CN112098294A - 多孔材料孔性能检测的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多孔材料孔性能检测的装置,包括:动力源,用于驱动检测气流穿过多孔材料,其中,所述多孔材料的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置。所述检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小差值;传感器组,所述传感器组包括压力传感器和热成像传感器,用于获取第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据,并将检测数据发送给终端计算处理。本发明是将检测气流代替现有技术中的介质,成本相对于现有技术显著降低,而且对于多孔材料没有任何损伤,可以客观,无损的检测多孔材料。
Description
技术领域
本发明属于多孔材料与无损检测技术领域,涉及多孔材料孔性能检测的装置及方法。
背景技术
随着多孔材料应用的精细化、专业化,对多孔材料性能的要求越来越严格,影响多孔材料性能的主要因素是多孔材料的孔性能,而影响多孔材料孔性能的主要因素是孔分布和孔隙率,比如用于负载催化剂的多孔材料,若孔分布不均,会造成材料附着的催化剂不均匀,从而导致催化效率的降低;过滤用多孔材料,若孔隙率不均,不仅会使截留效率降低,还会使多孔材料受到的流体冲击力不均匀,导致多孔材料被破坏风险提高。
现有技术中,对多孔材料孔分布和孔隙率检测的方法有浸泡介质法,液体排水法或者经过破坏性取样后根据阿基米德原理测试,
第一方面,前两种检测的方法需要引入新的介质,引入的介质难以确保清除彻底,而且引入新的介质成本较高,使用完后还需要较长时间除去,第三种检测的方法为破坏性检测,多孔材料本身再生困难,破坏性检测更是对多孔材料的浪费。同时现有技术的检测的方法都是对一部分多孔材料进行检测,很难表示整体多孔材料孔性能。
第二方面,现有技术中的多孔材料检测的方法无法实现工业化连续检测,检测效率低甚至会对多孔材料造成损伤。
第三方面,现有技术中的多孔材料检测的方法,结果的获取基本都是通过肉眼观测后获取,没有客观数据支持,检测结果受主观因素影响。
所以对于如何无损、客观检测出多孔材料的孔性能,并实现工业化连续检测,迫在眉睫。
发明内容
本发明提出一种无损,客观的检测多孔材料孔性能的装置及方法,克服了上述问题。
根据本发明的一个方面,提供一种多孔材料孔性能检测的装置,包括:
动力源,用于驱动检测气流穿过多孔材料,其中,所述多孔材料的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置,所述检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小差值;
传感器组,所述传感器组包括压力传感器和热成像传感器,用于获取第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据。
相比于现有技术,本发明具有的优点和有益效果是本发明不需要引入新的介质,而是将检测气流代替现有技术中的新介质,检测气流为空气或者空气中常见的气体,成本相对于现有技术显著降低,而且对于多孔材料没有任何损伤;本发明是对整体多孔材料进行检测,检测结果即反映整体多孔材料的性能。优选的,动力源为风机。其中,所述多孔材料的孔指的是微观孔,即包括纳米级孔、微米级孔。
进一步的,还包括终端,所述终端根据第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据,判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求;或者所述终端用于接收第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据并可视化显示。
采用上述进一步技术方案的优点和有益效果在于,使用终端对检测数据进行处理,减少了人工操作,节省了时间。终端可以根据第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据,用这些具体的数据数值来判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求。或者将这些客观数据显示出来供人工计算判断,因为数据数值是确定的,并不会对结果产生影响,也不会产生主观的偏差。优选的,终端为工控机。
进一步的,还包括温控装置,用于在检测气流进入多孔材料孔之前调节检测气流的温度,使检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小差值。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于,通过温控装置调节检测气流的温度,使检测气流与多孔材料之间产生温差,并且温差足够大,当热成像传感器检测时,能够产生有效的检测数据,否则,由于温差较小,环境检测数据与多孔材料检测数据难以区分。优选的,温控装置可调节温度为0~200℃,最小差值为5℃。
进一步的,还包括输气装置,所述输气装置的一端与动力源连接,另一端设有与多孔材料相适应的进气机构;传送装置,用于将多孔材料运送至进气机构。
采用上述进一步技术方案的优点和有益效果在于,检测装置能够实现工业化,多孔材料通过传送装置运输,动力源将温控装置调节后的检测气流驱动,当多孔材料运输至指定位置时,检测气流通过输气装置中的进气机构与多孔材料连接,检测气流进入多孔材料孔,传感器组开始检测并将检测数据传送给终端,终端判断多孔材料是否符合预设要求。本进一步的技术方案减少了人工重复劳动。输气装置优选为,硬管道或者软管道。
进一步的,还包括与传送装置相配合的机械爪。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于,通过机械爪将不符合预设要求的多孔材料剔除,实现符合预设要求的多孔材料与不符合预设要求的多孔材料分类。可以设置PLC,实现检测自动化,多孔材料通过传送装置运输,动力源将温控装置调节后的检测气流驱动,当多孔材料运输至指定位置时,检测气流通过输气装置中的进气机构与多孔材料连接,检测气流进入多孔材料孔,传感器组开始检测并将检测数据传送给终端,终端判断多孔材料是否符合预设要求,机械爪将不符合预设要求的多孔材料剔除,实现符合预设要求的多孔材料与不符合预设要求的多孔材料分类运输,此处不再做详细介绍。
进一步的,所述进气机构包括:固定装置、驱动装置。固定装置包括相对设置在传送带两侧的第一固定座、第二固定座,所述第一固定座内部为空腔,第一固定座与动力源连通,第一固定座靠近传送带一端设置用于向多孔材料孔输送气体的出气口;驱动机构,用于驱动第二固定座靠近或远离第一固定座。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于,当多孔材料到达第一固定座和第二固定座间时,驱动装置驱动第二固定座靠近第一固定座,将多孔材料夹在第一固定座和第二固定座间。检测气流通过输气装置进入进气机构中的第一固定座的空腔,然后由空腔经过出气孔进入多孔材料。检测气流经过多孔材料的孔后,通过第二固定座的出气孔进入,检测气流从流出口流出并检测压力数值。优选的,驱动装置为液压杆或者气动杆。本发明实现了检测气体与多孔材料的自动连接,减少了人工操作。进气机构与多孔材料连接位置设置有柔性材料,即第一固定座和第二固定座出气孔周围有一圈有一定厚度和宽度的柔性材料,一方面防止驱动装置驱动时多孔材料挤压受损,另一方面防止检测气体扩散到多孔材料孔外侧,影响检测数据。第一固定座和第二固定座结构都设有空腔。
根据本发明的另一个方面,提供一种多孔材料孔性能的检测的方法,包括以下步骤:
步骤1:驱动检测气流穿过多孔材料,检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小精度;
步骤2:获取第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据;
其中,所述多孔材料的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置。
相比于现有技术,本发明具有的优点和有益效果,一方面检测气流进入多孔材料内部并逐渐扩散至多孔材料表面,检测多孔材料表面的热量分布数据;另一方面检测热量分布数据的同时,获取第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2。两项检测同时进行,高效耦合,提升了检测效率。本发明不需要引入新的介质,而是将检测气流代替现有技术中的新介质,检测气流为空气或者空气中常见的气体,成本相对于现有技术显著降低,而且对于多孔材料没有任何损伤;本发明是对整体多孔材料进行检测,检测结果即反映整体多孔材料的性能;本发明将检测结果数据化,对比现有技术的肉眼观察,本发明的检测的方法客观,并且能用具体数值表达。
进一步的,还包括步骤3:将第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据发送至终端,以供所述终端根据第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据,判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求;或者将第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据发送至终端,以供所述终端对第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据进行可视化显示。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于,使用终端对检测数据进行处理,减少了人为的干预。终端可以根据第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据,用这些具体的数据来判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求或者将这些客观数据显示出来供人工计算,也不会产生主观的偏差。
进一步的,判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求,包括:获取目标多孔材料压力差P0,目标多孔材料的热量分布数据,并根据热量分布数据计算热点面积S0;若,|P1-P2|<(P0+a),热点面积满足:(S0-b)<S<(S0+b),则所述多孔材料符合预设要求,反之则不符合预设要求,其中,a为可接受误差,b为可接受误差。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于,提供一个客观的计算方法,减少主观误差。若|P1-P2|>(P0+a),则说压差变大,即测试阻力变大,气孔率低不满足应用要求;若(S0-b)>S,则说明检测的多孔材料孔分布均匀度不合格;若S>(S0+b),则说明检测的多孔材料存在缺陷。数值a,b根据生产中的产品设定。目标多孔材料压力差P0和目标多孔材料的热量分布数据,通过检测标准件获得。同时还能添加温控装置调节的温度值T,采集热量分布数据的时间t0,进一步提升计算准确度。
进一步的,终端根据所述数据做出判断指令,传送装置根据所述判断指令对多孔材料分类运输。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于,实现自动化的检测,即实现符合预设要求的多孔材料与不符合预设要求的多孔材料分类运输。
根据本发明的另一个方面,提供一种多孔材料孔性能检测的装置简化,动力源,用于驱动检测气流穿过多孔材料,其中,所述多孔材料孔的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置,将多孔材料的出气端即第二检测位置通过盲板封死,即第二检测位置为死端。所述检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小差值;传感器组,所述传感器组包括压力传感器和热成像传感器,用于获取第一检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据。
相比于现有技术,本发明具有的优点和有益效果,减少设置一个压力传感器,减少成本。以多孔材料的一端为进气孔,通入检测气流,多孔材料的另一端为死端,所以进入的气流只能从多孔材料的向多孔材料表面溢出,压力传感器检测内的气压数值,然后该压力数值与大气压数值的差值即为压力差,通过压力差数值判断多孔材料的性能。
附图说明
图1为本发明中的多孔材料的孔电镜放大图
图2为本发明的装置示意图。
图3为本发明的进气机构示意图。
图4为本发明的第一固定座出气孔示意图。
图5为本发明的简单示意图。
附图中所示标记:1、动力源;211、压力传感器,212、压力传感器,22、热成像传感器;3、终端;4、温控装置;5、进气机构;61、传送装置,62、机械爪。
511、第一固定座;512、柔性材料;513出气孔;514驱动装置;515、流出口;516、第二固定座。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案,下面结合具体实施例、说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例1:
一种多孔材料孔性能检测的装置包括:
动力源,用于驱动经过温控装置,其中温控装置为罗斯蒙特248温度变送器,西门子S7-1200PLC控制及收集信号,调节后的检测气流穿过多孔材料,其中,所述多孔材料的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置,检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小差值5℃。
传感器组,所述传感器组包括压力传感器和热成像传感器,用于检测第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据。
终端为工控机研华610E,所述终端根据第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据,判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求。
同时为了实现工业化,还包括输气装置,所述输气装置的一端与动力源连接,另一端设有与多孔材料相适应的进气机构,还有传送带和与传送带相配合的机械爪,用于将多孔材料运送至进气机构。进气机构包括相对设置在传送带两侧的第一固定座、第二固定座,驱动第一固定座、第二固定座靠近或远离的驱动装置。固定座内部为空腔,第一固定座与动力源连通,第一固定座靠近传送带一端设置用于向多孔材料孔输送气体的出气口。
实施例2:
本实施例提供一种多孔材料孔性能的检测的方法,包括以下步骤:
步骤1:驱动检测气流穿过多孔材料孔,检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小精度;
步骤2:获取第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据;
其中,所述多孔材料的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置。
步骤3:将第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据发送至终端,终端通过获取目标多孔材料压力差P0,目标多孔材料的热量分布数据,并根据热量分布数据计算热点面积S0;
若,|P1-P2|<(P0+a),热点面积满足:(S0-b)<S<(S0+b),则所述多孔材料符合预设要求,反之则不符合预设要求,其中,a为可接受误差,b为可接受误差。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能。
Claims (10)
1.一种多孔材料孔性能检测的装置,其特征在于,包括:
动力源,用于驱动检测气流穿过多孔材料,其中,所述多孔材料的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置,所述检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小差值;
传感器组,所述传感器组包括压力传感器和热成像传感器,用于获取第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据。
2.根据权利要求1所述的一种多孔材料孔性能检测的装置,其特征在于,还包括终端,
所述终端根据第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据,判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求;
或者
所述终端用于接收第一检测位置的压力值,第二检测位置的压力值,以及多孔材料表面的热量分布数据并可视化显示。
3.根据权利要求1所述的一种多孔材料孔性能检测的装置,其特征在于,还包括温控装置,用于在检测气流进入多孔材料之前调节检测气流的温度,使检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小差值。
4.根据权利要求1所述的一种多孔材料孔性能检测的装置,其特征在于,还包括
输气装置,所述输气装置的一端与动力源连接,另一端设有与多孔材料相适应的进气机构;
传送装置,用于将多孔材料运送至进气机构。
5.根据权利要求4所述的一种多孔材料孔性能检测的装置,其特征在于,还包括与传送装置相配合的机械爪。
6.根据权利要求4所述的一种多孔材料孔性能检测的装置,其特征在于,所述传送装置为传送带,所述进气机构包括固定装置、驱动装置,
所述固定装置包括相对设置在传送带两侧的第一固定座、第二固定座,
所述第一固定座内部为空腔,第一固定座与动力源连通,第一固定座靠近传送带一端设置用于向多孔材料输送气体的出气口;
驱动机构,用于驱动第二固定座靠近或远离第一固定座。
7.一种多孔材料孔性能检测的方法,其特征在于,包括:
驱动检测气流穿过多孔材料,检测气流与多孔材料之间的温差大于热成像的最小精度;
获取第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据;
其中,所述多孔材料的进气端为第一检测位置,所述多孔材料的出气端为第二检测位置。
8.根据权利要求7所述的一种多孔材料孔性能检测的方法,其特征在于,还包括:
将第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据发送至终端,以供所述终端根据第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据,判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求;
或者
将第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据发送至终端,以供所述终端对第一检测位置的压力值P1,第二检测位置的压力值P2,以及多孔材料表面的热量分布数据进行可视化显示。
9.根据权利要求8所述的一种多孔材料孔性能检测的方法,其特征在于,判断多孔材料孔性能的指标是否符合预设要求,包括:
获取目标多孔材料压力差P0,目标多孔材料的热量分布数据,并根据热量分布数据计算热点面积S0;
若,|P1-P2|<(P0+a),热点面积满足:(S0-b)<S<(S0+b),则所述多孔材料符合预设要求,反之则不符合预设要求,其中,a为可接受误差,b为可接受误差。
10.根据权利要求8所述的一种多孔材料孔性能检测的方法,其特征在于,终端根据所述数据做出判断指令,传送装置根据所述判断指令对多孔材料运输。
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CN114166719A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-11 | 北京擎科生物科技有限公司 | 核酸合成载体筛选方法与装置 |
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