CN115993427B - 一种阻水带测试装置、系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阻水带测试装置、系统及测试方法，包括，杯体单元，其包括本体以及设置在所述本体内的固定杆，所述固定杆沿所述本体的轴向设置，所述本体包括相互连接的第一杯体和第二杯体，所述第二杯体的直径大于所述第一杯体的直径，测试时，待测阻水带置放在所述第二杯体内；压板，其上设有第一通孔，所述压板通过所述第一通孔设置在所述固定杆上，所述压板上还设有多个注液孔。本发明的阻水带测试装置能够为阻水带水平方向膨胀提供空间，可以反映出阻水带中的水凝胶遇水沿水平方向膨胀和高度方向膨胀的真实情况，获得较为准确的测试结果，从而精确判断阻水带的阻水性能。
Description
技术领域
本发明涉及阻水带性能测试技术领域，尤其是指一种阻水带测试装置、系统及测试方法。
背景技术
阻水带是由聚酯纤维非织造布、半导电材料与高吸水材料等复合而成。阻水带应具有优良的阻水性、耐热性及化学稳定性。不含有对金属材料及其它相邻材料有腐蚀作用的成分，相容性好。GB/T 10259-2014中对电缆和光缆用阻水带相关材料特性进行了明确规定。阻水带中起关键作用的高吸水材料通常为交联聚丙烯酸聚合物(水凝胶Hydrogel)，是一种高吸水性聚合物。聚丙烯酸盐高吸水性树脂一旦接触到水，固定在高分子羧基上的阳离子就会与水亲和，离开高分子链，留下带负电荷的羧基。高分子离子在相同电荷间的静斥力作用下，其离子链伸展开来，有效电荷增加，导致高分子链与水强烈亲和作用下而吸水，从而发挥膨胀吸水的功能。目前对阻水带阻水性能的主要测试方法是吸水速度和最大吸收能力，对应的标准中的指标就是膨胀速率和膨胀高度。
现有技术中，测试阻水带膨胀高度方法及装置的不足之处在于，在测试时限制了阻水带水平膨胀的路径，仅考虑到了阻水带上下膨胀的可能性，因而对于阻水带膨胀高度的判定，准确度不高。由于现有的测试装置限制了阻水带中凝胶水平方向膨胀，只能在一定范围内向上膨胀。此时向上膨胀的高度并非是凝胶全部在上下方向上的膨胀量，存在一部分水平方向凝胶膨胀的量的堆叠，因此对于阻水带膨胀高度的判定并不准确，从而也不能精准地判断阻水带的阻水性能。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种阻水带测试装置、系统及静态、动、静态测试方法，所述装置能够为阻水带水平方向膨胀提供空间，可以反映出阻水带遇水后，在水平方向膨胀和上下方向膨胀的真实情况。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种阻水带测试装置，用于测试阻水带的膨胀高度，包括，
杯体单元，其包括本体以及设置在所述本体内的固定杆，所述固定杆沿所述本体的轴向设置，所述本体包括相互连接的第一杯体和第二杯体，所述第二杯体的直径大于所述第一杯体的直径，测试时，待测阻水带置放在所述第二杯体内；
压板，其上设有第一通孔，所述压板通过所述第一通孔设置在所述固定杆上，所述压板上还设有多个注液孔。
优选地，所述第二杯体的高度小于所述压板的厚度。
优选地，所述压板的直径不大于所述第一杯体的内径。
本发明还提供了一种阻水带测试系统，包括转动装置以及如前面所述的阻水带测试装置，所述转动装置包括离心装置，所述测试装置安装在所述离心装置上。
优选地，所述测试装置的固定杆的长度方向和所述离心装置的转动轴重合。
本发明还提供了一种阻水带静态测试方法，利用如前面所述的阻水带测试装置对阻水带的静态膨胀高度进行测试，所述测试方法包括，
步骤S1，选取待测样品，制作样本；
步骤S2，将所述样本置放在第二杯体内，再将压板置放在所述样本上，通过所述压板对所述样本的施加指定的压力，向本体内注入液体；
步骤S3，静置指定时长，记录所述样本沿高度方向的位移量，计算多个所述样本位移量的平均值，获得所述样本静态膨胀高度测试结果。
本发明还提供了一种阻水带动、静态测试方法，利用如前面所述的阻水带测试系统对阻水带的动态及静态膨胀高度进行测试，其中，所述阻水带动态测试方法包括，
步骤一，选取待测样品，制作样本；
步骤二，将所述样本置放在第二杯体内，再将压板置放在所述样本上，通过所述压板对所述样本的施加指定的压力，向本体内注入液体；
步骤三，使所述本体绕其中轴线旋转指定时长，然后停止旋转；
步骤四，静置指定时长，记录所述样本沿高度方向的位移量，计算多个所述样本位移量的平均值，获得所述样本动态膨胀高度测试结果。
优选地，在所述步骤一中，所述制作样本的方法包括，从所述待测样品上切取圆形样本，在所述样本上设置第二通孔，所述第二通孔和所述样本同心设置。
优选地，在所步骤二中，所述压板对所述样本施加的压强为50-150pa，所述注入液体的时长为5-15s，注入液体的体积为80-120ml。
优选地，在所述步骤二中，将所述样本平铺于所述第二杯体的底部，使所述样品较薄的一侧向上。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种阻水带测试装置，通过设置杯体单元和压板，所述杯体单元包括本体及安装在本体内的固定杆，所述本体包括第一杯体和第二杯体，其中所述第二杯体的直径大于第一杯体的直径，测试时，将形状与所述第一杯体所匹配的待测阻水带置放在第二杯体内，再将所述压板放置在所述待测阻水带上，通过所述注液孔进行注水，如此以来，置放在所述第二杯体中的阻水带在吸收了水分后，由于所述第二杯体的直径大于第一杯体的直径，从而所述第二杯体能够为阻水带沿水平方向的膨胀提供冗余空间，同时为阻水带沿水平方向的形变也提供了充足的空间，从而在阻水带水平方向不受限制的情况下，能够真实反映出阻水带沿高度方向的膨胀量，避免了阻水带沿水平方向的膨胀量与其沿高度方向的膨胀量堆叠，测量并记录待测阻水带上方的压板的位移量，从而能够准确获得阻水带膨胀高度的测试数据，本发明的阻水带测试装置能够为阻水带水平方向膨胀提供空间，可以反映出阻水带中的水凝胶遇水沿水平方向膨胀和高度方向膨胀的真实情况，获得较为准确的测试结果，从而精确判断阻水带的阻水性能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明最佳实施例的整体结构立体示意图。
图2是本发明最佳实施例的杯体单元的局部结构示意图。
图3是本发明最佳实施例的杯体单元的局部结构俯视示意图。
图4是本发明最佳实施例的压板的局部结构示意图。
图5是本发明最佳实施例的整体结构的主视图。
图6是本发明最佳实施例的A-A剖面结构示意图。
说明书附图标记说明：1、固定杆；21、第一杯体；22、第二杯体；3、压板；31、第一通孔；32、注液孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
从理论上来说，根据Flory提出的聚合物在水中膨胀公式和刚性率公式可得：吸水倍率＝(渗透压二次方+亲和力)/交联密度。刚性率与交联密度成正相关。过低的交联密度导致刚性率降低，吸水树脂容易溶解；过高的交联密度会限制吸水倍率。所以两者间需要适度比例，才能起到良好的阻水作用。
水凝胶(Hydrogel)是一类极为亲水的三维网络结构凝胶。水凝胶的强度在阻水带阻水效果中起到关键作用。交联密度越低的高吸水性聚合物高分子链越容易伸展，表现为吸水速率很快且体积膨胀很大，但是这样形成的水凝胶的刚性率会很低；表现为胶体部分或全部溶解于水中，凝胶失去了阻水能力。
阻水带需要水凝胶在刚性率稳定、且在水平方向不受限制的前提下，沿着高度方向的膨胀高度才能真实地反映阻水带的阻水能力。
实施例1
参照图1至图6所示，本发明揭示了一种阻水带测试装置，用于测试阻水带的膨胀高度，包括，
杯体单元，其包括本体以及设置在所述本体内的固定杆1，所述固定杆1沿所述本体的轴向设置，所述本体包括相互连接的第一杯体21和第二杯体22，所述第一杯体21的端部具有开口，所述第二杯体21和所述第一杯体21的一端相连，需要注意的是，所述第二杯体22的直径大于所述第一杯体21的直径，所述第一杯体21和第二杯体22同心设置，所述固定杆1位于所述第一杯体21和第二杯体22的中心，在进行阻水带的膨胀高度测试时，待测阻水带置放在所述第二杯体22内，所述固定杆1能够对待测阻水带的膨胀方向起到一定的导向和限定作用；
压板3，其上设有第一通孔31，所述压板3通过所述第一通孔31设置在所述固定杆1上，所述压板3上还设有多个注液孔32，多个所述注液孔32以所述第一通孔31为中心呈阵列排布。
由此可以得知，本发明所要保护的一种阻水带测试装置，通过设置杯体单元和压板，所述杯体单元包括本体及安装在本体内的固定杆，所述本体包括第一杯体和第二杯体，其中所述第二杯体的直径大于第一杯体的直径，测试时，将形状与所述第一杯体所匹配的待测阻水带置放在第二杯体内，再将所述压板放置在所述待测阻水带上，通过所述注液孔进行注水，如此以来，置放在所述第二杯体中的阻水带在吸收了水分后，由于所述第二杯体的直径大于第一杯体的直径，从而所述第二杯体能够为阻水带沿水平方向的膨胀提供冗余空间，同时为阻水带沿水平方向的形变也提供了充足的空间，从而在阻水带水平方向不受限制的情况下，能够真实反映出阻水带沿高度方向的膨胀量，避免了阻水带沿水平方向的膨胀量与其沿高度方向的膨胀量堆叠，测量并记录待测阻水带上方的压板的位移量，从而能够准确获得阻水带膨胀高度的测试数据，本发明的阻水带测试装置能够为阻水带水平方向膨胀提供空间，可以反映出阻水带中的水凝胶遇水沿水平方向膨胀和高度方向膨胀的真实情况，获得较为准确的测试结果，从而精确判断阻水带的阻水性能。
进一步地，所述第二杯体22的高度小于所述压板3的厚度，如此设置，能够对所述压板3进行限位，使所述压板3能够始终沿所述第一杯体21的高度方向运动，从而避免所述压板3在待测阻水带向上膨胀的过程中，卡在所述第一杯体21和第二杯体22的连接转角处的，从而导致待测阻水带无法顺利膨胀，影响测试结果。
更进一步地，所述压板3的直径不大于所述第一杯体21的内径，从而能够在所述第一杯体21内沿所述固定杆1的设置方向活动。
实施例2
本发明还揭示了一种阻水带测试系统，包括转动装置以及如前面所述的阻水带测试装置，所述转动装置包括离心装置，所述阻水带测试装置安装在所述离心装置上。
具体来说，所述阻水带测试装置的固定杆1的长度方向和所述离心装置的转动轴重合，如此以来，启动所述离心装置，所述阻水带测试装置能够在所述离心装置的驱动下、绕所述固定杆1进行转动，并且可以根据需要调节所述离心装置的转速，从而实现对所述阻水带测试装置的转速调节。
由此以来，所述阻水带测试系统能够实现对待测阻水带的静态及动态膨胀高度测试。
实施例3
本发明还揭示了一种阻水带静态测试方法，利用如前面所述的阻水带测试装置对阻水带的静态膨胀高度进行测试，所述测试方法具体包括，
步骤S1，选取待测样品，制作样本；
步骤S2，将所述样本置放在第二杯体22内，再将压板3置放在所述样本上，通过所述压板3对所述样本的施加指定的压力，向本体内注入液体；
步骤S3，静置指定时长，记录所述样本沿高度方向的位移量，计算多个所述样本位移量的平均值，从而获得所述样本静态膨胀高度测试结果。
实施例4
本发明还揭示了一种阻水带动、静态测试方法，利用如前面所述的阻水带测试系统对阻水带的动态及静态膨胀高度进行测试，其中，所述阻水带动态测试方法包括，
步骤一，选取待测样品，制作样本；
步骤二，将所述样本置放在第二杯体21内，再将压板3置放在所述样本上，通过所述压板3对所述样本的施加指定的压力，向本体内注入液体；
步骤三，使所述本体绕其中轴线旋转指定时长，然后停止旋转；如此以来，在旋转的过程中，待测样品在离心力的作用下，其内液体沿水平方向甩出，贮存至所述第二杯体22内的冗余空间中，避免了阻水带沿水平方向的膨胀量与其沿高度方向的膨胀量堆叠，能够较为准确的反映阻水带在动态情形下沿高度方向的真实膨胀高度；
步骤四，静置指定时长，记录所述样本沿高度方向的位移量，计算多个所述样本位移量的平均值，获得所述样本动态膨胀高度测试结果。
从细节上来说，在所述步骤S1及步骤一中，所述制作样本的方法包括，从所述待测样品上切取圆形样本，所述样本的直径与所述第一杯体21的尺寸相匹配，在所述样本上设置第二通孔，所述第二通孔和所述样本同心设置，需要注意的是，所述第二通孔的能够容纳所述固定杆1，所述样本通过所述第二通孔套设在所述固定杆1。另外，对于尺寸比所述第一杯体21直径小的待测样品，可以将其剪成若干段后再进行拼接，使其拼接成为直径与所述第一杯体21尺寸相适配的圆形样本，并在所述圆形样本的中部设置所述第二通孔。
具体地，在所述步骤S2及步骤二中，所述压板3对所述样本施加的压强为50-150pa，所述注入液体的时长为5-15s，所述注入液体的体积为80-120ml，所述液体包括但不限于纯净水或去离子水。
需要说明的是，在所述步骤S2及步骤二中，需要将所述样本平铺于所述第二杯体22的底部，并使所述样品较薄的一侧向上，在每次阻水带膨胀高度测试过程中，仅需铺设一个所述样本。
通过对阻水带静态及动态膨胀高度分别进行测试，能够更为准确的判断阻水带的阻水性能。在动态情况下，对于阻水带的阻水性能要求更高，因此，通过阻水带的动态膨胀高度测试能够筛选出阻水性能更高、质量更好的阻水带，从而也能够保证整缆产品质量。企业也可以根据不同的生产要求，采用不同的测试方式对阻水带进行测试，从而便于对阻水带质量进行分级管控。
以下列举本发明的其中一组具体实施例：
测试装置：
所述第一杯体21的内径为80.5mm，所述第二杯体22的外径为120mm，所述固定杆1位于所述第一杯体21及第二杯体22的中轴线上，所述固定杆1的直径为15mm,所述压板3的外径为80mm，其上均匀分布有60个2.0mm直径的第二通孔32，根据行业标准，所述压板3对所述样本施加的压强为100pa，由此确定所述压板3的厚度为Hmm。所述第一通孔31的直径为15.5mm，从而所述压板3能够沿所述固定杆1在所述第一杯体21及第二杯体22内上下活动。所述第二杯体22的高度为hmm，需要注意，确保h小于H，从而所述压板3能始终沿所述固定杆1运动，不会产生水平方向的移位。
测试方法：
首先，选取同一型号的待测阻水带样品，从五个待测样品上各切取一个直径为80mm的圆形样本，对于宽度为80mm以下的阻水带盘带，将其剪成若干段，再拼接成为直径80mm的样本。用模板在其中心扣除一个直径为15.5mm的圆，形成一个外径为80mm，内径为15.5mm的圆环形样本。
静态阻水膨胀高度测试：
将样本平铺于第二杯体22内，使样本较薄的一层朝上，轻轻放下压板3与样本接触，确保压板3能自由移动，并保持压板3对样本的压强为100Pa。慢慢向第一杯体21及第二杯体22内注入100ml去离子水，同时开始计时，注水时间为10s。
当样本浸水达5min时，记录压板的位移读数，即为该样本的膨胀高度。计算5个样本的算术平均值，即为阻水带静态膨胀高度的测试结果。
动态阻水膨胀高度测试：
将样本平铺于第二杯体22内，使样本较薄的一层朝上，轻轻放下压板3与样本接触，确保压板3能自由移动，并保持压板3对样本的压强为100Pa。将整个测试装置固定安装于离心装置内，慢慢向第一杯体21及第二杯体22内注入100ml去离子水，同时开始计时，注水时间为10s。
注水结束后，启动离心装置，根据需要调节离心装置的转速，使整个测试装置以其中轴线为中心进行转动。
旋转1min后停止，静置4min，然后记录压板3的位移读数，即为该样本的动态膨胀高度，计算5个样本的算术平均值，即为阻水带动态膨胀高度的测试结果。
综上所述，本发明所要保护的一种阻水带测试装置，通过设置杯体单元和压板，所述杯体单元包括本体及安装在本体内的固定杆，所述本体包括第一杯体和第二杯体，其中所述第二杯体的直径大于第一杯体的直径，测试时，将形状与所述第一杯体所匹配的待测阻水带置放在第二杯体内，再将所述压板放置在所述待测阻水带上，通过所述注液孔进行注水，如此以来，置放在所述第二杯体中的阻水带在吸收了水分后，由于所述第二杯体的直径大于第一杯体的直径，从而所述第二杯体能够为阻水带沿水平方向的膨胀提供冗余空间，同时为阻水带沿水平方向的形变也提供了充足的空间，从而在阻水带水平方向不受限制的情况下，能够真实反映出阻水带沿高度方向的膨胀量，避免了阻水带沿水平方向的膨胀量与其沿高度方向的膨胀量堆叠，测量并记录待测阻水带上方的压板的位移量，从而能够准确获得阻水带膨胀高度的测试数据，本发明的阻水带测试装置能够为阻水带水平方向膨胀提供空间，可以反映出阻水带中的水凝胶遇水沿水平方向膨胀和高度方向膨胀的真实情况，获得较为准确的测试结果，从而精确判断阻水带的阻水性能。
通过本发明的测试方法，能够获得阻水带静态和动态的膨胀高度测试结果，从而能够更为精准的判断阻水带的阻水性能。在动态情况下，对于阻水带的阻水性能要求更高，因此，通过阻水带的动态膨胀高度测试能够筛选出阻水性能更高、质量更好的阻水带，从而也能够保证整缆产品质量。企业也可以根据不同的生产要求，采用不同的测试方式对阻水带进行测试，从而便于对阻水带质量进行分级管控。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种阻水带测试系统，用于测试阻水带的膨胀高度，其特征在于： 包括阻水带测试装置，所述阻水带测试装置包括：
杯体单元，其包括本体以及设置在所述本体内的固定杆，所述固定杆沿所述本体的轴向设置，所述本体包括相互连接的第一杯体和第二杯体，所述第二杯体的直径大于所述第一杯体的直径，测试时，待测阻水带置放在所述第二杯体内；
压板，其上设有第一通孔，所述压板通过所述第一通孔设置在所述固定杆上，所述压板上还设有多个注液孔；
所述第二杯体的高度小于所述压板的厚度；
所述压板的直径不大于所述第一杯体的内径；
还包括转动装置，所述转动装置包括离心装置，所述测试装置安装在所述离心装置上；
所述测试装置的固定杆的长度方向和所述离心装置的转动轴重合。
2.一种阻水带静态测试方法，其特征在于：利用如权利要求1所述的阻水带测试系统对阻水带的静态膨胀高度进行测试，所述测试方法包括，
步骤S1，选取待测样品，制作样本；
步骤S2，将所述样本置放在第二杯体内，再将压板置放在所述样本上，通过所述压板对所述样本的施加指定的压力，向本体内注入液体；
步骤S3，静置指定时长，记录所述样本沿高度方向的位移量，计算多个所述样本位移量的平均值，获得所述样本静态膨胀高度测试结果。
3.一种阻水带动、静态测试方法，其特征在于，利用如权利要求1所述的阻水带测试系统对阻水带的动态及静态膨胀高度进行测试，其中，所述阻水带动态测试方法包括，
步骤一，选取待测样品，制作样本；
步骤二，将所述样本置放在第二杯体内，再将压板置放在所述样本上，通过所述压板对所述样本的施加指定的压力，向本体内注入液体；
步骤三，使所述本体绕其中轴线旋转指定时长，然后停止旋转；
步骤四，静置指定时长，记录所述样本沿高度方向的位移量，计算多个所述样本位移量的平均值，获得所述样本动态膨胀高度测试结果；
在所述步骤一中，所述制作样本的方法包括，从所述待测样品上切取圆形样本，在所述样本上设置第二通孔，所述第二通孔和所述样本同心设置；
在所步骤二中，所述压板对所述样本施加的压强为50-150pa，所述注入液体的时长为5-15s，注入液体的体积为80-120ml；
在所述步骤二中，将所述样本平铺于所述第二杯体的底部，使所述样品较薄的一侧向上。
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