[实用新型]材料吸附量-变形-渗透系数测量的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工程材料的特性试验技术领域，更具体涉及一种工程材料的吸附量、吸附变形和渗透系数测量的装置。该装置可广泛由于工程材料的吸附能力(吸附量)、吸附变形和渗透系数的测量。

背景技术

很多材料(如活性炭、煤等)由于包含大量孔隙，其表面积很大，因而具有对气体的吸附能力。材料吸附气体后，其物理、力学性质会产生变化。比如材料吸附气体后体积会膨胀或者收缩，从而改变其孔隙系统的结构，孔隙结构的变化会导致材料渗透系数改变，从而影响材料的力学性质。材料对不同气体的吸附量不相同，因此，材料吸附不同气体后，其变形也不相同，从而对渗透系数的影响效果不一样，及对材料的力学性质的影响会有很大区别。

因此，研究材料的吸附能力(吸附量)、吸附变形以及渗透系数变化对研究材料吸附引起的力学性质变化有很重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种工程材料吸附量-变形-渗透系数测量的装置，该装置可以实现材料的吸附量、变形和渗透系数的同时测量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种材料吸附量-变形-渗透系数测量装置主要包括气源子系统、气体注入与控制子系统、加载子系统、数据采集子系统和恒温水槽。其特征在于：气源子系统通过不锈钢管与气体注入与控制子系统内的三通连接，为系统提供气源；气体注入与控制子系统通过不锈钢管与加载子系统内的多孔垫片连接，为试样注气；气体注入与控制子系统中的管路部分放在恒温水槽中保持恒温；气体注入与控制子系统中的差压计和压力传感器以及加载子系统中的温度传感器和变形传感器通过电缆与数据采集子系统内的采集卡连接。其中，气源子系统包括气瓶、减压阀、六通阀；气体注入与控制子系统包括不锈钢管、计量泵(共2台)、压力传感器、差压计、真空泵、真空表、阀门(共8个)、三通(共4个)、四通(共2个)；加载子系统包括压力室、试样、液压油、温度传感器、多孔垫片(共2个)、轴向变形传感器、径向变形传感器，加热器；数据采集子系统包括电缆、采集卡、USB数据线、计算机。各部件具体结构连接关系如下：

气源子系统：气瓶与减压阀连接，用于调节从气瓶出来的气体压力；减压阀与六通阀连接，用于选择气体种类。

气体注入与控制子系统：一个三通通过不锈钢管与气源子系统中的六通阀连接；三通另两端分别与上游计量泵和下游计量泵的进气阀门连接，用于向计量泵充气；上游计量泵和下游计量泵分别有出气阀门，用于控制计量泵注气；上游计量泵出气阀门与一个三通连接；三通一端连接一个阀门，用于将上下游管路连通，另一端和一个四通连接；四通一端连接差压计，用于测量试样两端管路的差压，另一端连接一个压力传感器，用于测量上游管路的压力，压力传感器和差压计通过电缆与数据采集子系统连接，最后与一个阀门连接，用于控制向试样注气；下游计量泵出气阀门与一个四通连接；四通一端与一个阀门连接，该阀门连接一个三通，该一端与真空泵连接另一端连接真空泵，用于对系统抽真空，四通另一端与连接上下游管路的阀门相连，四通最后连接一个阀门，该阀门用于控制向试样注气。

加载子系统：试样两端分别与多孔垫片接触，用于给试样均匀注气；两个多孔垫片分别通过不锈钢管与气体注入与控制子系统中的上下游管路连接；压力室内安放有加热器和温度传感器，用于给压力室加热和测定压力室内温度；试样表面安放有轴向变形传感器和径向变形传感器，用于测量试样的变形；温度传感器、轴向变形传感器以及径向变形传感器通过电缆与数据采集子系统连接。

数据采集子系统：采集卡通过USB数据线与计算机连接。

恒温水槽：气体注入与控制子系统中的管路部分放在恒温水槽中保持恒温。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、一种材料吸附量-变形-渗透系数测量装置，该装置用两台计量泵测定吸附量和流量，用差压计测定差压，同时用变形传感器测定变形；原理简单，结构清晰，操作简便。

2、应用本实用新型进行材料吸附量、变形、渗透系数的同时测量，使原来需要进行几次的试验一次、同时完成，大大节省了试验时间和成本。

附图说明

图1为一种材料吸附量-变形-渗透系数测量装置结构示意图，其中：

1—气源子系统(包括气瓶1.1、减压阀1.2、六通阀1.3)；