CN110618077A - 一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置与方法及用途 - Google Patents
一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置与方法及用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110618077A CN110618077A CN201910885181.3A CN201910885181A CN110618077A CN 110618077 A CN110618077 A CN 110618077A CN 201910885181 A CN201910885181 A CN 201910885181A CN 110618077 A CN110618077 A CN 110618077A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- cavity
- fabric
- air
- feeding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 192
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 86
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 36
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 26
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 15
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 4
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 4
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 3
- 238000005325 percolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012625 in-situ measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明提供一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置与方法及用途。该装置包括可将织物握持和定位的环形卡条和压合密封圈的喂入装置与收集装置；可控温调压和织物可往复移动的系统和高效精密收集有害气氛的双腔室，其中喂入腔的温控范围为室温～150℃，以模仿事故环境；检测腔的温控范围为室温～50℃，以模拟人体微气候环境；通过自带的六通阀与气相色谱仪相连完成输送透过气体且能安全排放腔内残余气体的集放气机构。其测量方法是被测气体以定压输入定温的喂入腔，并静止或渐变体积；经一段时间后，挤出喂入腔中气体，并输入气相色谱仪，测量测试腔内所透过织物气体中的有毒、有害气体成分与含量。可用于评价织物抗气体透过的防护能力。
Description
技术领域
本发明属于织物、膜等片状材料的气密性与过滤性的测量技术领域，涉及一种功能防护织物的气密性和过滤效率的测量与功能可靠性和使用安全性的表征技术。本发明主要用于织物隔绝危化气体的防护性能的评价。
背景技术
目前我国危险化学品行业从业人员和应急救援人员防护服装的产品标准和配备标准尚不完善，国内救援人员配备的大都是进口产品,相关检测也多由国外的机构完成。进口产品的价格较为昂贵,检测检验费用也非常高昂，更为欠缺的是：作用端与测量端(气相色谱仪)间无模拟实际使用条件的作用与测量，更非原位仿真的测量。这种状况制约了我国应急救援装备的配备水平，也阻碍了相关产品的研究开发，与国内安全生产发展现状很不适应。开发防护服装防护性能检测仪器对于推动我国应急救援防护装备水平的发展，乃至推动相关产业的发展，都有着重要的意义。
GB23462-2009、ISO6529、EN369和ASTM F739中都出现了渗透池可以用于检测防危化品功能织物与气态危化品大面积持续接触时的防护性能，但是针对织物试验装置的研制和开发相对滞后，与此相关的膜渗透性能喂入装置的研究和开发较快，但是普遍存在腔室较小，不能防腐蚀等特点。
目前，气体渗透池大多每次只能测定单一气体的透气性，或用压差法测量混合气体同时透过的透气性，不能同时测定混合气体与织物接触时，各组分透过材料的含量。在实际使用时材料一般处于大气环境或混合气体环境中，此时混合气体渗透由于可能存在气体的相互影响，透气速率并不一定与单种成分透过薄膜时完全一致。混合气体透过时同时测定各组分气体渗透性能是现实需要，也是技术上的一个难题。
气相色谱仪是一种重复性好、灵敏度高和分离能力强的现代分析仪器。
专利201610955290.4公开了一种薄膜渗透率测量装置和测量方法，装置两腔室均与机械泵相连，对腔室抽真空，测试腔与质谱仪相连进行试验结果分析，装置有加热器，但两腔室只能一起控温，且腔室很小。专利204310084472.7公开了一种气体渗透性能喂入装置，装置原理为压差法，两腔室分别连接测压器，测量一段时间后两腔室的压差变化，此装置能评价一种气体的渗透性能，不能对织物在混合气体下的渗透性能进行评测和忽略了分子之间的交换。
专利CN104797827A公开了一种燃料电池膜电极透气性的喂入方法及喂入池和喂入装置，装置没有温控装置，需要用吹扫气将透过薄膜的气体带入定量环进行喂入。但这样连接要求建一套流速要小且稳的吹扫气系统，材料渗透面积要足够大，否则气相色谱仪检测器没有足够的灵敏度进行准确喂入。专利 CN202994616U公开了一种气体渗透仪上的气体透过率喂入装置，但存在死体积 (难以完成气体置换的空间体积)大的问题。专利201320657769.1公开了一种气体渗透池及同时测定混合气各组分气体的膜渗透性的测定装置，装置实现与气相色谱仪连用，也不需要扫气系统，但是装置温控系统设置在管路上，误差较大。
如欲完成材料防危化性能的评价，以上专利存在以下缺陷：
(1)装置不能对喂入腔和检测腔分别控温，模拟现实织物穿着状态，均无现场条件的模拟和原位多指标的测量。
(2)现有装置针对膜渗透试验，腔室较小，试样要在0.2mm以下(针对膜试样)，而防化服一般0.2-0.6mm，样品代表性差，且无法模拟织物的起拱。
(3)现有装置腔室内缺乏均匀装置，易造成腔室内气体浓度和温度的不均匀，尤其织物表面易形成浓度边界层效应而阻碍渗透并导致过高估计气密性。
(4)现有装置与气相色谱仪连接不够简便，且气相色谱仪多为单检测器，无法同时测定两腔室的气体浓度，即无法针对性和绝对值的对比。
现有设计测试腔大多需要连接流速稳定的惰性气体供气系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置。本发明的另一个目的是提供此装置相对应的检测方法。本发明的另一个目的是提供此装置相对应的用途。
为了达到上述目的，本发明的原理是：模拟救援人员在实际救援现场的危化品爆炸检测、高温起火、烟气扩散的防护材料隔绝与滤性表征的基础上，对织物外侧的高压高热和直接接触，织物内侧的低压、负压和常温，以实现更符合实用功效和耐久度的精准评价，以使织物的功能可靠性和使用安全性得以保障。
基于上述原理，本发明的一个具体技术方案是提供了一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，包括：
可调温、调压的有害气体喂入装置，有害气体喂入装置包括双层中空隔热的喂气腔盖，喂气腔盖中内置加热控温装置，由喂气腔盖内壁和防护织物正面所围成喂入腔；
收集装置，收集装置始终维持气压小于喂入腔，由收集装置高效收集由喂入腔透过防护织物的有害气体；收集装置包括集气腔盖，集气腔盖可与喂气腔盖严密嵌入并锁住，由位于集气腔盖上、下两侧的防护织物反面和气体挤压活塞机构的挤压盘与集气腔盖共同围成检测腔，有害气体收集于检测腔内；
气体挤压活塞机构，用于将积蓄在检测腔中的有害气体挤压排出；
喂入腔的原气体和检测腔的透过气体S分别通过管道及六通阀系统输送给具有双检测器的综合测控系统，同时，管道及六通阀系统还用于将喂入腔的原气体和检测腔的透过气体S排放清空。
优选地，所述喂入装置的喂气腔盖竖立固定在底座上，所述喂气腔盖设有喂入所述有害气体的进气管一和测量有害气体成分作为参照气体样R的或测量结束时排放喂入腔中有害气体的排气管一，所述喂入装置还包括：对所述防护织物正面实施二级密闭的外密封圈和内密封圈，内密封圈和外密封圈分别嵌在所述喂气腔盖与所述防护织物的正面压合的压合面的内环形凹槽及外环形凹槽中；位于内密封圈与外密封圈中间的环形卡条，环形卡条对所述防护织物实施展平并稍有绷紧作用。
优选地，所述气体挤压活塞机构还包括与所述检测腔同轴固装的气缸，气缸的气缸活塞上设有在气缸驱动下可来回移动的连杆，所述挤压盘同轴固定在连杆的一端，连杆的另一端设有进气拉长而放气回退的复位弹簧，气缸的缸体上设有使所述挤压盘前进的进气孔和使所述挤压盘回退的放气孔，同轴的固定板与气缸底部固接并与底座为一体。
优选地，所述集气腔盖通过左托架及右托架支撑在所述固定板上，使得所述集气腔盖打开时能够平放在所述固定板上。
优选地，所述集气腔盖与所述防护织物的反面压合的压合面上设有环形嵌槽及夹样槽，其中：环形嵌槽对所围的所述喂入腔实施同轴定位和对所述防护织物的反面实施二级平面密封及展平并对所述防护织物稍有绷紧作用；夹样槽用于夹挂所述防护织物；所述收集装置还包括：与夹样槽互嵌并可夹紧所述防护织物的夹条；围绕于所述集气腔盖底部并与所述喂气腔盖固接能使所述集气腔盖转动的并合盖铰链。
优选地，所述综合测控系统包括具备两种测量模式的气相色谱仪，气相色谱仪通过数据收集模块与计算机相连；气相色谱仪包括TCD检测器功能模块及FID 检测器功能模块。
优选地，所述管道及六通阀系统包括六通阀一及六通阀二，六通阀一与所述 TCD检测器功能模块相连，同时，六通阀一通过测气管二与所述检测腔相连通，所述检测腔还与排气管二、载气进气管二相连通；六通阀二与所述FID检测器功能模块相连，同时，六通阀二经由测气管一与所述喂入腔相连通，所述喂入腔还与载气进气管一。
优选地，所述加热温控装置包括在所述喂气腔盖的夹层中放置的使所述喂入腔升温和控温的电炉丝和位于所述喂气腔盖的测温控温热电偶。
本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的织物气滤与隔绝效率测量的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、准备防护织物试样，将防护织物裁剪成为设定大小、形状的待测防护织物；
第二步、夹持试样，将防护织物平铺在集气腔盖的压合面上，用收集装置的夹条将防护织物压紧；然后设置喂入腔温度；
第三步、双腔闭合，抬起集气装置使之与喂入装置密封贴合，并自动锁紧；
第四步、双腔清空，将载气从管道及六通阀系统的载气进气管一和载气进气管二充入，赶走喂入腔和检测腔及其对应的管道中的原有空气；
第五步、喂气纯化，将气态危化品充入喂入腔，待排气管一中有明显的气态危化品的释放，关闭排气管一；
第六步、渗透试验，利用气体挤压活塞机构的循环移动使防护织物往复微小振动，喂入腔和检测腔中的气压亦微幅增减，防止防护织物表面出现渗透边界层，维持设定且相对稳定的实验气压差，同步进行喂入腔和检测腔的温度检测；
第七步、数据收集分析，打开检测腔的测气管二并打开喂入腔的测气管一，喂入腔的气体进入综合测控系统的FID检测器功能模块检验，同时，挤压盘前推，将检测腔中的气体挤出并进入综合测控系统的TCD检测器功能模块检验，进行气体成分和含量的控制；
第八步、不同气体同样原位测量只要对已完成第七步的防护织物更换喂入气态危化品而不更换防护织物，也不更改前进状态的原为测量时，只需重复第四步 -第七步的试验，若需更换防护织物试验，则直接进入第九步；
第九步、清洁卸样与复位，先以压缩空气冲入清空喂入腔和检测腔和所有的管道；再将检测腔到被打开、转动放平，观察防护织物的正面腐蚀损伤后，取下防护织物，观察反面有否显见渗滤及吸附物，然后，将集气腔盖复位压架闭合、锁住，试验结束；若需继续进行另一防护织物试样的气滤与隔绝效率测量，则重复第一步-第九步。
本发明的另一个技术方案是提供了一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置或方法的应用，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，可用于此类材料气密性测量、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。
本发明的有益效果在于：①喂气腔盖夹层中放置的使喂入腔升温和控温的电炉丝及热电偶，可模仿外界环境温度；②挤压活塞机构和压力微调功能实现了均匀收集和检测腔内气体温度、浓度及防止出现渗透边界层，保证渗透的一致性；③收集装置的夹样槽及环形凹槽，可配合喂入装置环形卡条和夹条可方便地将待测织物压紧展平；④渗透装置通过六通阀与气相色谱仪相连，可同时实时地测量两腔室内气体组分及含量；⑤本发明建立的织物动态气滤与隔绝效率测量装置与对应的测量方法采用的是综合原位的现代测量技术，其操作简单，自动化程度高、信息量全，在同类测量仪器中具有明显优势，在综合测量功能上更为周全。
附图说明
图1是织物动态气滤与隔绝效率测量装置示意图；
图2是气体挤压排出的输出机构；
图3是气体挤压排出的输出机构割面图。
图中：1-喂入装置；11-喂气腔盖；12-喂入腔；13-外密封圈；14-卡条；15- 内密封圈；21-集气腔盖；22-检测腔；23-环形嵌槽；24-夹样槽；25-夹条；26- 并合盖铰链；31-气缸；32-连杆；33-挤压盘；34-往复弹簧；35-进气孔；36-放气孔；37-左托架；38-右托架；39-固定板；4-管道及六通阀系统；41-六通阀一； 42-六通阀二；43-进气管一；44-载气进气管一；45-测气管一；46-排气管一； 47-载气进气管二；48-测气管二；49-排气管二；5-综合测控系统；51-TCD检测器功能模块；52-FID检测器功能模块；53-数据收集模块；54-计算机；6-防护织物；71-控温的电炉丝；8-底座。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1-6中的原材料及设备为国家重点研发计划(2016YFC0802802)资助项目。
如下实施例皆采用了图1至图3所示的织物动态气滤与隔绝效率测量装置，包括收集装置和喂入装置；夹样槽及环形凹槽配合夹条和环形卡条可将织物在两机构合紧的时候完成密封加持；喂入装置控温系统控温范围是室温～150℃，装置通过六通阀与气相色谱仪相连。通过各机构的配合使用，可以测试气态危化品持续接触时织物在不同压力和温度下的渗透性能。
具体而言，本发明提供的一种织物气滤与隔绝效率测试装置包括：
可调温、调压的有害气体的喂入装置1。喂入装置1包括：竖立固定在底座 8上的双层中空隔热的喂气腔盖11；由喂气腔盖11内壁和防护织物6的正面所围成的喂入腔12；对防护织物6的正面实施二级密闭的外密封圈13和内密封圈 15，外密封圈13和内密封圈15分别嵌在喂气腔盖11与防护织物6的正面压合的压合面的外环形凹槽及内环形凹槽中；位于外密封圈13和内密封圈15中间的环形卡条14，环形卡条14对防护织物6实施展平和稍有绷紧作用。喂入腔 12与用于喂入有害气体的进气管一43和测量有害气体成分作为参照气体样R的或测量结束时排放喂入腔12中有害气体的排气管一46相连通。喂入腔12还与载气进气管一44及测气管一45相连通。
织物气滤与隔绝效率测试装置还包括始终维持气压小于喂入腔12并可高效收集由喂入腔12透过防护织物6的有害气体的收集装置。收集装置2包括：可与喂气腔盖11严密嵌入并锁住的集气腔盖21；由防护织物6的反面和集气腔盖 21及挤压盘33共同围成的检测腔22；对所围的喂入腔12实施同轴定位和对防护织物6反面实施对二级平面密封及展平与稍有绷紧作用的环形嵌槽23；开槽于检测腔22与防护织物6相压合的压合面上用于夹挂防护织物6的夹样槽24；与夹样槽24互嵌并可夹紧防护织物6的夹条25；围绕于集气腔盖21底部并与喂气腔盖11固接能使集气腔盖21转动的并合盖铰链26。检测腔22与载气进气管二47、测气管二48、排气管二49相连通。
织物气滤与隔绝效率测试装置还包括能将积蓄在检测腔22中气体挤压排出的气体挤压活塞机构。气体挤压活塞机构3包括：与检测腔22同轴固装的气缸 31；可来回移动固装在气缸的气缸活塞上的连杆32；与连杆32的一端同轴固定的挤压盘33；位于连杆32的另一端且进气拉长而放气回退的复位弹簧34；气缸31缸体上的使挤压盘33前进的进气孔35和使挤压盘回退的放气孔36；集气腔盖22打开时能够平放的固定板39的左托架37、右托架38；与气缸31底部固接并与底座8为一体的同轴的固定板39。
织物气滤与隔绝效率测试装置还包括具有双检测器的气相色谱仪。气相色谱仪通过数据收集模块53与计算机54相连。气相色谱仪包括TCD检测器功能模块51及FID检测器功能模块52。
织物气滤与隔绝效率测试装置还包括可将喂入腔12原气体即参照气体和检测腔22透过气体S被测试气体分别输给综合测控系统5或排放清空的管道及六通阀系统4。管道及六通阀系统4完成喂入腔12的进气和测试排气的选择和检测腔22的进气和测试排气的选择的管道及六通阀系统4，包括：与检测腔22 和TCD检测器功能模块51连接的六通阀一41；与喂入腔12和FID检测器功能模块52连接的六通阀二42；喂入腔12的进气管一43、载气进气管一44、测气管一45和排气管一46；检测腔22的载气进气管二47和排气管二49以及测气管二48。
织物气滤与隔绝效率测试装置还包括喂气腔盖11中内置的加热控温装置7。内置加热温控装置7包括在喂气腔盖11的夹层中放置的使喂入腔12升温和控温的电炉丝71和位于喂气腔盖11的测温控温热电偶。
具体实施步骤为：
第一步、准备防护织物6试样，将防护织物裁剪成为边长为10cm的正方形的待测防护织物6；
第二步、夹持试样，将防护织物6平铺在集气腔盖21的压合面上，用收集装置的夹条25将防护织物6压紧；然后设置喂入腔12温度；
第三步、双腔闭合，抬起集气装置使之与喂入装置密封贴合，并自动锁紧；
第四步、双腔清空，将载气从管道及六通阀系统4的载气进气管一44和载气进气管二47充入，赶走喂入腔12和检测腔22及其对应的管道中的原有空气；
第五步、喂气纯化，将气态危化品充入喂入腔12，待排气管一46中有明显的气态危化品的释放，关闭排气管一46；
第六步、渗透试验，利用气体挤压活塞机构的循环移动使防护织物6往复微小振动，喂入腔12和检测腔22中的气压亦微幅增减，防止防护织物6表面出现渗透边界层，维持设定且相对稳定的实验气压差，同步进行喂入腔12和检测腔22的温度检测；
第七步、数据收集分析，打开检测腔22的测气管二48并打开喂入腔12的测气管一45，喂入腔12的气体进入综合测控系统5的FID检测器功能模块52 检验，同时，挤压盘33前推，将检测腔22中的气体挤出并进入综合测控系统5 的TCD检测器功能模块51检验，进行气体成分和含量的控制；
第八步、不同气体同样原位测量只要对已完成第七步的防护织物6更换喂入气态危化品而不更换防护织物6，也不更改前进状态的原为测量时，只需重复第四步-第七步的试验，若需更换防护织物6试验，则直接进入第九步；
第九步、清洁卸样与复位，先以压缩空气冲入清空喂入腔12和检测腔22 和所有的管道；再将检测腔22到被打开、转动放平，观察防护织物6的正面腐蚀损伤后，取下防护织物6，观察反面有否显见渗滤及吸附物，然后，将集气腔盖21复位压架闭合、锁住，试验结束；若需继续进行另一防护织物6试样的气滤与隔绝效率测量，则重复第一步-第九步。
试验控制条件和具体实测结果，详见表1。
按照试验要求将试验用氯丁胶材质的气密型防化服面料在温度20℃和相对湿度为65％条件下放置24h，试验前测得其厚度为0.5mm，平方米克重为345g/m2，模拟装置腔室容积为100ml，使用100％的丁烷气体作为试验气体，进行1h的渗透，得到试验结果如下表1所示。
由表1在不同测量条件下的渗透试验实测结果可知，在检测腔压力相等的情况下，实施例1～6的温度与喂入腔压力均与检测腔浓度值和累计渗透率值呈正相关，即温度和压力的升高促进了渗透过程的发生。从表1中可以看出，检测腔浓度在喂入腔压力都为0.1MPa时，当温度为30℃时为1.30μg/ml；温度增加到90℃时浓度增加到为2.13μg/ml，大约是30℃的1.64倍，这显然是由于温度升高，气体的运动加剧，导致织物的空隙增加，也使织物表面的涂层膜的连续性下降。施加压力与温度作用相似，均会导致涂层织物涂层膜性能的衰减。从这些结果可以看出，如此小的数值差异都可在本发明机构与装置上测得，证明该装置和机构的精准性与有效性。这一实测结果及其推理分析，只可能产生于本发明的原位综合表征法，这是现有仪器无法实现的。
表1本发明装置在不同测量条件下的渗透试验实测结果
表中：①有毒有害气体平均渗透率
平均渗透率，单位微克每平方厘米分(μg/(cm2*min)) ci渗透开始时间捕集介质中化学物质的浓度
ci1渗透结束时间捕集介质中化学物质的浓度
Vtot捕集介质的总体积ti渗透开始时间ti1渗透结束时间 A化学防护材料式样的接触面积
②有毒有害气体累计渗透率
ρAi ti时刻渗透的累积量，单位为毫克每平方厘米(μg/cm2)
ci ti时刻捕集介质中化学物质的浓度,单位为毫克每升(μg/L)
Vtot捕集介质的总体积，单位升(L)
A化学防护材料式样的接触面积，单位为平方厘米(cm2)
关于渗透过程：
①两腔室织物压差ΔP不同，鼓胀高度H不同。
H∝ΔP
②在气体被定量冲入测试腔后，其压力与腔室体积成反比。
P∝V其中V＝AL，A＝π/4D2,A为腔室截面积。
③试验后测试腔危化品浓度c与腔室压差、织物鼓胀高度成正比。
c∝H∝ΔP
④试验用待测气体分子量Ch越小，试验后测试腔浓度越小。
c∝1/Ch。
Claims (10)
1.一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，包括：
可调温、调压的有害气体的喂入装置(1)，喂入装置(1)包括双层中空隔热的喂气腔盖(11)，喂气腔盖(11)中内置加热控温装置，由喂气腔盖(11)内壁和防护织物(6)正面所围成喂入腔(12)；
收集装置，收集装置(2)始终维持气压小于喂入腔(12)，由收集装置(2)高效收集由喂入腔(12)透过防护织物的有害气体；收集装置(2)包括集气腔盖(21)，集气腔盖(21)可与喂气腔盖(11)严密嵌入并锁住，由位于集气腔盖(21)上、下两侧的防护织物(6)反面和气体挤压活塞机构的挤压盘(33)与集气腔盖(21)共同围成检测腔(22)，有害气体收集于检测腔(22)内；
气体挤压活塞机构，用于将积蓄在检测腔(22)中的有害气体挤压排出；
喂入腔(12)的原气体和检测腔(22)的透过气体S分别通过管道及六通阀系统(4)输送给具有双检测器的综合测控系统(5)，同时，管道及六通阀系统(4)还用于将喂入腔(12)的原气体和检测腔(22)的透过气体S排放清空。
2.如权利要求1所述一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，所述喂入装置(1)的喂气腔盖(11)竖立固定在底座(8)上，所述喂气腔盖(11)设有喂入所述有害气体的进气管一(43)和测量有害气体成分作为参照气体样R的或测量结束时排放喂入腔(12)中有害气体的排气管一(46)，所述喂入装置(1)还包括：对所述防护织物(6)正面实施二级密闭的外密封圈(13)和内密封圈(15)，内密封圈(15)和外密封圈(13)分别嵌在所述喂气腔盖(11)与所述防护织物(6)的正面压合的压合面的内环形凹槽及外环形凹槽中；位于内密封圈(15)与外密封圈(13)中间的环形卡条(14)，环形卡条(14)对所述防护织物(6)实施展平并稍有绷紧作用。
3.如权利要求2所述一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，所述气体挤压活塞机构还包括与所述检测腔(22)同轴固装的气缸(31)，气缸(31)的气缸活塞上设有在气缸(31)驱动下可来回移动的连杆(32)，所述挤压盘(33)同轴固定在连杆(32)的一端，连杆(32)的另一端设有进气拉长而放气回退的复位弹簧(34)，气缸(31)的缸体上设有使所述挤压盘(33)前进的进气孔(35)和使所述挤压盘回退的放气孔(36)，同轴的固定板(39)与气缸(31)底部固接并与底座(8)为一体。
4.如权利要求3所述一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，所述集气腔盖(22)通过左托架(37)及右托架(38)支撑在所述固定板(39)上，使得所述集气腔盖(22)打开时能够平放在所述固定板(39)上。
5.如权利要求1所述一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，所述集气腔盖(21)与所述防护织物(6)的反面压合的压合面上设有环形嵌槽(23)及夹样槽(24)，其中：环形嵌槽(23)对所围的所述喂入腔(12)实施同轴定位和对所述防护织物(6)的反面实施二级平面密封及展平并对所述防护织物(6)稍有绷紧作用；夹样槽(24)用于夹挂所述防护织物(6)；所述收集装置还包括：与夹样槽(24)互嵌并可夹紧所述防护织物(6)的夹条(25)；围绕于所述集气腔盖(21)底部并与所述喂气腔盖(11)固接能使所述集气腔盖(21)转动的并合盖铰链(26)。
6.如权利要求1所述一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，所述综合测控系统(5)包括具备两种测量模式的气相色谱仪，气相色谱仪通过数据收集模块(53)与计算机(54)相连；气相色谱仪包括TCD检测器功能模块(51)及FID检测器功能模块(52)。
7.如权利要求6所述一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，所述管道及六通阀系统(4)包括六通阀一(41)及六通阀二(42)，六通阀一(41)与所述TCD检测器功能模块(51)相连，同时，六通阀一(41)通过测气管二(48)与所述检测腔(22)相连通，所述检测腔(22)还与排气管二(49)、载气进气管二(47)相连通；六通阀二(42)与所述FID检测器功能模块(52)相连，同时，六通阀二(42)经由测气管一(45)与所述喂入腔(21)相连通，所述喂入腔(21)还与载气进气管一(44)。
8.如权利要求1所述一种织物气滤与隔绝效率测试装置，其特征在于，所述加热温控装置包括在所述喂气腔盖(11)的夹层中放置的使所述喂入腔(12)升温和控温的电炉丝(71)和位于所述喂气腔盖(11)的测温控温热电偶。
9.采用如权利要求1所述的织物气滤与隔绝效率测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、准备防护织物(6)试样，将防护织物(6)裁剪成为设定大小、形状的待测防护织物(6)；
第二步、夹持试样，将防护织物(6)平铺在集气腔盖(21)的压合面上，用收集装置的夹条(25)将防护织物(6)压紧；然后设置喂入腔(12)温度；
第三步、双腔闭合，抬起集气装置使之与喂入装置密封贴合，并自动锁紧；
第四步、双腔清空，将载气从管道及六通阀系统(4)的载气进气管一(44)和载气进气管二(47)充入，赶走喂入腔(12)和检测腔(22)及其对应的管道中的原有空气；
第五步、喂气纯化，将气态危化品充入喂入腔(12)，待排气管一(46)中有明显的气态危化品的释放，关闭排气管一(46)；
第六步、渗透试验，利用气体挤压活塞机构的循环移动使防护织物(6)往复微小振动，喂入腔(12)和检测腔(22)中的气压亦微幅增减，防止防护织物(6)表面出现渗透边界层，维持设定且相对稳定的实验气压差，同步进行喂入腔(12)和检测腔(22)的温度检测；
第七步、数据收集分析，打开检测腔(22)的测气管二(48)并打开喂入腔(12)的测气管一(45)，喂入腔(12)的气体进入综合测控系统(5)的FID检测器功能模块(52)检验，同时，挤压盘(33)前推，将检测腔(22)中的气体挤出并进入综合测控系统(5)的TCD检测器功能模块(51)检验，进行气体成分和含量的控制；
第八步、不同气体同样原位测量只要对已完成第七步的防护织物(6)更换喂入气态危化品而不更换防护织物(6)，也不更改前进状态的原为测量时，只需重复第四步-第七步的试验，若需更换防护织物(6)试验，则直接进入第九步；
第九步、清洁卸样与复位，先以压缩空气冲入清空喂入腔(12)和检测腔(22)和所有的管道；再将检测腔(22)到被打开、转动放平，观察防护织物(6)的正面腐蚀损伤后，取下防护织物(6)，观察反面有否显见渗滤及吸附物，然后，将集气腔盖(21)复位压架闭合、锁住，试验结束；若需继续进行另一防护织物(6)试样的气滤与隔绝效率测量，则重复第一步-第九步。
10.如权利要求1或权利要求9所述的一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置或方法的应用，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，可用于此类材料气密性测量、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910885181.3A CN110618077B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置与方法及用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910885181.3A CN110618077B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置与方法及用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110618077A true CN110618077A (zh) | 2019-12-27 |
| CN110618077B CN110618077B (zh) | 2021-12-10 |
Family
ID=68923481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910885181.3A Active CN110618077B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置与方法及用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110618077B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111398123A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-10 | 佛山市奥启薄膜科技有限公司 | 一种检测微孔透气材料的装置 |
| CN111504877A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-07 | 安徽豹子头服饰有限公司 | 一种服装面料透气性能检测装置 |
| CN115980321A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-18 | 安徽锦昕医疗用品有限公司 | 隔离服抗菌性能检测装置 |
| CN116930039A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-10-24 | 江苏新芳科技集团股份有限公司 | 一种面料透气检测装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201477023U (zh) * | 2009-07-27 | 2010-05-19 | 宁波大学 | 一种粉尘浓度的测量装置 |
| CN102297827A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 燃料电池膜电极透气性的测试方法及测试池和测试装置 |
| CN103575630A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-12 | 中国广州分析测试中心 | 一种同时测定混合气各组成气体的膜渗透性的测定方法及装置 |
| CN203672755U (zh) * | 2013-10-23 | 2014-06-25 | 中国广州分析测试中心 | 一种气体渗透池及同时测定混合气各组成气体的膜渗透性的测定装置 |
| CN106492642A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-03-15 | 天津大学 | 一种低温膜分离装置性能测试方法 |
| CN107238562A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-10-10 | 深圳天祥质量技术服务有限公司 | 安全服耐化学药品渗透性的检测方法 |
| CN108693086A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-10-23 | 重庆山楂树科技有限公司 | 一种检测空气中粉尘浓度的设备 |
| CN109085094A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 气体分子运动测试系统 |
| CN109917049A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-06-21 | 河南中分仪器股份有限公司 | 便携式气相色谱仪分析装置 |
-
2019
- 2019-09-19 CN CN201910885181.3A patent/CN110618077B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201477023U (zh) * | 2009-07-27 | 2010-05-19 | 宁波大学 | 一种粉尘浓度的测量装置 |
| CN102297827A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 燃料电池膜电极透气性的测试方法及测试池和测试装置 |
| CN103575630A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-12 | 中国广州分析测试中心 | 一种同时测定混合气各组成气体的膜渗透性的测定方法及装置 |
| CN203672755U (zh) * | 2013-10-23 | 2014-06-25 | 中国广州分析测试中心 | 一种气体渗透池及同时测定混合气各组成气体的膜渗透性的测定装置 |
| CN106492642A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-03-15 | 天津大学 | 一种低温膜分离装置性能测试方法 |
| CN107238562A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-10-10 | 深圳天祥质量技术服务有限公司 | 安全服耐化学药品渗透性的检测方法 |
| CN108693086A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-10-23 | 重庆山楂树科技有限公司 | 一种检测空气中粉尘浓度的设备 |
| CN109085094A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 气体分子运动测试系统 |
| CN109917049A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-06-21 | 河南中分仪器股份有限公司 | 便携式气相色谱仪分析装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 朱华 等: "离子色谱分析法用于化学防护服材料渗透性能检测的研究", 《中国安全生产科学技术》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111398123A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-10 | 佛山市奥启薄膜科技有限公司 | 一种检测微孔透气材料的装置 |
| CN111504877A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-07 | 安徽豹子头服饰有限公司 | 一种服装面料透气性能检测装置 |
| CN115980321A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-18 | 安徽锦昕医疗用品有限公司 | 隔离服抗菌性能检测装置 |
| CN116930039A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-10-24 | 江苏新芳科技集团股份有限公司 | 一种面料透气检测装置 |
| CN116930039B (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-28 | 江苏新芳科技集团股份有限公司 | 一种面料透气检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110618077B (zh) | 2021-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110618077B (zh) | 一种织物动态气滤与隔绝效率测量装置与方法及用途 | |
| CN110618076B (zh) | 双缸轴向移动鼓胀式织物气闭与气滤性测量装置与方法 | |
| CA2890818C (en) | Apparatus and methodology for measuring properties of microporous material at multiple scales | |
| US7257990B2 (en) | Accelerated ultralow moisture permeation measurement | |
| CN108362564B (zh) | 模拟高地温大矿压下煤岩体破损自燃用实验系统及其方法 | |
| CN103454168B (zh) | 石化阀门用防爆o型圈rgd检测方法 | |
| CN211528633U (zh) | 一种储能电池热失控特性的一体化测试装置 | |
| CN102445312A (zh) | 一种塑胶气密性测试装置及方法 | |
| CN106093345A (zh) | 一种模拟co2驱替置换页岩气动态过程的方法 | |
| CN106525683A (zh) | 一种薄膜渗透率测量装置和测量方法 | |
| CN110618074B (zh) | 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 | |
| CN113237808B (zh) | 一种测定thmc耦合作用下膨润土渗透扩散的室内试验装置及扩散系数测定方法 | |
| EP2040071A2 (en) | Gas sorption tester for rapid screening of multiple samples | |
| CN102156181A (zh) | 建筑材料表面氡析出率检测装置及其检测方法 | |
| Strauch et al. | Experimental simulations of hydrogen migration through potential storage rocks | |
| CN110618078B (zh) | 独立控温与气氛均匀化的双气腔织物抗渗透性测量装置 | |
| CN112730546A (zh) | 一种便携式的烟气分析装置 | |
| US20230168171A1 (en) | High throughput high resolution gas sorption screening | |
| CN115791508A (zh) | 一种多组分气体吸附解吸及回收的实验装置及实验方法 | |
| CN108007843A (zh) | 一种用于评价高温高压下溶解氧在防腐涂层中渗透性的装置及方法 | |
| CN210370798U (zh) | 基于死空间压力换算的煤层瓦斯参数检测装置 | |
| CN113758850A (zh) | 实现干湿循环下温度-应力一体化控制的柔性壁渗透仪 | |
| CN112858015A (zh) | 用于煤岩气固耦合动静加卸载红外观测的试验装置及方法 | |
| CN111077039A (zh) | 测定煤物理吸氧量和化学吸氧量及真密度的装置及方法 | |
| CN216525110U (zh) | 一种超低真空程序控温的前处理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |