CN108181225B - 一种防渗性能和透气性能测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防渗性能和透气性能测试装置及其测试方法，属于检测设备领域，以解决防渗透气颗粒的防渗、透气性能测试没有专用设备和方法问题。一种防渗性能和透气性能测试装置，包括压力调节装置和多组密封测试器，一种防渗性能测试方法，包括：装置注水及总管排气、空白加压测试、样品加压测试、试验记录、结果表示；一种透气性能测试方法，包括：空白加压测定及结果记录、样品加压测定、试验记录、公式推导、结果表示。本发明装置通过通过压力的变化和压力变化时间的不同来进行颗粒状试样的防渗、透气性能测试；本发明方法为不同厚度防渗透气颗粒在工程中实际应用提供技术支持，确定最佳铺设厚度。
Description
技术领域
本发明属于检测设备领域，具体涉及一种防渗性能和透气性能测试装置及其测试方法。
背景技术
防渗透气颗粒是一种利用金矿尾矿、铅锌尾矿、风积沙、荒漠沙等骨料颗粒为主要原料制备而成，具有透气性能的防渗材料，防渗透气颗粒在现代农业、建筑、交通、生态保护和环境治理等领域具有广泛的应用前景，可以有效解决人类当前面临的水资源短缺、土壤环境恶化、工程渗漏及地基湿陷等难题。
目前实现防水材料的防渗性能测试采用的是防水卷材不透水仪，该设备仅适用于形态为层、片状，整体性较好的沥青和高分子卷材类防水材料的不透水性能检测，即产品有限表面承受水压，密封装置采用上下两侧带孔圆盘紧固中间防水卷材，边壁涂抹黄油密封，防渗透气颗粒由于其独特的颗粒松散状态不同于防水卷材的整体性，无法利用上下两侧带孔圆盘紧固中间的防渗透气颗粒，且黄油等密封材料无法对边壁进行密封，因此无法对防渗透气颗粒的防渗性能指标进行测试。
目前实现透气性能测试的是透气度测试仪，该设备仅适用于，形态为膜、片、网状，整体性较好的纸张、纸板、汽车内饰材料、聚氨酯发泡、PVC、皮革、纺织品、非织造布等材料的空气透过率与空气阻力测试，防渗透气颗粒由于其独特的颗粒松散状态不同于这些材料的整体性，无法使用这类透气度测试仪进行封装，因此无法对防渗透气颗粒的透气性能指标进行测试和对比。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防渗性能和透气性能测试装置，以解决一种防渗透气颗粒的防渗、透气性能测试没有专用设备的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种防渗透气颗粒用防渗、透气性能测试方法，以解决防渗透气颗粒的防渗、透气性能测试没有专用方法的问题。
为了解决以上问题，本发明技术方案为：
一种防渗性能和透气性能测试装置，包括压力调节装置和多组密封测试器，压力调节装置包括供控压装置、气泵、压力传感器、第一PLC；供控压装置一端连接气泵，供控压装置另一端通过总管和支管连接各单组密封测试器，总管上设有压力传感器，压力传感器和气泵均与第一PLC连接，供控压装置上设有补水管、排水口；密封测试器包括样品室、内部压力传感器、加压装置、第二PLC，样品室上部设有压板，压板上设有出水口，压板下方设有隔离网，样品室底部设有进水口，进水口上设有截留网，进水口连接支管，压力传感器和加压装置依次设在压板上方，内部压力传感器和加压装置均与第二PLC连接。
进一步的，总管上设有排气管，排气管上设有排气阀，支管上设控制阀，补水管上设有补水阀，排水口上设有排水阀。
进一步的，第一PLC的输出端连接有第一显示装置，第二PLC的输出端连接有第二显示装置。
进一步的，压板与内部压力传感器之间设有中空凸台。
进一步的，压板沿轴向向外放射状设有与凹陷的出水槽，出水槽与出水口位置相对应。
进一步的，样品室底部设有至少两个凹槽。
进一步的，隔离网和截留网网孔直径小于防渗透气颗粒的粒径。
进一步的，样品室材料为ABS塑料、PLA、尼龙、PVC、PE、HDPE、PP、聚四氟乙烯、PEEK中的一种或几种组合。
一种防渗性能测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、装置注水及总管排气：
关闭排水阀，打开补水阀，通过补水管向供控压装置中补充水，直到水占供控压装置总体积的20％-80％，关闭补水阀，设定第一PLC控制供控压装置内部压力为1kPa-10kPa，利用气泵往供控压装置中注入空气使之压力升高，总管上的压力传感器感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵停止工作，打开排气阀，直到无气体排出，关闭排气阀；
步骤二、空白加压测试：
打开补水阀，至显示装置上显示的压力值为0时，关闭补水阀，通过第一PLC设定控制供控压装置内部压力为0-20kPa，每隔1-10min增压一次，每次增加0.1-1kPa，利用气泵往供控压装置中注入空气使之压力升高，总管上的压力传感器感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵停止工作；
打开任意一个控制阀，由于供控压装置中的压力作用，水向对应的密封测试器流动，经过截留网进入样品室，直至压板的出水槽中有水出现，记录此时显示装置上显示的压力值f10，关闭相对应的控制阀；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器中有水出现，依次记录显示装置上显示的压力值分别为：f1/0、f2/0、……、fn/0；
步骤三、样品加压测试：
分别向样品室中依次加入防渗透气颗粒样品，安装好密封测试器，控制加压装置的压力Fa为10N-5000N，压力信号从内部压力传感器传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置的工作状态，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置上显示压力值，加压装置工作直到第二显示装置上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置停止工作，记录第二显示装置上显示压力值Fa；
通过第一PLC设定控制供控压装置内部压力为0-800kPa，每隔1-120min增压一次，每次增加0.1-10kPa，第一PLC控制气泵工作，利用气泵往供控压装置中注入空气使之压力升高，总管上的压力传感器感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵停止工作，打开所有装有测试样品的样品室对应的控制阀，进行测试，由于供控压装置中的压力作用，水向对应的密封测试器流动，经过截留网进入样品室，慢慢向上渗透，直至试样渗透完全，水经过隔离网向上流动，直至压板的出水槽中有水出现，关闭相对应的控制阀，测试完毕；
步骤四、试验记录：
按步骤三中时间间隔、加压频率，通过第一PLC控制气泵的工作状态来调整供控压装置中的压力依次增加，进行测试并记录：
第一PLC(41)设定的每个样品室(51)的每次的设定压力值，分别为：第一样品室数据：f1/1、f1/2、……、f1/(m-1)、f1/m；
第二样品室数据：f2/1、f2/2、……、f2/(m-1)、f2/m；
……；
第n样品室数据：fn/1、fn/2、……、fn/(m-1)、fn/m；
随着试验进行，每个样品室的出水槽中会有水出现，依次记录每个样品室出水时的第一PLC的设定压力值，即第一显示装置上显示压力值f1/m、f2/m、……、fn/m，则每个样品室出水时的设定压力值的上一级设定压力值f1/(m-1)、f2/(m-1)、……、fn/(m-1)为该样品测试所得的防渗性测试值，即第m-1次加压的防渗性测试值；
步骤五、结果表示：
试样数量为n,n≥2，每个试样的防渗性能指标按以下算式计算，试样的防渗性能指标F以n个试样的算数平均值表示：
f1＝f1/(m-1)-f1/0；
f2＝f2/(m-1)-f2/0；
……；
fn＝fn/(m-1)-fn/0；
F＝0.102×(f1+f2+……+fn)/n；
式中：F：样品在压力为Fa时的防渗性能指标；
0.102：由kPa换算成m的折标系数(1kpa＝0.102m水柱)；
f1：第1样品室的样品防渗性测试值；
f2：第2样品室的样品防渗性测试值；
fn：第n样品室的样品防渗性测试值；
f10：第1样品室空白加压的防渗性测试值；
f20：第2样品室空白加压的防渗性测试值；
fn0：第n样品室空白加压的防渗性测试值；
f1(m-1)：第1样品室第m-1次加压的防渗性测试值；
f2(m-1)：第2样品室第m-1次加压的防渗性测试值；
fn(m-1)：第n样品室第m-1次加压的防渗性测试值。
一种透气性能测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、空白加压测定及结果记录：
打开排水阀和补水阀，排空供控压装置中的水，关闭排水阀和补水阀，设定第一PLC控制供控压装置内部压力为Px，Px＝10-800kPa，利用气泵往供控压装置中注入空气使之压力升高，总管上的压力传感器感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵停止工作；
打开控制阀，由于供控压装置中的压力作用，气体进入对应的密封测试器，经过样品室，从出水槽逸出，经过一定时间，达到压力平衡，关闭对应的控制阀；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器测试完毕；
依次记录每个密封测试器(5)的压力每降低1-10kPa时分别为：第一显示装置(91)上对应显示的压力值：Px、Px-1、……、Pa、……、Pb、……、P2、P1、P0；以及对应的时间(压力值为Px时开始计时)：
第一样品室数据：t10,x、t10,(x-1)、……、t10,a、……、t10,b、……、t10,2、t10,1、t10,0；
第二样品室数据：t20,x、t20,(x-1)、……、t20,a、……、t20,b、……、t20,2、t20,1、t20,0；
……；
第n样品室数据：tn0,x、tn0,(x-1)、……、tn0,a、……、tn0,b、……、tn0,2、tn0,1、tn0,0；
则气压由Pa降低至Pb所需的时间：
第一样品室数据：△T10,(a→b)＝t10,b–t10,a；
第二样品室数据：△T20,(a→b)＝t20,b–t20,a；
……；
第n样品室数据：△Tn0,(a→b)＝tn0,b-tn0,a；
如果整个测试中没有压力变化，则证明密封测试器密封性能良好；
步骤二、样品加压测定：
分别向样品室中依次加入防渗透气颗粒样品，安装好密封测试器，压力信号从内部压力传感器传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置的工作状态，加压装置的压力Fb为10N-5000N，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置上显示压力值，加压装置工作直到第二显示装置上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置停止工作，记录第二显示装置上显示压力值Fb；通过第一PLC设定控制供控压装置内部压力为Px，Px＝10-800kPa，第一PLC控制气泵工作，利用气泵往供控压装置中注入空气使之压力升高，总管上的压力传感器感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵停止工作，打开其中一组装有测试样品的样品室对应的控制阀，进行测试，由于供控压装置中的压力作用，气体进入对应的密封测试器，经过样品室，从出水槽逸出，由于气体排出，供控压装置中的压力降低，总管上的压力传感器感受到压力，将压力信号传输到第一PLC，第一PLC将信号传输到第一显示装置上显示压力值；
直至第一显示装置上显示的压力值为0，关闭这组控制阀；依次重复上述操作进行下一组装有测试样品的样品室的加压测试，直至所有密封测试器的测试样品加压测试完毕；
步骤三、试验记录：
每个样品测试过程中，依次记录压力每降低1-10kPa时，对应的第一显示装置(91)上显示的压力值Px、Px-1、……、Pa、……、Pb、……、P2、P1、P0，以及对应的时间(压力值为Px时开始计时)：
第一样品室数据：t1,x、t1,(x-1)、……、t1,a、……、t1,b、……、t1,2、t1,1、t1,0；
第二样品室数据：t2,x、t2,(x-1)、……、t2,a、……、t2,b、……、t2,2、t2,1、t2,0；
……；
第n样品室数据：tn,x、tn,(x-1)、……、tn,a、……、tn,b、……、tn,2、tn,1、tn,0；
则气压由Pa降低至Pb所需的时间：
第一样品室数据：△T1,(a→b)＝t1,b–t1,a；
第二样品室数据：△T2,(a→b)＝t2,b–t2,a；
……；
第n样品室数据：△Tn,(a→b)＝tn,b-tn,a；
步骤四、公式推导：
Pa×V－Pb×V＝Pc×Vc
式中：
V：供控压装置中气体的体积；
Pc：逸出气体压力，取值为标准大气压；
Vc：逸出气体压力为Pc时的体积；
△Tn,(a→b)：第n样品室内气压从Pa降到Pb所用的时间；
Sn：第n样品室(51)的横截面面积；
qn,(a→b)：透气速率，即第n样品室内样品加压为Fb，气压由Pa降到Pb时，单位面积单位时间逸出的气体体积；
步骤五、结果表示：
试样数量为n,n≥2，每个试样的透气性能指标用透气速率来表示，经过系统空白误差修正，透气速率按下式计算：试样的透气速率以n个试样的算数平均值表示：
式中：
本发明装置的有益效果如下：
(1)本发明通过压力调节装置中的PLC控制气泵和加压装置来调节供控压装置和样品室中的测试压力，通过压力的变化和压力变化时间的不同来进行颗粒状试样的防渗、透气性能测试，隔离网防止测试过程中，由于压力传递导致的防渗透气颗粒进入出水口，截留网防止防渗透气颗粒掉落入进水口，堵塞进水口影响测试结果准确性；
(2)凸台的设置防止内部压力传感器长期浸在水中，延长其使用寿命；
(3)上压板采用独特出水口和出水槽相结合的结构，方便测试过程中观察透水情况；
(4)防渗透气颗粒盛放于密封测试器中，其与密封装置边界接触所形成的孔隙结构与防渗透气颗粒间的孔隙结构存在差异，防渗透气颗粒与密封装置材料的憎水性能也存在差异，因此防渗透气颗粒与其密封装置的边界层是封装构造的薄弱环节，本发明样品室底部设有至少两个凹槽，延长了边界层透水路线，增加了边界层透水压力保证测试时水从中间透出，而非沿边壁透出；
(5)样品室的材料采用ABS、PLA、尼龙、PVC、PE、HDPE、PP、聚四氟乙烯、PEEK等塑料棒材相比较传统的金属类材料，憎水性更强，可有效增加边界层透水压力保证测试时水从中间透出，而非沿边壁透出。
本发明方法的有益效果如下：
(1)本发明通过样品装入量的不同，实现不同厚度防渗透气颗粒的防渗透气性能测试，为不同厚度防渗透气颗粒在工程中实际应用提供技术支持，确定最佳铺设厚度；
(2)本发明通过在压板与加压装置之间设立内部压力传感器，测试压板受不同压力时对防渗透气颗粒防渗、透气性能的影响，可以为防渗透气颗粒工程应用时上保护层压力设置提供数据支持；
(3)本发明即可实现防渗透气颗粒的防渗性能测试，又能实现透气性能测试，一机两用，设备操作简单、价格低廉、经济适用。
附图说明
图1为一种防渗性能和透气性能测试装置的结构示意图；
图2为本发明中测试装置的结构示意图；
图3为本发明中上压板的俯视图。
附图标记如下：1、供控压装置；11、补水管；12、排水口；13、补水阀；14、排水阀；2、气泵；3、压力传感器；41、第一PLC；42、第二PLC；5、密封测试器；51、样品室；52、内部压力传感器；53、加压装置；54、压板；55、出水口；56、隔离网；57、进水口；58、截留网；59、凸台；60、出水槽；61、凹槽；6、总管；7、支管；8、排气阀；81、排气管；91、第一显示装置；92、第二显示装置；10、控制阀。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例中所用到的样品室材料中ABS塑料、PLA(聚乳酸)、尼龙(聚酰胺)、PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)、聚四氟乙烯、PEEK(聚醚醚酮)均为市场商购；PLC也是市场商购。
如图1-3所示，一种防渗性能和透气性能测试装置，包括压力调节装置和多组密封测试器5，压力调节装置包括供控压装置1、气泵2、压力传感器3、第一PLC41；供控压装置1一端连接气泵2，供控压装置1另一端通过总管6和支管7连接各单组密封测试器5，总管6上设有压力传感器3，压力传感器3和气泵2均与第一PLC41连接，供控压装置1上设有补水管11、排水口12；密封测试器5包括样品室51、内部压力传感器52、加压装置53、第二PLC42，样品室51材料为ABS塑料、PLA、尼龙、PVC、PE、HDPE、PP、聚四氟乙烯、PEEK中的一种或几种组合，样品室51上部设有压板54，压板54上设有出水口55，压板54沿轴向向外放射状设有与凹陷的出水槽60，出水槽60与出水口55位置相对应，压板54下方设有隔离网56，样品室51底部设有至少两个凹槽61，样品室51底部设有进水口57，进水口57上设有截留网58，进水口57连接支管7，隔离网56和截留网58网孔直径小于防渗透气颗粒的粒径，内部压力传感器52和加压装置53依次设在压板54上方，压板54与内部压力传感器52之间设有中空凸台59，内部压力传感器52和加压装置53均与第二PLC42连接，总管6上设有排气管81，排气管81上设有排气阀8，支管7上设控制阀10，补水管11上设有补水阀13，排水口12上设有排水阀14，第一PLC41的输出端连接有第一显示装置91，第二PLC42的输出端连接有第二显示装置92。
实施例1
一种防渗性能测试方法，包括以下步骤：(本方法采用前述一种防渗性能和透气性能测试装置进行测试，其中样品室材料为ABS塑料。)
步骤一、装置注水及总管排气：
关闭排水阀14，打开补水阀13，通过补水管11向供控压装置1中补充水，直到水占供控压装置1总体积的20％，关闭补水阀13，设定第一PLC41控制供控压装置1内部压力为1kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC41，第一PLC41控制气泵2的工作状态，同时第一PLC41将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开排气阀8，直到无气体排出，关闭排气阀8。
步骤二、空白加压测试：
打开补水阀13，至显示装置91上显示的压力值为0时，关闭补水阀13，通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为0kPa，每隔1min增压一次，每次增加0.1kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作；
打开任意一个控制阀10，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，直至压板54的出水槽60中有水出现，记录此时显示装置91上显示的压力值f10，关闭相对应的控制阀10；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器5中有水出现，依次记录显示装置91上显示的压力值分别为：f1/0＝0.2、f2/0＝0、f3/0＝0.5。
步骤三、样品加压测试：
样品1从市场购买的防渗透气砂，分别向样品室51中依次加入样品1，安装好密封测试器5，控制加压装置53的压力Fa为10N，压力信号从内部压力传感器52传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置53的工作状态，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置92上显示压力值，加压装置53工作直到第二显示装置92上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置53停止工作，记录第二显示装置92上显示压力值Fa＝10N。
通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为0kPa，每隔1min增压一次，每次增加0.1kPa，第一PLC控制气泵2工作，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开所有装有测试样品的样品室51对应的控制阀10，进行测试，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，慢慢向上渗透，直至试样渗透完全，水经过隔离网56向上流动，直至压板54的出水槽60中有水出现，关闭相对应的控制阀10，测试完毕。
步骤四、试验记录：
按步骤三中时间间隔、加压频率，通过第一PLC控制气泵2的工作状态来调整供控压装置1中的压力依次增加，进行测试并记录：
第一PLC设定的每个样品室51的每次的设定压力值，分别为：第一样品室数据：f1/1＝0、f1/2＝0.1、……、f1/52＝5.1、f1/53＝5.2；
第二样品室数据：f2/1＝0、f2/2＝0.1、……、f2/49＝4.8、f2/50＝4.9；
第三样品室数据：f3/1＝0、f3/2＝0.1、……、f3/56＝5.5、f3/57＝5.6，
随着试验进行，每个样品室51的出水槽60中会有水出现，依次记录每个样品室51出水时的第一PLC的设定压力值，即第一显示装置91上显示压力值f1m、f2m、……、fnm，则每个样品室51出水时的设定压力值的上一级设定压力值f1(m-1)、f2(m-1)、……、fn(m-1)为该样品测试所得的防渗性测试值，即第m-1次加压的防渗性测试值。
步骤五、结果表示：
试样数量为3，每个试样的防渗性能指标按以下算式计算，试样的防渗性能指标F以3个试样的算数平均值表示：
f1＝f1/52-f1/0＝5.1-0.2＝4.9；
f2＝f2/49-f2/0＝4.8-0＝4.8；
f3＝f3/56-f3/0＝5.5-0.5＝5.0；
F＝0.102×(f1+f2+f3)/3
＝0.102×(4.9+4.8+5.0)/3
＝0.50m
样品1在压力为10N时的防渗性能指标为0.50m。
实施例2
一种防渗性能测试方法，包括以下步骤：(本方法采用前述一种防渗性能和透气性能测试装置进行测试，其中样品室材料为PLA即聚乳酸。)
步骤一、装置注水及总管排气：
关闭排水阀14，打开补水阀13，通过补水管11向供控压装置1中补充水，直到水占供控压装置1总体积的50％，关闭补水阀13，设定第一PLC控制供控压装置1内部压力为5kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开排气阀8，直到无气体排出，关闭排气阀8。
步骤二、空白加压测试：
打开补水阀13，至显示装置91上显示的压力值为0时，关闭补水阀13，通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为5kPa，每隔5min增压一次，每次增加0.5kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作；
打开任意一个控制阀10，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，直至压板54的出水槽60中有水出现，记录此时显示装置91上显示的压力值f10，关闭相对应的控制阀10；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器5中有水出现，依次记录显示装置91上显示的压力值分别为：f1/0＝5.0、f2/0＝1.0、f3/0＝2.0、f4/0＝2.5、f5/0＝3.0、f6/0＝1.0。
步骤三、样品加压测试：
样品1从市场购买的防渗透气砂，分别向样品室51中依次加入样品2，安装好密封测试器5，控制加压装置53的压力Fa为300N，压力信号从内部压力传感器52传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置53的工作状态，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置92上显示压力值，加压装置53工作直到第二显示装置92上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置53停止工作，记录第二显示装置92上显示压力值Fa＝300N。
通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为5.0kPa，每隔10min增压一次，每次增加1kPa，第一PLC控制气泵2工作，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开所有装有测试样品的样品室51对应的控制阀10，进行测试，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，慢慢向上渗透，直至试样渗透完全，水经过隔离网56向上流动，直至压板54的出水槽60中有水出现，关闭相对应的控制阀10，测试完毕。
步骤四、试验记录：
按步骤三中时间间隔、加压频率，通过第一PLC控制气泵2的工作状态来调整供控压装置1中的压力依次增加，进行测试并记录：
第一PLC设定的每个样品室51的每次的设定压力值，分别为：第一样品室数据：f1/1＝5.0、f1/2＝6.0、……、f1/31＝35.0、f1/32＝36.0；
第二样品室数据：f2/1＝5.0、f2/2＝6.0、……、f2/26＝30.0、f2/27＝31.0；
第三样品室数据：f3/1＝5.0、f3/2＝6.0、……、f3/28＝32.0、f3/29＝33.0；
第四样品室数据：f4/1＝5.0、f4/2＝6.0、……、f4/30＝34.0、f4/31＝35.0；
第五样品室数据：f5/1＝5.0、f5/2＝6.0、……、f5/30＝34.0、f5/31＝35.0；
第六样品室数据：f6/1＝5.0、f6/2＝6.0、……、f6/27＝31.0、f6//28＝32.0。
随着试验进行，每个样品室51的出水槽60中会有水出现，依次记录每个样品室51出水时的第一PLC的设定压力值，即第一显示装置91上显示压力值f1n、f2n、……、fnm，则每个样品室51出水时的设定压力值的上一级设定压力值f1(m-1)、f2(m-1)、……、fn(m-1)为该样品测试所得的防渗性测试值，即第m-1次加压的防渗性测试值。
步骤五、结果表示：
试样数量为6，每个试样的防渗性能指标按以下算式计算，试样的防渗性能指标F以6个试样的算数平均值表示：
f1＝f1/31-f1/0＝35.0-5.0＝30.0；
f2＝f2/26-f2/0＝30.0-1.0＝29.0；
f3＝f3/28-f3/0＝32.0-2.0＝30.0；
f4＝f4/30-f4/0＝34.0-2.5＝31.5；
f5＝f5/30-f5/0＝34.0-3.0＝31.0；
f6＝f6/27-f6/0＝31.0-1.0＝30.0；
F＝0.102×(f1+f2+f3+f4+f5+f6)/6
＝0.102×(30.0+29.0+30.0+31.5+31.0+30.0)/6
＝3.09m
样品2在压力为300N时的防渗性能指标为3.09m。
实施例3
一种防渗性能测试方法，包括以下步骤：(本方法采用前述一种防渗性能和透气性能测试装置进行测试，其中样品室材料为PVC即聚氯乙烯。)
步骤一、装置注水及总管排气：
关闭排水阀14，打开补水阀13，通过补水管11向供控压装置1中补充水，直到水占供控压装置1总体积的60％，关闭补水阀13，设定第一PLC控制供控压装置1内部压力为8kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开排气阀8，直到无气体排出，关闭排气阀8。
步骤二、空白加压测试：
打开补水阀13，至显示装置91上显示的压力值为0时，关闭补水阀13，通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为10kPa，每隔8min增压一次，每次增加0.2kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作；
打开任意一个控制阀10，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，直至压板54的出水槽60中有水出现，记录此时显示装置91上显示的压力值f10，关闭相对应的控制阀10；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器5中有水出现，依次记录显示装置91上显示的压力值分别为：f1/0＝3.2、f2/0＝0.4、f3/0＝2.6、f4/0＝10.0、f5/0＝2.6。
步骤三、样品加压测试：
样品3为自制生产的防渗透气砂，分别向样品室51中依次加入样品3，安装好密封测试器5，控制加压装置53的压力Fa为500N，压力信号从内部压力传感器52传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置53的工作状态，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置92上显示压力值，加压装置53工作直到第二显示装置92上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置53停止工作，记录第二显示装置92上显示压力值Fa＝500N。
通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为100kPa，每隔30min增压一次，每次增加2kPa，第一PLC控制气泵2工作，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开所有装有测试样品的样品室51对应的控制阀10，进行测试，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，慢慢向上渗透，直至试样渗透完全，水经过隔离网56向上流动，直至压板54的出水槽60中有水出现，关闭相对应的控制阀10，测试完毕。
步骤四、试验记录：
按步骤三中时间间隔、加压频率，通过第一PLC控制气泵2的工作状态来调整供控压装置1中的压力依次增加，进行测试并记录：
第一PLC设定的每个样品室51的每次的设定压力值，分别为：第一样品室数据：f1/1＝100、f1/2＝102、……、f1/19＝136、f1/20＝138；
第二样品室数据：f2/1＝100、f2/2＝102、……、f2/16＝130、f2/17＝132；
第三样品室数据：f3/1＝100、f3/2＝102、……、f3/18＝134、f3/19＝136；
第四样品室数据：f4/1＝100、f4/2＝102、……、f4/23＝144、f4/24＝146；
第五样品室数据：f5/1＝100、f5/2＝102、……、f5/20＝138、f5/21＝140；
随着试验进行，每个样品室51的出水槽60中会有水出现，依次记录每个样品室51出水时的第一PLC的设定压力值，即第一显示装置91上显示压力值f1n、f2n、……、fnm，则每个样品室51出水时的设定压力值的上一级设定压力值f1(m-1)、f2(m-1)、……、fn(m-1)为该样品测试所得的防渗性测试值，即第m-1次加压的防渗性测试值。
步骤五、结果表示：
试样数量为5，每个试样的防渗性能指标按以下算式计算，试样的防渗性能指标F以5个试样的算数平均值表示：
f1＝f1/19-f1/0＝136-3.2＝132.8；
f2＝f2/16-f2/0＝130-0.4＝129.6；
f3＝f3/18-f3/0＝134-2.6＝131.4；
f4＝f4/23-f4/0＝144-10.0＝134.0；
f5＝f5/20-f5/0＝138-2.6＝135.4；
F＝0.102×(f1+f2+f3+f4+f5)/5
＝0.102×132.8+129.6+131.4+134.0+135.4/5
＝13.53m
样品3在压力为500N时的防渗性能指标为13.53m。
实施例4
一种防渗性能测试方法，包括以下步骤：(本方法采用前述一种防渗性能和透气性能测试装置进行测试，其中样品室材料为PE即聚乙烯。)
步骤一、装置注水及总管排气：
关闭排水阀14，打开补水阀13，通过补水管11向供控压装置1中补充水，直到水占供控压装置1总体积的80％，关闭补水阀13，设定第一PLC控制供控压装置1内部压力为10kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开排气阀8，直到无气体排出，关闭排气阀8。
步骤二、空白加压测试：
打开补水阀13，至显示装置91上显示的压力值为0时，关闭补水阀13，通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为20kPa，每隔10min增压一次，每次增加1kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作；
打开任意一个控制阀10，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，直至压板54的出水槽60中有水出现，记录此时显示装置91上显示的压力值f10，关闭相对应的控制阀10；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器5中有水出现，依次记录显示装置91上显示的压力值分别为：f1/0＝2.0、f2/0＝3.0、f3/0＝5.0、f4/0＝5.0、f5/0＝10.0、f6/0＝5.0、f7/0＝6.0、f8/0＝20.0、f9/0＝19.0。
步骤三、样品加压测试：
样品4为自制生产的防渗透气砂，分别向样品室51中依次加入样品4，安装好密封测试器5，控制加压装置53的压力Fa为5000N，压力信号从内部压力传感器52传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置53的工作状态，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置92上显示压力值，加压装置53工作直到第二显示装置92上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置53停止工作，记录第二显示装置92上显示压力值Fa＝5000N。
通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为800kPa，每隔120min增压一次，每次增加10kPa，第一PLC控制气泵2工作，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开所有装有测试样品的样品室51对应的控制阀10，进行测试，由于供控压装置1中的压力作用，水向对应的密封测试器5流动，经过截留网58进入样品室51，慢慢向上渗透，直至试样渗透完全，水经过隔离网56向上流动，直至压板54的出水槽60中有水出现，关闭相对应的控制阀10，测试完毕。
步骤四、试验记录：
按步骤三中时间间隔、加压频率，通过第一PLC控制气泵2的工作状态来调整供控压装置1中的压力依次增加，进行测试并记录：
第一PLC设定的每个样品室51的每次的设定压力值，分别为：第一样品室数据：f1/1＝800、f1/2＝810、……、f1/13＝920、f1/14＝930；
第二样品室数据：f2/1＝800、f2/2＝810、……、f2/14＝930、f2/15＝940；
第三样品室数据：f3/1＝800、f3/2＝810、……、f3/13＝930、f3/14＝930；
第四样品室数据：f4/1＝800、f4/2＝810、……、f4/13＝930、f4/14＝930；
第五样品室数据：f5/1＝800、f5/2＝810、……、f5/14＝940、f5/15＝940；
第六样品室数据：f6/1＝800、f6/2＝810、……、f6/13＝930、f6/14＝930；
第七样品室数据：f7/1＝800、f7/2＝810、……、f7/14＝940、f7/15＝940；
第八样品室数据：f8/1＝800、f8/2＝810、……、f8/15＝950、f8/16＝950；
第九样品室数据：f9/1＝800、f9/2＝810、……、f9/16＝960、f9/17＝960；
随着试验进行，每个样品室51的出水槽60中会有水出现，依次记录每个样品室51出水时的第一PLC的设定压力值，即第一显示装置91上显示压力值f1n、f2n、……、fnn，则每个样品室51出水时的设定压力值的上一级设定压力值f1(m-1)、f2(m-1)、……、fn(m-1)为该样品测试所得的防渗性测试值，即第m-1次加压的防渗性测试值。
步骤五、结果表示：
试样数量为9，每个试样的防渗性能指标按以下算式计算，试样的防渗性能指标F以9个试样的算数平均值表示：
f1＝f1/13-f1/0＝920-2.0＝918.0；
f2＝f2/14-f2/0＝930-3.0＝927.0；
f3＝f3/13-f3/0＝930-5.0＝925.0；
f4＝f4/13-f4/0＝930-5.0＝925.0；
f5＝f5/14-f5/0＝940-10.0＝930.0；
f6＝f6/13-f6/0＝930-5.0＝925.0；
f7＝f7/14-f7/0＝940-6.0＝934.0；
f8＝f8/15-f8/0＝950-20.0＝930.0；
f9＝f9/16-f9/0＝960-19.0＝941.0；
F＝0.102×(f1+f2+f3+f4+f5+f6+f7+f8+f9)/9
＝0.102×(918.0+927.0+925.0+925.0+930.0+925.0+934.0+930.0+941.0)/9
＝94.55m
样品4在压力为5000N时的防渗性能指标为94.55m。
实施例5
一种透气性能测试方法，包括以下步骤：(本方法采用前述一种防渗性能和透气性能测试装置进行测试，其中样品室材料为HDPE即高密度聚乙烯。)
步骤一、空白加压测定及结果记录：
打开排水阀14和补水阀13，排空供控压装置1中的水，关闭排水阀14和补水阀13，设定第一PLC控制供控压装置1内部压力为Px，Px＝10kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作；
打开控制阀10，由于供控压装置1中的压力作用，气体进入对应的密封测试器5，经过样品室51，从出水槽60逸出，经过一定时间，达到压力平衡，关闭对应的控制阀10；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器5测试完毕；
依次记录每个密封测试器5的压力每降低1kPa时第一显示装置91上对应显示的压力值：P10＝10kPa、P9＝9kPa、……、P6＝6kPa、……、P4＝4kPa、……、P1＝1kPa、P0＝0kPa；以及对应的时间压力值为P10时开始计时，只记录需要测定点值的数据：
第一样品室数据：t10,10、t10,9、……、t10,6、……、t10,4、……、t10,1、t10,0；
第二样品室数据：t20,10、t20,9、……、t20,6、……、t20,4、……、t20,1、t20,0；
第三样品室数据：t30,10、t30,9、……、t30,6、……、t30,4、……、t30,1、t30,0。
表1实施例5的空白加压记录
步骤二、样品加压测定：
样品5为市场购买的防渗透气砂，分别向样品室51中依次加入样品5，安装好密封测试器5，压力信号从内部压力传感器52传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置53的工作状态，加压装置53的压力Fb为10N，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置92上显示压力值，加压装置53工作直到第二显示装置92上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置53停止工作，记录第二显示装置92上显示压力值Fb＝10N。
通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为Px，Px＝10kPa，第一PLC控制气泵2工作，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开其中一组装有测试样品的样品室51对应的控制阀10，进行测试，由于供控压装置1中的压力作用，气体进入对应的密封测试器5，经过样品室51，从出水槽60逸出，由于气体排出，供控压装置1中的压力降低，总管6上的压力传感器3感受到压力，将压力信号传输到第一PLC，第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值。
直至第一显示装置91上显示的压力值为0，关闭这组控制阀10；依次重复上述操作进行下一组装有测试样品的样品室51的加压测试，直至所有密封测试器5的测试样品加压测试完毕。
步骤三、试验记录：
每个样品测试过程中，依次记录压力每降低1kPa时第一显示装置91上显示的压力值P10＝10kPa、P9＝9kPa、……、P6＝6kPa、……、P4＝4kPa、……、P1＝1kPa、P0＝0kPa；以及对应的时间压力值为P10时开始计时，只记录需要测定点值的数据：
第一样品室数据：t1,10、t1,9、……、t1,6、……、t1,4、……、t1,1、t1,0；
第二样品室数据：t2,10、t2,9、……、t2,6、……、t2,4、……、t2,1、t2,0；
第三样品室数据：t3,10、t3,9、……、t3,6、……、t3,4、……、t3,1、t3,0。
表2实施例5的样品加压记录
步骤四、结果表示：
试样数量为3，每个试样的透气性能指标用透气速率来表示，经过系统空白误差修正，透气速率按下式计算：试样的透气速率以3个试样的算数平均值表示，V＝20L，S＝0.005281㎡，Pc＝101.325kPa。
表3实施例5的透气速率计算
由表3可知样品5加压为10N时，压力从10kPa降到9kPa时，测试样品的平均透气速率为2.3823mm/s；压力从6kPa降到4kPa时，测试样品的平均透气速率为1.2150mm/s；压力从1kPa降到0kPa时，测试样品的平均透气速率为0.1641mm/s。
实施例6
一种透气性能测试方法，包括以下步骤：本方法采用前述一种防渗性能和透气性能测试装置进行测试，其中样品室材料为聚四氟乙烯。
步骤一、空白加压测定及结果记录：
打开排水阀14和补水阀13，排空供控压装置1中的水，关闭排水阀14和补水阀13，设定第一PLC控制供控压装置1内部压力为Px，Px＝100kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作；
打开控制阀10，由于供控压装置1中的压力作用，气体进入对应的密封测试器5，经过样品室51，从出水槽60逸出，经过一定时间，达到压力平衡，关闭对应的控制阀10；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器5测试完毕；
依次记录每个密封测试器5的压力每降低10kPa时第一显示装置91上对应显示的压力值：P100＝100kPa、……、P70＝70kPa、P60＝60kPa、P50＝50kPa、……、P10＝10kPa、P0＝0kPa；以及对应的时间压力值为P100时开始计时，只记录需要测定点值的数据：
第一样品室数据：t10,100、……、t10,70、t10,60、t10,50、……、t10,10、t10,0；
第二样品室数据：t20,100、……、t20,70、t20,60、t20,50、……、t20,10、t20,0；
第三样品室数据：t30,100、……、t30,70、t30,60、t30,50、……、t30,10、t30,0；
第四样品室数据：t40,100、……、t40,70、t40,60、t40,50、……、t40,10、t40,0；
第五样品室数据：t50,100、……、t50,70、t50,60、t50,50、……、t50,10、t50,0；
第六样品室数据：t60,100、……、t60,70、t60,60、t60,50、……、t60,10、t60,0；
表4实施例6的空白加压记录
步骤二、样品加压测定：
样品6为自制生产的防渗透气砂，分别向样品室51中依次加入样品6，安装好密封测试器5，压力信号从内部压力传感器52传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置53的工作状态，加压装置53的压力Fb为500N，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置92上显示压力值，加压装置53工作直到第二显示装置92上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置53停止工作，记录第二显示装置92上显示压力值Fb＝500N。
通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为Px，Px＝100kPa，第一PLC控制气泵2工作，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开其中一组装有测试样品的样品室51对应的控制阀10，进行测试，由于供控压装置1中的压力作用，气体进入对应的密封测试器5，经过样品室51，从出水槽60逸出，由于气体排出，供控压装置1中的压力降低，总管6上的压力传感器3感受到压力，将压力信号传输到第一PLC，第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值。
直至第一显示装置91上显示的压力值为0，关闭这组控制阀10；依次重复上述操作进行下一组装有测试样品的样品室51的加压测试，直至所有密封测试器5的测试样品加压测试完毕。
步骤三、试验记录：
每个样品测试过程中，依次记录压力每降低10kPa时第一显示装置91上显示的压力值P100＝100kPa、……、P70＝70kPa、P60＝60kPa、P50＝50kPa、……、P10＝10kPa、P0＝0kPa；以及对应的时间压力值为P100时开始计时，只记录需要测定点值的数据：
第一样品室数据：t1,100、……、t1,70、t1,60、t1,50、……、t1,10、t1,0；
第二样品室数据：t2,100、……、t2,70、t2,60、t2,50、……、t2,10、t2,0；
第三样品室数据：t3,100、……、t3,70、t3,60、t3,50、……、t3,10、t3,0；
第四样品室数据：t4,100、……、t4,70、t4,60、t4,50、……、t4,10、t4,0；
第五样品室数据：t5,100、……、t5,70、t5,60、t5,50、……、t5,10、t5,0；
第六样品室数据：t6,100、……、t6,70、t6,60、t6,50、……、t6,10、t6,0；
表5实施例6的样品加压记录
步骤四、结果表示：
试样数量为6，每个试样的透气性能指标用透气速率来表示，经过系统空白误差修正，透气速率按下式计算：试样的透气速率以6个试样的算数平均值表示，V＝40L，S＝0.017671㎡，Pc＝101.325kPa。
表6实施例6的透气速率计算
由表6可知样品6加压为500N时，压力从100kPa降到70kPa时，测试样品的平均透气速率为12.3318mm/s；压力从60kPa降到50kPa时，测试样品的平均透气速率为6.5475mm/s；压力从10kPa降到0kPa时，测试样品的平均透气速率为0.1395mm/s。
实施例7
一种透气性能测试方法，包括以下步骤：本方法采用前述一种防渗性能和透气性能测试装置进行测试，其中样品室材料为PEEK即聚醚醚酮。
步骤一、空白加压测定及结果记录：
打开排水阀14和补水阀13，排空供控压装置1中的水，关闭排水阀14和补水阀13，设定第一PLC控制供控压装置1内部压力为Px，Px＝800kPa，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵2停止工作；
打开控制阀10，由于供控压装置1中的压力作用，气体进入对应的密封测试器5，经过样品室51，从出水槽60逸出，经过一定时间，达到压力平衡，关闭对应的控制阀10；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器5测试完毕；
依次记录每个密封测试器5的压力每降低10kPa时第一显示装置91上对应显示的压力值,以及对应的时刻；整个测试中没有压力变化，证明密封测试器5密封性能良好,即q10,a→b、q20,a→b、……、q90,a→b均为0。
步骤二、样品加压测定：
样品7为市场购买的防渗透气砂，分别向样品室51中依次加入样品7，安装好密封测试器5，压力信号从内部压力传感器52传输到第二PLC，第二PLC控制加压装置53的工作状态，加压装置53的压力Fb为5000N，同时第二PLC将信号传输到第二显示装置92上显示压力值，加压装置53工作直到第二显示装置92上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置53停止工作，记录第二显示装置92上显示压力值Fb＝5000N。
通过第一PLC设定控制供控压装置1内部压力为Px，Px＝800kPa，第一PLC控制气泵2工作，利用气泵2往供控压装置1中注入空气使之压力升高，总管6上的压力传感器3感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC，第一PLC控制气泵2的工作状态，同时第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵2停止工作，打开其中一组装有测试样品的样品室51对应的控制阀10，进行测试，由于供控压装置1中的压力作用，气体进入对应的密封测试器5，经过样品室51，从出水槽60逸出，由于气体排出，供控压装置1中的压力降低，总管6上的压力传感器3感受到压力，将压力信号传输到第一PLC，第一PLC将信号传输到第一显示装置91上显示压力值。
直至第一显示装置91上显示的压力值为0，关闭这组控制阀10；依次重复上述操作进行下一组装有测试样品的样品室51的加压测试，直至所有密封测试器5的测试样品加压测试完毕。
步骤三、试验记录：
每个样品测试过程中，依次记录压力每降低10kPa时第一显示装置91上显示的压力值P800＝800kPa、……、P700＝700kPa、……、P400＝400kPa、……、P350＝350kPa、……、P100＝100kPa、P90＝90kPa……；以及对应的时间压力值为P800时开始计时，只记录需要测定点值的数据：
第一样品室数据：t1,800、……、t1,700、……、t1,400、……、t1,350、……、t1,100、t1,90、……；
第二样品室数据：t2,800、……、t2,700、……、t2,400、……、t2,350、……、t2,100、t2,90、……；
第三样品室数据：t3,800、……、t3,700、……、t3,400、……、t3,350、……、t3,100、t3,90、……；
……
第九样品室数据：t9,800、……、t9,700、……、t9,400、……、t9,350、……、t9,100、t9,90、……。
表7实施例7的样品加压记录
步骤四、结果表示：
试样数量为9，每个试样的透气性能指标用透气速率来表示，经过系统空白误差修正，透气速率按下式计算：试样的透气速率以9个试样的算数平均值表示，V＝60L，S＝0.031416㎡，Pc＝101.325kPa。
表8实施例7的透气速率计算
由表3可知样品7加压为5000N时，压力从800kPa降到700kPa时，测试样品的平均透气速率为386.9670mm/s；压力从400kPa降到350kPa时，测试样品的平均透气速率为116.6807mm/s；压力从100kPa降到90kPa时，测试样品的平均透气速率为7.9871mm/s。
Claims (10)
1.一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：包括压力调节装置和多组密封测试器(5)，所述压力调节装置包括供控压装置(1)、气泵(2)、压力传感器(3)、第一PLC(41)；所述供控压装置(1)一端连接气泵(2)，所述供控压装置(1)另一端通过总管(6)和支管(7)连接各单组密封测试器(5)，所述总管(6)上设有压力传感器(3)，所述压力传感器(3)和气泵(2)均与第一PLC(41)连接，所述供控压装置(1)上设有补水管(11)、排水口(12)；所述密封测试器(5)包括样品室(51)、内部压力传感器(52)、加压装置(53)、第二PLC(42)，所述样品室(51)上部设有压板(54)，所述压板(54)上设有出水口(55)，所述压板(54)下方设有隔离网(56)，所述样品室(51)底部设有进水口(57)，所述进水口(57)上设有截留网(58)，所述进水口(57)连接支管(7)，所述内部压力传感器(52)和加压装置(53)依次设在压板(54)上方，所述内部压力传感器(52)和加压装置(53)均与第二PLC(42)连接。
2.如权利要求1所述的一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：所述总管(6)上设有排气管(81)，所述排气管(81)上设有排气阀(8)，所述支管(7)上设控制阀(10)，所述补水管(11)上设有补水阀(13)，排水口(12)上设有排水阀(14)。
3.如权利要求1或2所述的一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：所述第一PLC(41)的输出端连接有第一显示装置(91)，所述第二PLC(42)的输出端连接有第二显示装置(92)。
4.如权利要求3所述的一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：所述压板(54)与内部压力传感器(52)之间设有中空凸台(59)。
5.如权利要求4所述的一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：所述压板(54)沿轴向向外放射状设有与凹陷的出水槽(60)，所述出水槽(60)与出水口(55)位置相对应。
6.如权利要求5所述的一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：所述样品室(51)底部设有至少两个凹槽(61)。
7.如权利要求6所述的一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：所述隔离网(56)和截留网(58)网孔直径小于防渗透气颗粒的粒径。
8.如权利要求7所述的一种防渗性能和透气性能测试装置，其特征在于：所述样品室(51)材料为ABS塑料、PLA、尼龙、PVC、PE、HDPE、PP、聚四氟乙烯、PEEK中的一种或几种组合。
9.一种防渗性能测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、装置注水及总管排气：
关闭排水阀(14)，打开补水阀(13)，通过补水管(11)向供控压装置(1)中补充水，直到水占供控压装置(1)总体积的20％-80％，关闭补水阀(13)，设定第一PLC(41)控制供控压装置(1)内部压力为1kPa-10kPa，利用气泵(2)往供控压装置(1)中注入空气使之压力升高，总管(6)上的压力传感器(3)感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC(41)，第一PLC(41)控制气泵(2)的工作状态，同时第一PLC(41)将信号传输到第一显示装置(91)上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵(2)停止工作，打开排气阀(8)，直到无气体排出，关闭排气阀(8)；
步骤二、空白加压测试：
打开补水阀(13)，至显示装置(91)上显示的压力值为0时，关闭补水阀(13)，通过第一PLC(41)设定控制供控压装置(1)内部压力为0-20kPa，每隔1-10min增压一次，每次增加0.1-1kPa，利用气泵(2)往供控压装置(1)中注入空气使之压力升高，总管(6)上的压力传感器(3)感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC(41)，第一PLC(41)控制气泵(2)的工作状态，同时第一PLC(41)将信号传输到第一显示装置(91)上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵(2)停止工作；
打开任意一个控制阀(10)，由于供控压装置(1)中的压力作用，水向对应的密封测试器(5)流动，经过截留网(58)进入样品室(51)，直至压板(54)的出水槽(60)中有水出现，记录此时显示装置(91)上显示的压力值f10，关闭相对应的控制阀(10)；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器(5)中有水出现，依次记录显示装置(91)上显示的压力值分别为：f1/0、f2/0、……、fn/0；
步骤三、样品加压测试：
分别向样品室(51)中依次加入防渗透气颗粒样品，安装好密封测试器(5)，控制加压装置(53)的压力Fa为10N-5000N，压力信号从内部压力传感器(52)传输到第二PLC(42)，第二PLC(42)控制加压装置(53)的工作状态，同时第二PLC(42)将信号传输到第二显示装置(92)上显示压力值，加压装置(53)工作直到第二显示装置(92)上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置(53)停止工作，记录第二显示装置(92)上显示压力值Fa；
通过第一PLC(41)设定控制供控压装置(1)内部压力为0-800kPa，每隔1-120min增压一次，每次增加0.1-10kPa，第一PLC(41)控制气泵(2)工作，利用气泵(2)往供控压装置(1)中注入空气使之压力升高，总管(6)上的压力传感器(3)感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC(41)，第一PLC(41)控制气泵(2)的工作状态，同时第一PLC(41)将信号传输到第一显示装置(91)上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵(2)停止工作，打开所有装有测试样品的样品室(51)对应的控制阀(10)，进行测试，由于供控压装置(1)中的压力作用，水向对应的密封测试器(5)流动，经过截留网(58)进入样品室(51)，慢慢向上渗透，直至试样渗透完全，水经过隔离网(56)向上流动，直至压板(54)的出水槽(60)中有水出现，关闭相对应的控制阀(10)，测试完毕；
步骤四、试验记录：
按步骤三中时间间隔、加压频率，通过第一PLC(41)控制气泵(2)的工作状态来调整供控压装置(1)中的压力依次增加，进行测试并记录：
第一PLC(41)设定的每个样品室(51)的每次的设定压力值，分别为：第一样品室数据：f1/1、f1/2、……、f1/(m-1)、f1/m；
第二样品室数据：f2/1、f2/2、……、f2/(m-1)、f2/m；
……；
第n样品室数据：fn/1、fn/2、……、fn/(m-1)、fn/m；
随着试验进行，每个样品室(51)的出水槽(60)中会有水出现，依次记录每个样品室(51)出水时的第一PLC(41)的设定压力值，即第一显示装置(91)上显示压力值f1/m、f2/m、……、fn/m，则每个样品室(51)出水时的设定压力值的上一级设定压力值f1/(m-1)、f2/(m-1)、……、fn/(m-1)为该样品测试所得的防渗性测试值，即第m-1次加压的防渗性测试值；
步骤五、结果表示：
试样数量为n,n≥2，每个试样的防渗性能指标按以下算式计算，试样的防渗性能指标F以n个试样的算数平均值表示：
f1＝f1/(m-1)-f1/0；
f2＝f2/(m-1)-f2/0；
……；
fn＝fn/(m-1)-fn/0；
F＝0.102×(f1+f2+……+fn)/n；
式中：F：样品在压力为Fa时的防渗性能指标；
0.102：由kPa换算成m的折标系数(1kpa＝0.102m水柱)；
f1：第1样品室(51)中的样品防渗性测试值；
f2：第2样品室(51)中的样品防渗性测试值；
fn：第n样品室(51)中的样品防渗性测试值；
f10：第1样品室(51)中空白加压的防渗性测试值；
f20：第2样品室(51)中空白加压的防渗性测试值；
fn0：第n样品室(51)中空白加压的防渗性测试值；
f1(m-1)：第1样品室(51)中第m-1次加压的防渗性测试值；
f2(m-1)：第2样品室(51)中第m-1次加压的防渗性测试值；
fn(m-1)：第n样品室(51)中第m-1次加压的防渗性测试值。
10.一种透气性能测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、空白加压测定及结果记录：
打开排水阀(14)和补水阀(13)，排空供控压装置(1)中的水，关闭排水阀(14)和补水阀(13)，设定第一PLC(41)控制供控压装置(1)内部压力为Px，Px＝10-800kPa，利用气泵(2)往供控压装置(1)中注入空气使之压力升高，总管(6)上的压力传感器(3)感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC(41)，第一PLC(41)控制气泵(2)的工作状态，同时第一PLC(41)将信号传输到第一显示装置(91)上显示压力值，直到此显示值达到设定的压力值，气泵(2)停止工作；
打开控制阀(10)，由于供控压装置(1)中的压力作用，气体进入对应的密封测试器(5)，经过样品室(51)，从出水槽(60)逸出，经过一定时间，达到压力平衡，关闭对应的控制阀(10)；依次进行下一组空白加压测试，直至所有密封测试器(5)测试完毕；
依次记录每个密封测试器(5)的压力每降低1-10kPa时分别为：第一显示装置(91)上对应显示的压力值：Px、Px-1、……、Pa、……、Pb、……、P2、P1、P0；以及对应的时间(压力值为Px时开始计时)：
第一样品室数据：t10,x、t10,(x-1)、……、t10,a、……、t10,b、……、t10,2、t10,1、t10,0；
第二样品室数据：t20,x、t20,(x-1)、……、t20,a、……、t20,b、……、t20,2、t20,1、t20,0；
……；
第n样品室数据：tn0,x、tn0,(x-1)、……、tn0,a、……、tn0,b、……、tn0,2、tn0,1、tn0,0；
则气压由Pa降低至Pb所需的时间：
第一样品室数据：△T10,(a→b)＝t10,b–t10,a；
第二样品室数据：△T20,(a→b)＝t20,b–t20,a；
……；
第n样品室数据：△Tn0,(a→b)＝tn0,b-tn0,a；
如果整个测试中没有压力变化，则证明密封测试器(5)密封性能良好；
步骤二、样品加压测定：
分别向样品室(51)中依次加入防渗透气颗粒样品，安装好密封测试器(5)，压力信号从内部压力传感器(52)传输到第二PLC(42)，第二PLC(42)控制加压装置(53)的工作状态，加压装置(53)的压力Fb为10N-5000N，同时第二PLC(42)将信号传输到第二显示装置(92)上显示压力值，加压装置(53)工作直到第二显示装置(92)上的显示压力值达到设定的压力值，加压装置(53)停止工作，记录第二显示装置(92)上显示压力值Fb；
通过第一PLC(41)设定控制供控压装置(1)内部压力为Px，Px＝10-800kPa，第一PLC(41)控制气泵(2)工作，利用气泵(2)往供控压装置(1)中注入空气使之压力升高，总管(6)上的压力传感器(3)感受到压力，并将压力信号传输到第一PLC(41)，第一PLC(41)控制气泵(2)的工作状态，同时第一PLC(41)将信号传输到第一显示装置(91)上显示压力值，直到此显示压力值达到设定的压力值，气泵(2)停止工作，打开其中一组装有测试样品的样品室(51)对应的控制阀(10)，进行测试，由于供控压装置(1)中的压力作用，气体进入对应的密封测试器(5)，经过样品室(51)，从出水槽(60)逸出，由于气体排出，供控压装置(1)中的压力降低，总管(6)上的压力传感器(3)感受到压力，将压力信号传输到第一PLC(41)，第一PLC(41)将信号传输到第一显示装置(91)上显示压力值；
直至第一显示装置(91)上显示的压力值为0，关闭这组控制阀(10)；依次重复上述操作进行下一组装有测试样品的样品室(51)的加压测试，直至所有密封测试器(5)的测试样品加压测试完毕；
步骤三、试验记录：
每个样品测试过程中，依次记录压力每降低1-10kPa时，对应的第一显示装置(91)上显示的压力值Px、Px-1、……、Pa、……、Pb、……、P2、P1、P0，以及对应的时间(压力值为Px时开始计时)：
第一样品室数据：t1,x、t1,(x-1)、……、t1,a、……、t1,b、……、t1,2、t1,1、t1,0；
第二样品室数据：t2,x、t2,(x-1)、……、t2,a、……、t2,b、……、t2,2、t2,1、t2,0；
……；
第n样品室数据：tn,x、tn,(x-1)、……、tn,a、……、tn,b、……、tn,2、tn,1、tn,0；
则气压由Pa降低至Pb所需的时间：
第一样品室数据：△T1,(a→b)＝t1,b–t1,a；
第二样品室数据：△T2,(a→b)＝t2,b–t2,a；
……；
第n样品室数据：△Tn,(a→b)＝tn,b-tn,a；
步骤四、公式推导：
Pa×V－Pb×V＝Pc×Vc
Pa×V－Pb×V＝Pc×Vc
式中：
V：供控压装置(1)中气体的体积；
Pc：逸出气体压力，取值为标准大气压；
Vc：逸出气体压力为Pc时的体积；
△Tn,(a→b)：第n样品室(51)内气压从Pa降到Pb所用的时间；
Sn：第n样品室(51)的横截面面积；
qn,(a→b)：透气速率，即第n样品室(51)内样品加压为Fb，气压由Pa降到Pb时，单位面积单位时间逸出的气体体积；
步骤五、结果表示：
试样数量为n,n≥2，每个试样的透气性能指标用透气速率来表示，经过系统空白误差修正，透气速率按下式计算：试样的透气速率以n个试样的算数平均值表示：
式中：
修正透气速率，第n样品室(51)内样品加压为Fb，压力从Pa降到Pb时，去除系统偏差后，单位面积单位时间逸出的气体体积；
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