[发明专利]木质材料透湿性试验装置

说明书

技术领域

本技术涉及木质材料透湿性试验装置。

背景技术

物体的“透湿性”是指物体两侧的水分由于温度差和湿度差的共同作用，在物体上发生传导的现象，它是热能及暖通工程研究领域计算热平衡和湿平衡时的主要考虑因素。换句话说，“透湿性”是水分在一定的驱动力作用下，在某种材料内部传导快慢的速度，也就是材料透过湿空气的性能。对于木质材料的透湿性，一般以一块面板来测试，即测试出木板一侧的水分在一定的时间内穿过木板到达另一侧的量。

为了测试木质材料的透湿性，需要在测试木板的两侧营造不同的恒温恒湿环境。目前实验室常用的恒温恒湿箱主要分为两类：一类是用于微生物培养及育种实验的，它的特点是由于气流循环不好，温湿度波动大，均匀性差，而且不能营造低湿度环境条件。另一类是高低温交变试验箱，它可以营造温度在-20℃到150℃，湿度在30%-98%较大温湿度范围的环境条件，主要用于各种材料性能测试前内部水分状态调整平衡的工作。高低温交变试验箱主要包括测量温湿度的传感器探头、加热管、蒸汽发生器、冷凝器等。加热管（功率一般在1.5千瓦以上）主要用来调节箱内湿空气的温度，它受温度仪表自动控制；蒸汽发生器（功率一般也在1.5千瓦以上）通过产生水蒸气来营造箱内所需的相对湿度，这部分受湿度仪表自动控制；冷凝器（功率一般在2千瓦以上）则用来降低环境的温度和湿度，它的开启和关闭是通过人为控制开关按钮实现的。一般当需要营造室温、85%以下湿度这样的环境时，需要使加热管、蒸汽发生器、冷凝器一直处于开启状态，即此设备一边在加热加湿、一边在降温脱湿，通过耗费一些矛盾的或者不必要的能源，使加热管、蒸汽发生器和冷凝器三者之间实现动态平衡，来达到所需的温湿度环境。

另外，这类高低温交变试验箱的湿度是靠干湿球温度计法进行测量的，而其测量精度及稳定性均很差。如果只从温度测量的角度来评价，箱内温度的误差在正负0.5℃属于常见和可接受的现象，但是对于湿度测量，我们通过计算，不难发现，在温度计的误差在正负0.5℃时，湿度的误差达到10%左右，对应于木材在这两种环境下的含水率误差为12%。而实际上，现在我们很多实验室使用的此类设备的湿度测量误差还远不只如此，即使是同台仪器前后两次使用，也会由于纱布、温度计精度等各方面原因，很难实现实验条件的可重复性，从而使一些科研工作无法有效顺利的开展。另外，由于冷凝器的脱湿能力有限，以及设备内部始终有液态水存在等设计的问题，此类设备很难营造出相对湿度20%以下的环境。

发明内容

本技术的目的是提供一种结构简单、成本低廉、能耗低、操作方便、测试时间短、测试结果准确、可重复性好的木质材料透湿性试验装置。

本木质材料透湿性试验装置，它包括具有第一内腔、第二内腔的箱体，被测试的木板放置在第一内腔、第二内腔之间，第一内腔、第二内腔之间以测试木板分隔，木板的两侧表面分别为第一内腔内壁、第二内腔内壁的一部分；第一内腔中有第一饱和溶液槽，第一饱和溶液槽中盛有一种盐的第一饱和溶液，第二内腔中有第二饱和溶液槽，第二饱和溶液槽中盛有另一种盐的第二饱和溶液；在相同温度和压力下，第一饱和溶液上方的气相相对湿度高于第二饱和溶液上方的气相相对湿度；第一、第二饱和溶液中均具有所含溶质盐的结晶体；在第二内腔中具有一个循环风道，所述循环风道把木板一侧表面处的第二内腔和第二饱和溶液液面上部的空间相连通，该循环风道内具有循环风机，循环风机工作时湿空气在循环风道内循环流动。

本技术的有益效果：在一定的温度和压力下，盐的饱和溶液上方的气相相对湿度是恒定的。通过在两个内腔中设置第一、第二饱和溶液，同时使得两个内腔保持在一定温度，使得第一内腔内的相对湿度比第二内腔内的相对湿度高，经过一段时间，第一内腔内气相中的水分即通过木板进入到第二内腔中，第一饱和溶液减少的质量即是穿过木板进入第二内腔内的水分的质量。因此通过测定第一饱和溶液减少的质量，即可计算出木板的透湿性。第一、第二饱和溶液是不相同的两种盐溶液，第一内腔内的温度可以与第二内腔的温度相同，也可以不相同。循环风机工作，循环风道内的气体循环流动，使得木质材料一侧表面处的气体与第二饱和溶液液面上方处的气体快速流动，能够使得第二内腔内的气体迅速达到需要的相对湿度，同时能够缩短试验时间。本装置工作时，在木板两侧的第一、二内腔设定一定的温度时，即可达到所需要的湿度，而且湿度准确度很好。所以，本装置是一种结构简单、成本低廉、能耗低、操作方便、测试时间短、测试结果准确、可重复性好的木质材料透湿性试验装置。