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原文传递气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置与方法

专利名称：	气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置与方法
摘要：	本发明提供一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置与方法及用途。该装置主要由产生高浓度危化气体和实现气压与温度的调控的供气装置、可高频变压波动的喂入装置、可行往复移动的收集透过气体的收集装置、可实测织物鼓胀性能的摄像装置和包括气相色谱仪和织物鼓胀高度测量装置并与计算机联机的综合测控系统构成。不仅可实测织物的密闭性能及其稳定性和防危化气体渗滤的功能性，而且可实时测量织物的起拱变形量，即可对织物受气压作用下的密闭性和鼓胀高度进行原位综合的分析，而获得气闭性精准估计。该测试装置和测量方法可应用于评价织物抗危化气体透过的防护能力的实用、快速、准确的评价和应用于标准测量及科学研究。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	东华大学
发明人：	刘洪玲;冯浩;于伟东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910885163.5
公开号：	CN110618074A
代理机构：	上海申汇专利代理有限公司
代理人：	徐俊;柏子雵
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	201600 上海市松江区人民北路2999号
主权项：	1.一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，包括：用于提供危化气体的供气装置(1)，供气装置(1)可对危化气体进行升降温恒压操作，使得输出的危化气体的压力处于定值或压力波动变化；喂入装置，用于对织物(9)做密闭隔绝与渗滤性试验，包括喂入腔体(21)，由喂入腔体(21)和织物(9)的正面共同构成喂入腔(22)，供气装置(1)输出的危化气体输入喂入腔(22)内；收集装置，可形成负压从而高效收集喂入腔(22)内透过织物(9)的危化气体，包括与喂入腔体(21)对齐合缝并互锁夹持织物(9)的收集腔体(31)，收集腔体(31)与织物(9)背面和活塞机构(4)的活塞(41)共同构成可高效收集渗透过织物(9)的危化气体的收集腔(32)；活塞机构，用于将检测腔(32)中的危化气体的混合气体输出与排净；摄像装置，设于收集腔体(31)内，用于对织物(9)鼓胀变形和回复率进行测量；完成气体输入输出喂入腔(22)、收集腔(32)与排放清空喂入腔(22)、收集腔(32)及高浓度危化气体渗滤收集与调配的六通阀及管道系统；模块化的综合测控系统(8)，用于对由收集装置收集的危化气体和由摄像装置测得的织物(9)鼓胀高度进行检测数据及数据处理分析。 2.如权利要求1所述一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，所述供气装置(1)包括进气减压阀(12)，高压气体经由进气减压阀(12)输入调控储气箱(11)，在调控储气箱(11)内设有加热炉(17)，加热炉(17)对调控储气箱(11)内的气体进行升温与恒温操作，由气压计(13)测量并反馈调控储气箱(11)中的气压，调控储气箱(11)经由充气管(15)与所述喂入腔(21)相连通，在充气管(15)上设有用于喂入腔(21)中气体渗透衰减性测量与控制的闭气阀(14)和气压传感器一(16)；通过将设定的气压与气压计(13)实时显示的气压相比较进行调控储气箱(11)的气压微调与恒定，通过加热炉(17)微调控制。 3.如权利要求1所述一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，所述喂入腔体(21)竖立固定于H形底座(25)上；所述喂入腔体(21)顶部设有双密闭锁座(26)，所述喂入腔体(21)通过双密闭锁座(26) 与所述收集腔体(31)互锁；在所述喂入腔体(21)与所述收集腔体(31)互锁的密闭面上镶嵌有内密闭圈(27)、外密闭圈(28)及位于内密闭圈(27)与外密闭圈(28)间的凸起嵌环(29)，内密闭圈(27)及外密闭圈(28)分别镶嵌在喂入腔体(21)密闭面对应的嵌槽中；所述喂入腔(22)通过三通进气口(23)与所述供气装置(1)相连通，所述喂入腔(22)还与三通排气口一(24)相连通，三通排气口一(24)包括将原危化气体及渗透试验后喂入腔(22)残留及试验危化气体送入所述综合测控系统(8)的测试输出口一和试验后实验危化气体排空的排放口一。 4.如权利要求3所述的一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，所述收集腔(32)与用于收集腔换清洁气体的进气口(33)相连通，所述收集腔(32)还与三通排气口二(34)相连通，三通排气口二(34)具有用于将所述收集腔(32)内含原危化气体的混合气体送出到所述综合测控系统(8)的测试输出口二及与进气口(33)配合进行换气以清洁收集腔(32)的的排放口二；在所述收集腔体(31)与所述喂入腔体(21)互锁的密闭面上设有与所述凸起嵌环(29)相配对的凹嵌环(37)；所述收集腔体(31)设于后罩壳(38)上，所述收集腔体(31)通过双铰链(35)与所述喂入腔体(21)铰接；所述收集腔体(31)通过设于其上的密闭锁扣(36)与所述双密闭锁座(26)相配合，从而实现所述收集腔体(31)与所述喂入腔体(21)的互锁。 5.如权利要求4所述一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，所述活塞机构包括设于所述收集腔(32)内的活塞(41)，活塞(41)通过在所述收集腔(32)内的来回移动实现收集腔(32)中混合气体的挤出与真空吸气，带有外螺纹的活塞丝杆(42)与活塞(41)同轴固接，活塞丝杆(42)设于腔体后盘(43)的中心轴孔中，并且活塞丝杆(42)能在中心轴孔中自由移动，在活塞丝杆(42)外套设有带有内螺纹的主齿轮(44)及活塞杆架(45)，主齿轮(44)的内螺纹与活塞丝杆(42)的外螺纹相配合，活塞杆架(45)用于限制主齿轮(44)移动，驱动齿轮(46)与主齿轮(44)相啮合，驱动齿轮(46)设于同步电机(48)的驱动轴(47)上，使得同步电机(48)通过驱动齿轮(46)带动主齿轮(44)旋转。 6.如权利要求5所述一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，所述气体包括渗滤入所述检测腔(32)的原危化气体、试验危化气体、混合气体和清洁气体，清洁气体是空气或氮气，其中，空气通过所述活塞(41)的回撤真空吸入，氮气压力输入，空气及氮气均可进行换气清洁。 7.如权利要求1所述一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，所述摄像装置包括：安装于所述收集腔体(31)上部内侧的中轴面上的CCD微型摄像器(51)，CCD微型摄像器(51)的图像视频输出端(52)与计算机(83)相连；安装于所述收集腔体(31)底部内侧的LED光源(53)，LED光源(53)用于实现透射光照及成像；安装于CCD微型摄像器(51)周围两侧的中轴面上的线阵排列的侧光源(54)，侧光源(54)用于实现投射光照及成像，线阵排列是指侧光源(54)呈直线状排列；安装于CCD微型摄像器(51)圆周两侧的LED光源(54)，LED光源(54)用于实现实景反光照明与成像。 8.如权利要求1所述一种气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置，其特征在于，所述六通阀及管道系统包括六通阀一(71)及六通阀二(72)；所述综合测控系统(8)包括TCD检测器(81)及FID检测器(82)；六通阀一(71)的定量环一通过阀门配合完成所述喂入腔(22)中试验危化气体定量通入TCD检测器(81)；六通阀二(72)的定量环二通过阀门配合完成所述检测腔(32)气体定量通入FID检测器(82)； TCD检测器(81)及FID检测器(82)与计算机(83)相连。 9.采用权利要求1所述的气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、准备织物(9)试样，将布样裁剪成设定大小、形状的待测织物(9)；第二步、两腔室闭合夹持织物(9)，抬起喂入装置后放入织物(9)，随后放下喂入装置，使喂入腔体(21)与收集腔体(31)密封贴合并自动锁紧，从而将织物(9)夹持在喂入腔体(21)与收集腔体(31)之间；第三步、气源控制，向调控储气箱(11)中冲入足量原危化气体，并通过加热炉(17)将原危化气体调整到预设温度，危化气体是指常规浓度～高浓度的危化气体；第四步、气闭性和鼓胀高度及回复率测试，在喂入腔(22)充入预设温度的原危化气体到预设气压，维持恒定；将闭气阀(14)关闭，即气源补充停止，此时气压传感器(16)测得喂入腔(22)中的气压衰减曲线，去除喂入腔体(21)的自行单位时间的泄漏值和温度降低气压衰减曲线，获得因织物(9)的渗滤而产生密闭下降即通透性上升的曲线和特征性；同时，通过摄像装置测得一定温度压力下织物鼓胀高度及气压衰减时鼓胀高度渐减曲线，在实验后气压降为0时，测得试验后织物蠕变造成的鼓胀残余高度，计算高度回复率，作为织物(9)的力学性质对其气闭性影响的最重要的评价依据和防护服装力学性能评价的辅助指标之一；第五步、气闭性和鼓胀高度及回复率测试循环测试，再打开闭气阀(14)，对喂入腔(22)再次充气到设定气压和温度，维持恒定，恢复原状态，此充气与衰减方式可重复循环进行；测量n次定气压实验的密闭性的用于累计渗透率计算的渐增曲线；和n次定气压实验的鼓胀高度H、残余高度H1、鼓胀弹性回复率指标；第六步、气滤性测试，在喂入腔(22)充入预设温度的原危化气到预设气压，维持恒定；在检测腔(32)冲入定量氮气，进行渗滤实验，实验中活塞(41)按设定往复运动，完成对织物(9)鼓胀高度的控制，并有效防止织物(9)表面吸附浓度累积形成的渗透边界层阻碍渗透的进行；第七步、数据收集分析，将三通排气口一(24)拨至测试输出口一位置，将六通阀一(71)拨至状态一，此时定量环一完成气体置换，喂入腔(22)内的气体充满定量环一，转换六通阀一(71)至状态二，综合测控系统(8)载气将定量环一内气体带入TCD检测器(81)完成定量检测；同理，将三通排气口二(34)拨至测试输出口二位置，将六通阀二(62)拨至状态一，定量环二完成气体置换位置，控制活塞(41)向左移动，使检测腔(32)内的气体充满定量环二，转换六通阀二(72)至状态二，综合测控系统(8)载气将定量环二内气体带入FID检测器(82)完成定量检测；第八步、清洁卸样与复往，先以压缩空气冲入清空双腔室和所有的管道；打开密封锁扣(36)，喂入腔(22)与检测腔(32)分离，取出织物(9)，观察其正面腐蚀损伤后，取下织物(9)，观察反面有否显见渗滤及吸附物，然后，闭合喂入腔(22)与检测腔(32)，试验结束；若需继续进行另一织物(9)试样气闭与气滤性测量，则重复第一步-第八步。 10.如权利要求1或权利要求9所述的气压波动式双腔室织物鼓胀与气闭性同步测量装置或方法的用途，其特征在于，该装置或方法可以测试在不同压力和温度下织物、膜等片状材料与气态危化品持续接触时的气体渗透和透过性能，可用于此类材料材料气闭性测量、复合功能织物对于气态危化品防护性能分析、防化服评价及相关新产品开发的功能评价。
所属类别：	发明专利