[发明专利]一种木材气体渗透性分析测试装置

说明书

一种木材气体渗透性分析测试装置，涉及木材物理性能测试领域。采用正压力气体作为驱动源，在加压气源与待检木材试样之间放置减压阀和调压阀，控制试样上流高压端驱动压力。木材试样夹持装置确保渗透测试过程气密性，保证测试气流完全经由木材试样断面通过，夹持装置气流入口高压端固定，低压端气流出口为可滑动构件。木材试样夹持装置高压端装有高压端压力表，测定渗透性时，显示木材上游压力，低压端联通大气，在待检木材试样两端稳定的正压力差，因此流经木材试样的气流为稳态流动。低压端测定流出气体流量，根据气体渗透率计算方程式得到木材气体渗透性测量结果。本装置是一种稳态正压差木材气体渗透性测试装置，且测试过程简单便捷。

技术领域

本发明属于木材物理性能测试领域，具体涉及一种木材气体渗透性分析测试装置。

背景技术

木材渗透性是木材重要的物理特性之一，木材科学研究与加工利用的很多方面都与其密切相关，尤其是木材干燥、木材浸渍增强、防腐处理、阻燃处理、制浆造纸过程的研究中，木材渗透性一直被作为重要参数^[1]。由于木材树种多，并且具有各向异性特点，所以渗透性的测定与分析是木材物理研究领域长期工作重点^[2-3]。随着我国木材资源结构的调整，特别是随着2016年底国家全面停止全国天然林商业性采伐，人工速生林木材和国外进口木材用量占比越来越高。根据第八次全国森林资源清查结果，全国森林面积2.08亿公顷，森林覆盖率21.63％，其中人工林面积0.69亿公顷，蓄积量24.83亿立方米，森林面积和森林蓄积量分别位居世界第5位和第6位，人工林面积居世界首位^[4]。虽然人工林面积较大，但人工林一般多为一些生长速度快的速生树种，如杉木、杨木、桉树、马尾松等生产加工易出现干燥缺陷，同时这些木材尺寸稳定性差、渗透性差、强度低、材质轻软，生产中需进行浸渍改性增强处理，无论是干燥或浸渍改性前木材渗透性评价，还是处理材的二次干燥，渗透性分析都非常必要^[5-6]。我国另一部分重要的木材来源——国外进口材则呈现树种和产地繁多，材性变异性大的特征，这些木材相较于国内传统用材有材性较大差异，对其渗透性分析测定也十分必要^[7-8]。

目前木材渗透性研究中采用的渗透性测试方法主要有3种类型，水上升容积置换法、水下降容积置换法以及转子流量计法。水上升容积置换法测定木材渗透性主要构件包括容积置换管(9)、水槽(10)、水银压差计(11)、真空泵接口(12)、待测试样安装位(13)。测试过程在位置(12)施加部分真空，气体从置换管中抽出，使得置换管中液面上升。记录容积置换管中置换水的体积、置换时间，利用水银压压力计记录压差，然后根据达西公式计算待测木材渗透性。水下降容积置换式木材渗透性测试法主要构件包括容积置换管(9)、水槽(10)、真空泵接口(12)、待测试样安装位(13)，适用于测试渗透性高的木材试样。水分最初被真空吸附到较高位置，关闭真空泵后，打开试样位置的阀门后，气体将流经试样进入测试管中，液面随之下降，记录压差及液面下降一定高度差所用的时间，然后根据达西公式计算待测木材渗透性^[9]。转子流量计式渗透性测试法更为简单，将水下降式容积置换测试仪中的容积置换管换为转子流量计或者其他流量计即可^[9]。