，給容器體中加壓，當壓力達到P₄時，關閉加壓泵和手滑閥，將連接管和手滑閥斷開，稱量此時容器體的重量M₄；

步驟5、根據公式對多孔材料的孔隙率進行計算；

其中，R為理想氣體常數，T為熱力學溫度，V_t為多孔材料體積。

8.根據權利要求7所述的多孔材料孔隙率的測量方法，其特征在于，在測量過程中，通過調整加壓氣體流速控制容器體內的壓力，加壓氣體流量Q的經驗公式滿足：

其中，k₁為校正系數，A₁為加壓泵的出口橫截面積，A₂為連接管的橫截面積，f為管道內部摩擦阻力，ρ為加壓氣體密度，k_c為收縮系數，v為容器體體積，P_o為加壓泵出口壓力，P_i為容器體內壓力，C為補償常數。

9.根據權利要求8所述的多孔材料孔隙率的測量方法，其特征在于，所述校正系數k₁的經驗公式滿足：

其中，N₁為壓力表的水平修正因子。