[發明專利]一種多孔材料毛細吸水系數連續測定裝置及方法

有效

• 申請號: 202110170197.3
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112964620B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 瞿銘良;盧笙悅;田帥奇;林青陽;范利武;俞自濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N13/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種多孔材料毛細吸水系數連續測定裝置及方法，該裝置包括天平、吸水池、以及置于天平上的計量桶；所述計量桶底端開有出水孔，所述吸水池底端開有進水孔，所述出水孔與進水口通過管道連接，所述管道上設有液體輸運器；所述吸水池上通過密封膠條固定有樣品倉，所述樣品倉內裝有多孔介質樣品，所述多孔介質樣品四周被樣品倉包裹；所述吸水池側面設有液面測量室，所述液面測量室與吸水池連通；所述液面測量室連接有液位控制器，所述液位控制器通過測量液面測量室的液位從而控制液體輸運器輸送液體。本發明方法實現了毛細吸水過程連續、自動、精準的測量，可顯著消除人工測量誤差。

技術領域

本發明涉及多孔材料毛細吸水濕物性測試領域，尤其涉及一種多孔材料毛細吸水系數連續測定裝置及方法。

背景技術

多孔建筑材料在典型建筑環境中會發生顯著的濕分遷移現象，對建筑結構的耐久性和可持續性有很大的影響。在典型建筑環境中如雨水侵襲，地面積水等情況中，液態水的傳遞無法忽略。在多孔介質傳質領域，毛細吸水系數也稱吸水率，常用來表達多孔材料的吸水能力，對其進行定量分析研究對分析材料內部的濕遷移過程尤為重要，且能夠為室內熱濕環境的設計提供指導。

對于毛細吸水系數而言，通常采用標準的部分浸入法測量，根據試樣累積吸水量與時間平方根的關系計算得到。上述測量方法雖得到了廣泛的應用，但這種人工測試的方法中試件需頻繁出入水中測量，測量擦拭時底面干濕狀態不易掌握(或瀝水過程時間較長)，嚴重打破了試件的正常毛細吸水過程，影響毛細吸水規律，也無法提高測量的準確性，測量過程均極為粗糙，遠達不到對其規律進行精確描述的程度。

現有的技術研究中，雖有在線連續測量試樣累積吸水量從而求得毛細吸水系數的測量方式，但這些理論測量方法存在以下一些問題：

1、試樣不固定，調節試樣高度并保持在一定水平線上的能力差，水位線的波動大，給現實測量的實現造成了一定的困難。

2、目前常見的在線測試方法主要直接測量材料質量變化，由于吸水質量增加，液面變化等因素，天平處于實時變化狀態，容易產生累計誤差，這對在線測精度提出挑戰。

發明內容

本發明提供一種多孔材料毛細吸水系數連續測定裝置及方法，將測量裝置和吸水裝置分離，通過測量被液態水被材料吸收的質量，可以有效提高測量精度和效率，實現了高精度連續測量。

本發明通過以下技術方案來實現：

一種多孔材料毛細吸水系數連續測定裝置，包括天平、吸水池、以及置于天平上的計量桶；所述計量桶底端開有出水孔，所述吸水池底端開有進水孔，所述出水孔與進水口通過管道連接，所述管道上設有液體輸運器，用于將液體從計量桶輸送至吸水池；所述吸水池上通過密封膠條固定有樣品倉，所述樣品倉內裝有多孔介質樣品，所述多孔介質樣品四周被樣品倉包裹，防止水從側面揮發或流出；所述吸水池側面設有液面測量室，所述液面測量室與吸水池連通；所述液面測量室連接有液位控制器，所述液位控制器通過測量液面測量室的液位從而控制液體輸運器輸送液體。

上述技術方案中，進一步地，所述多孔介質樣品底部浸沒于液體內，其頂部直接與空氣接觸。

進一步地，所述吸水池側面的液面測量室為1個或者2個，設置1個時，設置在多孔介質樣品下邊界向上1-2mm處；設置2個時其中一個與多孔介質樣品下邊界在同一水平線上，另一個設于多孔介質樣品下邊界向上1-3mm處。設置1個傳感器時，只能返回一個信號，液體輸送器只能一個速度加水，此時樣品還在吸水，容易造成液面低于樣品下底面的情況。而設置兩個液位測量室可以減少加水時的時間延遲，在低于高水位時慢速加水，低于低水位時快速加水，使得水位高度更有保障。水位如果過高，測量過程違背了測試原則中的一維過程；如果水位過低，則毛細細水過程會遭到破壞。