CN202522503U

CN202522503U - 有机气体透过率测试装置

Info

Publication number: CN202522503U
Application number: CN 201220120212
Authority: CN
Inventors: 姜允中
Original assignee: Labthink Instruments Co Ltd
Current assignee: Labthink Instruments Co Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2022-03-27

Abstract

本实用新型公开了一种有机气体透过率测试装置；它包括定量取样装置，渗透池，检测装置，所述定量取样装置包括阀I、阀IV、多工位连通阀、定量装置及它们间的各部分连接管路，以及定量取样装置与检测装置间的连接管路；渗透池被样品分为渗透池上腔与渗透池下腔，所述渗透池下腔包括结构块、阀、通孔，渗透池下腔通过定量取样装置将渗透池和检测装置连接起来，所述结构块设有渗透气孔、采样孔、真空泵气孔和载气输入孔；渗透池通过定量取样装置和检测装置连接；结构简单，操作方便，解决了在测试薄膜气体渗透性能时由于样气压力问题导致的取样量不准、取样困难、进样精度差等问题。

Description

有机气体透过率测试装置

技术领域

本实用新型涉及阻隔性检测技术领域，尤其涉及一种检测材料的有机气体渗透性的测试装置。

背景技术

有机气体透过率测试属于阻隔性检测中的高端技术，渗透池是气体透过率测试装置的主要部件，其中更为关键的是渗透池下腔。薄膜有机气体透过率的测试原理是将膜片放置于渗透池下腔上，然后在膜片上方安装渗透池上腔，渗透池下腔与渗透池上腔组成整个渗透池。在膜片一侧（渗透池上腔）对试验气体施加一定的压力，在其另一侧（渗透池下腔）使用真空泵抽真空，然后向渗透池上腔通入一定压力的测试气体，这样试样两侧的测试气体就具有一定的压力差使得测试气体能从膜片的高压侧渗入低压侧。通过设置在渗透池下腔的计量管收集渗透过膜片的气体，然后再通过载流气体将收集到的气体送入检测器进行分析，这样就可以由分析数据计算薄膜的有机气体透过率。

渗透池下腔是影响到测试数据是否准确的关键，主要影响因素有管路连接以及管路自身的密封性、管路的体积、以及管路布局是否合理。现有技术的渗透池下腔管路容易出现密封性不好、导致出现泄漏，由于泄漏而进入下腔管路中的气体会影响检测数据，成为影响试验的最大干扰因素；管路的体积是需要参与计算的一个因素，由于管路布局不合理，给最终用于计算的管路体积带来变化。而且在这种测试方法中，计算测试数据是在默认采样量一致的前提下进行的，因此用计量管收集的测试气体量精确度能直接影响测试数据的准确性、重复性和再现性，尤其是通常在进行采样时测试下腔仍处于较高的真空状态。对于目前的气体渗透分析装置测试结构，这几个问题相当突出。

发明内容

本实用新型的目的就是为解决现有技术存在的管路连接以及管路自身的密封性差、容易泄漏，管路布局不合理造成管路的体积变化而影响测试数据的准确性、重复性和再现性的问题；提供一种有机气体透过率测试装置；该装置管路集成结构块体积小、结构紧凑，具有结构简单，原理清晰，应用方便，定量准确的优点，解决了在测试薄膜气体渗透性能时取样量不准、取样困难、进样精度差等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种有机气体透过率测试装置，包括定量取样装置，渗透池，检测装置，所述定量取样装置包括阀I、阀IV、多工位连通阀、定量装置及它们间的各部分连接管路，以及定量取样装置与检测装置间的连接管路；渗透池被样品分为渗透池上腔与渗透池下腔，所述渗透池下腔包括结构块、阀、通孔，渗透池下腔通过定量取样装置将渗透池和检测装置连接起来，所述结构块设有渗透气孔、采样孔、真空泵气孔和载气输入孔；渗透池通过定量取样装置和检测装置连接。

所述渗透气孔通过通孔IV与阀I连接，所述采样孔通过通孔III与通孔I连接，通孔I分别与阀I和阀II连接，所述真空泵气孔通过通孔V与阀II连接，所述载气输入孔通过通孔VI与阀III连接，所述阀III与通孔II连接，通孔II与通孔I连接，通孔I分别与阀I和阀II连接。

所述渗透气孔、采样孔、真空泵气孔、载气输入孔设在结构块的同一侧面上，或分别设在不同的侧面上，或任意两者在同一侧面而其余分别在不同的侧面上，或任意三者在同一侧面而其余在不同的侧面上。

所述的结构块为金属块、塑料块或陶瓷块。

所述多工位连通阀管口数量至少为六个。

所述定量装置外部设有定量装置温控装置。

所述多工位连通阀外部设有多工位连通阀温控装置。

所述定量装置与多工位连通阀间的连接管路、多工位连通阀与阀IV间的连接管路以及多工位连通阀与检测装置间的连接管路中至少有一处连接管路上设有管路温控装置。

所述定量装置温控装置，多工位连通阀温控装置以及各管路温控装置包括液体温控装置，或空气温控装置，或金属加热管，或金属加热丝以及保温装置。

本实用新型的工作原理：本实用新型包括定量取样装置、渗透池、检测装置三部分，其中渗透池被样品分为渗透池上腔与渗透池下腔两部分，渗透池下腔包括结构块、阀、通孔三部分，通过定量取样装置将渗透池和检测装置连接起来。结构块设有渗透气孔、采样孔、真空泵气孔和载气输入孔。其中渗透气孔通过通孔IV与阀I连接；真空泵气孔通过通孔V与阀II连接；载气输入孔通过通孔VI与阀III连接；阀III与通孔II连接，通孔II与通孔I连接；采样孔通过通孔III与通孔I连接，通孔I分别与阀II和阀I连接。定量取样装置包括阀I、阀IV、多工位连通阀、定量装置及它们间的各部分连接管路、以及定量取样装置与检测装置间的连接管路。其中阀I安装在渗透池下腔结构块上，并通过管路I与多工位连通阀连接；多工位连通阀通过管路II、管路V与定量装置连接，还通过管路III与2#载气气源连接，通过管路IV与检测装置连接，并通过管路VI与阀IV连接。渗透池上腔通过管路VIII与压力传感器相连；通过管路IX与真空泵相连，管路IX上设有阀VII；通过管路VII与测试气体气源相连，管路VII上设有阀V；通过管路X排空，管路X上设有阀VI。其中多工位连通阀至少具有两种工作状态，通过调整多工位连通阀的工作状态可以改变多工位连通阀的内部连通管道，实现气路的更改。

试验前，先对渗透池下腔和定量取样装置进行吹扫，阀I、阀II、阀V、阀VI、阀VII关，阀III、阀IV开，多工位连通阀处于1#工作状态，1#载气气源的载气依次通过管路XII、载气输入孔、通孔VI、阀III、通孔II、通孔I、通孔III、采样孔、管路I、多工位连通阀管口I、多工位连通阀管口II、管路II、定量装置、管路V、多工位连通阀管口V、多工位连通阀管口VI、管路VI、阀IV，完成吹扫。然后对渗透池和定量取样装置抽真空，对渗透池下腔抽真空时，阀I、阀II开，阀III、阀IV关，多工位连通阀处于1#工作状态，真空泵依次通过管路XI、真空泵气孔、通孔V、阀II、通孔I、阀I、通孔IV、渗透气孔完成对于渗透池下腔、相连接通孔（包括通孔IV、通孔I、通孔II、通孔III、通孔V）、阀（包括阀I、阀II）的抽真空，并通过管路XI、真空泵气孔、通孔V、阀II、通孔III、采样孔、管路I、多工位连通阀管口I、多工位连通阀管口II、管路II、定量装置、管路V、多工位连通阀管口V、多工位连通阀管口VI、管路VI完成对定量取样装置的抽真空。对渗透池上腔抽真空时，阀V、阀VI关，阀VII开，真空泵依次通过阀VII、管路IX完成对渗透池上腔抽真空。对渗透池整体和定量取样装置抽真空时，阀I、阀II、阀VII开，阀III、阀IV、阀V、阀VI关，多工位连通阀处于1#工作状态。使其内部达到指定真空压力并持续抽真空一段时间后再开始渗透试验。抽真空结束后，阀V开，阀I、阀II、阀III、阀IV、阀VI、阀VII关，多工位连通阀处于1#工作状态，由测试气体气源向渗透池上腔提供一定压力的测试气体。渗透池上腔内压力值可通过压力传感器获得，使样品两侧形成一定的压力差，在压力差的作用下，试验气体通过样品渗透进入渗透池下腔内。进行测试时，阀I开，阀II、阀III、阀IV、阀V、阀VI、阀VII关，多工位连通阀处于1#工作状态，渗透气体通过渗透气孔、通孔IV、阀I、通孔I、通孔III、采样孔、管路I、多工位连通阀管口I、多工位连通阀管口II、管路II、定量装置、管路V、多工位连通阀管口V、多工位连通阀管口VI、管路VI，至阀IV截止。渗透过程结束后进行压力平衡，阀I、阀II、阀IV、阀V、阀VI、阀VII关，阀III开，多工位连通阀处于1#工作状态，1#载气气源的载气依次通过管路XII、载气输入孔、通孔VI、阀III、通孔II、通孔I、通孔III、采样孔、管路I、多工位连通阀管口I、多工位连通阀管口II、管路II、定量装置、管路V、多工位连通阀管口V、多工位连通阀管口VI、管路VI，完成压力平衡。当对样气进行自动定量进样时，阀I、阀II、阀III、阀IV、阀V、阀VI、阀VII关，多工位连通阀处于2#工作状态，2#载气气源的载气依次通过管路III、多工位连通阀管口III、多工位连通阀管口II、管路II、定量装置、管路V、多工位连通阀管口V、多工位连通阀管口IV、管路IV，将定量装置及相连管路内的样气携带至检测装置中进行测试。当测试结束后，阀I、阀IV、阀VI开，阀II、阀III、阀V、阀VII关，多工位连通阀处于1#工作状态，使渗透池及相应低压管路与外界相通。

本实用新型还可对定量取样装置中的部分结构进行控温，以实现对有一定附着性气体的良好测试。分别对多工位连通阀、定量装置、连接多工位连通阀与定量装置的管路II和管路V、连接多工位连通阀与检测装置的管路IV、连接多工位连通阀与阀IV的管路VI进行控温。所述的多工位连通阀、定量装置中至少一处带有独立的温控装置，管路II、管路IV、管路V、管路VI中至少一处设有管路温控装置。其中多工位连通阀由多工位连通阀温控装置进行温度控制，定量装置由定量装置温控装置进行温度控制。各部管路分别采用各自的管路温控装置进行温度控制，连接多工位连通阀与定量装置的管路II、管路V的外部分别设有管路温控装置I、管路温控装置II，连接多工位连通阀与检测装置的管路IV的外部设有管路温控装置III，连接多工位连通阀与阀IV的管路VI的外部设有管路温控装置IV。多工位连通阀温控装置、定量装置温控装置、管路温控装置I、管路温控装置II、管路温控装置III、管路温控装置IV可以是同一套温控装置，也可以是各自独立的温控装置。通过合理设置这些温度点的温度（具体设置温度可根据测试气体的不同而更改），能够更好地解决附着性气体在管路中流动时的吸附与冷凝问题。

本实用新型的优点为：

1.管路集成度极高，能显著缩小设备体积。

2.实现样气的准确自动采集及进样，提高测试便利性。

3.精确采样步骤，降低人工操作误差，提高测试精度。

4.管路密封性以及尺寸稳定性增强，可有效降低由于管路泄漏和安装等因素带来的干扰。

5.对各测试关键部件间的连接管路进行控温，可以有效解决由于管路温度不可控产生温差后所带来的吸附和冷凝。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型中结构块的一种实施例结构示意图；

图3是本实用新型中结构块在拆掉阀后的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5为本实用新型中多工位连通阀的1#工作状态结构示意图；

图6为本实用新型中多工位连通阀的2#工作状态结构示意图；

图7是本实用新型的另一种实施例结构示意图；

图8-图11为本实用新型中管路控温的结构示意图；

其中，1.测试气体气源，2.阀V，3.管路VII，4.管路VIII，5.压力传感器,6.管路IX，7.管路X，8.阀VI，9.阀VII，10.真空泵，11.渗透池上腔，12.1#载气气源，13.通孔VI，14.阀III，15.通孔II，16.结构块，17.通孔III，18.管路II，19.定量装置，20.管路V，21.管路VI，22.阀IV，23.通孔IV，24.阀I，25.通孔I，27.阀II，28.通孔V，29.管路III，30.管路IV，31.检测装置，32.多工位连通阀，33.管路I，34.2#载气气源，41.多工位连通阀管口I，42.多工位连通阀管口II，43.多工位连通阀管口III，44.多工位连通阀管口IV，45.多工位连通阀管口V，46.多工位连通阀管口VI，50.样品，51.渗透气孔，52.采样孔，53.真空泵气孔，54.载气输入孔，55.管路XI，56.管路XII，61.管路温控装置I，62.管路温控装置II，63.管路温控装置IV，64.管路温控装置III，65.定量装置温控装置，66.多工位连通阀温控装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1：

一种有机气体透过率测试装置，结合图1-图6中，本实用新型包括定量取样装置、渗透池、检测装置31三部分，其中渗透池被样品50分为渗透池上腔11与渗透池下腔两部分，渗透池下腔包括结构块16、阀、通孔三部分，通过定量取样装置将渗透池和检测装置31连接起来。结构块16设有渗透气孔51、采样孔52、真空泵气孔53和载气输入孔54。其中渗透气孔51通过通孔IV23与阀I24连接；真空泵气孔53通过通孔V28与阀II27连接；载气输入孔54通过通孔VI13与阀III14连接；阀III14与通孔II15连接，通孔II15与通孔I25连接；采样孔52通过通孔III17与通孔I25连接；通孔I25分别与阀II27和阀I24连接。定量取样装置包括阀I24、阀IV22、多工位连通阀32、定量装置19及它们间的各部分连接管路、以及定量取样装置与检测装置31间的连接管路。其中阀I24安装在渗透池下腔结构块16上，并通过管路I33与多工位连通阀32连接；多工位连通阀32通过管路II18、管路V20与定量装置19连接，还通过管路III29与2#载气气源34连接，通过管路IV30与检测装置31连接，并通过管路VI21与阀IV22连接。渗透池上腔11通过管路VIII4与压力传感器5相连；通过管路IX6与真空泵10相连，管路IX6上设有阀VII9；通过管路VII3与测试气体气源1相连，管路VII3上设有阀V2；通过管路X7排空，管路X7上设有阀VI8。其中多工位连通阀32至少具有两种工作状态，通过调整多工位连通阀32的工作状态可以改变多工位连通阀32的内部连通管道，实现气路的更改。

试验前，先对渗透池下腔和定量取样装置进行吹扫，阀I24、阀II27、阀V2、阀VI8、阀VII9关，阀III14、阀IV22开，多工位连通阀32处于1#工作状态，1#载气气源12的载气依次通过管路XII56、载气输入孔54、通孔VI13、阀III14、通孔II15、通孔I25、通孔III17、采样孔52、管路I33、多工位连通阀管口I41、多工位连通阀管口II42、管路II18、定量装置19、管路V20、多工位连通阀管口V45、多工位连通阀管口VI46、管路VI21、阀IV22，完成吹扫。然后对渗透池和定量取样装置抽真空，对渗透池下腔抽真空时，阀I24、阀II27开，阀III14、阀IV22关，多工位连通阀32处于1#工作状态，真空泵10依次通过管路XI55、真空泵气孔53、通孔V28、阀II27、通孔I25、阀I24、通孔IV23、渗透气孔51完成对于渗透池下腔、相连接通孔（包括通孔IV23、通孔I25、通孔II15、通孔III17、通孔V28）、阀（包括阀I24、阀II27）的抽真空，并通过管路XI55、真空泵气孔53、通孔V28、阀II27、通孔III17、采样孔52、管路I33、多工位连通阀管口I41、多工位连通阀管口II42、管路II18、定量装置19、管路V20、多工位连通阀管口V45、多工位连通阀管口VI46、管路VI21完成对定量取样装置的抽真空。对渗透池上腔11抽真空时，阀V2、阀VI8关，阀VII9开，真空泵10依次通过阀VII9、管路IX6完成对渗透池上腔11抽真空。对渗透池整体和定量取样装置抽真空时，阀I24、阀II27、阀VII9开，阀III14、阀IV22、阀V2、阀VI8关，多工位连通阀32处于1#工作状态。使其内部达到指定真空压力并持续抽真空一段时间后再开始渗透试验。抽真空结束后，阀V2开，阀I24、阀II27、阀III14、阀IV22、阀VI8、阀VII9关，多工位连通阀32处于1#工作状态，由测试气体气源1向渗透池上腔11提供一定压力的测试气体。渗透池上腔11内压力值可通过压力传感器5获得，使样品两侧形成一定的压力差，在压力差的作用下，试验气体通过样品50渗透进入渗透池下腔内。进行测试时，阀I24开，阀II27、阀III14、阀IV22、阀V2、阀VI8、阀VII9关，多工位连通阀32处于1#工作状态，渗透气体通过渗透气孔51、通孔IV23、阀I24、通孔I25、通孔III17、采样孔52、管路I33、多工位连通阀管口I41、多工位连通阀管口II42、管路II18、定量装置19、管路V20、多工位连通阀管口V45、多工位连通阀管口VI46、管路VI21，至阀IV22截止。渗透过程结束后进行压力平衡，阀I24、阀II27、阀IV22、阀V2、阀VI8、阀VII9关，阀III14开，多工位连通阀32处于1#工作状态，1#载气气源12的载气依次通过管路XII56、载气输入孔54、通孔VI13、阀III14、通孔II15、通孔I25、通孔III17、采样孔52、管路I33、多工位连通阀管口I41、多工位连通阀管口II42、管路II18、定量装置19、管路V20、多工位连通阀管口V45、多工位连通阀管口VI46、管路VI21，完成压力平衡。当对样气进行自动定量进样时，阀I24、阀II27、阀III14、阀IV22、阀V2、阀VI8、阀VII9关，多工位连通阀32处于2#工作状态，2#载气气源34的载气依次通过管路III4、多工位连通阀管口III43、多工位连通阀管口II42、管路II18、定量装置19、管路V20、多工位连通阀管口V45、多工位连通阀管口IV44、管路IV30，将定量装置19及相连管路内的样气携带至检测装置31中进行测试。当测试结束后，阀I24、阀IV22、阀VI8开，阀II27、阀III14、阀V2、阀VII9关，多工位连通阀32处于1#工作状态，使渗透池及相应低压管路与外界相通。渗透气孔51、采样孔52、真空泵气孔53、载气输入孔54在结构块16的同一侧面上；或分别分布在不同的侧面上；或任意两者在同一侧面，其余分别在不同的侧面上；或任意三者在同一侧面，其余在不同的侧面上。所述的结构块16为金属块、塑料块或陶瓷块。多工位连通阀32管口数量至少为六个。

实施例2：

一种有机气体透过率测试装置，结合图2-4，图7-11中，本实施例中通过对定量取样装置中的部分结构进行控温，以实现对有一定附着性气体的良好测试。分别对多工位连通阀32、定量装置19、连接多工位连通阀32与定量装置19的管路II18和管路V20、连接多工位连通阀32与检测装置31的管路IV30、连接多工位连通阀32与阀IV22的管路VI21进行控温。所述的多工位连通阀32、定量装置19中至少一处带有独立的温控装置，管路II18、管路IV30、管路V20、管路VI21中至少一处设有管路温控装置。其中多工位连通阀32由多工位连通阀温控装置66进行温度控制，定量装置19由定量装置温控装置65进行温度控制。各部管路分别采用各自的管路温控装置进行温度控制，连接多工位连通阀32与定量装置19的管路II18、管路V20的外部分别设有管路温控装置I61、管路温控装置II62，连接多工位连通阀32与检测装置31的管路IV30的外部设有管路温控装置III64，连接多工位连通阀32与阀IV22的管路VI21的外部设有管路温控装置IV63。多工位连通阀温控装置66、定量装置温控装置65、管路温控装置I61、管路温控装置II62、管路温控装置III64、管路温控装置IV63可以是同一套温控装置，也可以是各自独立的温控装置，其它内容参照实施例1，在此不再赘述。通过合理设置这些温度点的温度（具体设置温度可根据测试气体的不同而更改），能够更好地解决附着性气体在管路中流动时的吸附与冷凝问题。

实施例3：

一种有机气体透过率测试装置，结合图2-4，图7-11，本实施例中，多工位连通阀温控装置66、定量装置温控装置65、以及各个管路温控装置可以采用液体温控装置、空气温控装置、金属加热管、金属加热丝以及采用保温材料和保温装置等多种方式来实现，其它内容参照实施例2，在此不再赘述。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims

1.一种有机气体透过率测试装置，包括定量取样装置，渗透池，检测装置，其特征是，所述定量取样装置包括阀I、阀IV、多工位连通阀、定量装置及它们间的各部分连接管路，以及定量取样装置与检测装置间的连接管路；渗透池被样品分为渗透池上腔与渗透池下腔，所述渗透池下腔包括结构块、阀、通孔，渗透池下腔通过定量取样装置将渗透池和检测装置连接起来，所述结构块设有渗透气孔、采样孔、真空泵气孔和载气输入孔；渗透池通过定量取样装置和检测装置连接。

2.如权利要求1所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述渗透气孔通过通孔IV与阀I连接，所述采样孔通过通孔III与通孔I连接，通孔I分别与阀I和阀II连接，所述真空泵气孔通过通孔V与阀II连接，所述载气输入孔通过通孔VI与阀III连接，所述阀III与通孔II连接，通孔II与通孔I连接，通孔I分别与阀I和阀II连接。

3.如权利要求1或者2所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述渗透气孔、采样孔、真空泵气孔、载气输入孔设在结构块的同一侧面上，或分别设在不同的侧面上，或任意两者在同一侧面而其余分别在不同的侧面上，或任意三者在同一侧面而其余在不同的侧面上。

4.如权利要求1或者2所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述的结构块为金属块、塑料块或陶瓷块。

5.如权利要求1所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述多工位连通阀管口数量至少为六个。

6.如权利要求1所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述定量装置外部设有定量装置温控装置。

7.如权利要求6所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述多工位连通阀外部设有多工位连通阀温控装置。

8.如权利要求7所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述定量装置与多工位连通阀间的连接管路、多工位连通阀与阀IV间的连接管路以及多工位连通阀与检测装置间的连接管路中至少有一处连接管路上设有管路温控装置。

9.如权利要求8所述的有机气体透过率测试装置，其特征是，所述定量装置温控装置，多工位连通阀温控装置以及各管路温控装置包括液体温控装置，或空气温控装置，或金属加热管，或金属加热丝以及保温装置。