CN207051135U - 一种片状材料透水性的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种片状材料透水性的测量装置，涉及透水性测量技术领域，可测量不同厚度片状材料的透水性、且结构简单，成本低。本实用新型一种片状材料透水性的测量装置，包括测试液容器和位于所述测试液容器下方的第一支撑管，所述测试液容器的底部设有开口，所述测试液容器的侧壁位于所述第一支撑管的管壁上方，所述测试液容器的下表面和所述第一支撑管的上表面用于夹持片状材料，所述第一支撑管内设有吸湿材料；所述测试液容器的下表面和所述第一支撑管的上表面均涂布有胶粘层，所述胶粘层用于固定所述片状材料。本实用新型一种片状材料透水性的测量装置用于测量片状材料的透水量。
Description
技术领域
本实用新型涉及透水性测量技术领域，尤其涉及一种片状材料透水性的测量装置。
背景技术
透水性是一种衡量材料性能的重要参数之一。目前，市场上有很多测量薄膜材料透水性的仪器，该仪器通常测量设定厚度范围内材料的透水性，若材料厚度超出该范围(厚度过大或过小)，则无法测量其透水性，且透水性测量仪器的价格较昂贵。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种片状材料透水性的测量装置，可测量不同厚度片状材料的透水性、且结构简单，成本低。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种片状材料透水性的测量装置，包括测试液容器和位于所述测试液容器下方的第一支撑管，所述测试液容器的底部设有开口，所述测试液容器的侧壁位于所述第一支撑管的管壁上方，所述测试液容器的下表面和所述第一支撑管的上表面用于夹持片状材料，所述第一支撑管内设有吸湿材料；所述测试液容器的下表面和所述第一支撑管的上表面均涂布有胶粘层，所述胶粘层用于固定所述片状材料。
本实用新型实施例提供的片状材料透水性的测量装置，包括底部设有开口的测试液容器和位于测试液容器下方的第一支撑管，测试液容器的下表面和第一支撑管的上表面均涂布有胶粘层，在第一支撑管内设有吸湿材料，将片状材料放置于第一支撑管与测试液容器之间，通过胶粘层将片状材料固定，并在测试液容器内注入测试液，即可组装完成测量装置；因片状材料的两侧存在水势差，测试液通过片状材料进入第一支撑管一侧后，被吸湿材料吸收，可测量获得从片状材料透出的测试液量变化，从而分析得出片状材料的透水性。该测量装置可测量不同厚度片状材料的透水量，且结构简单，制作成本较低。
进一步地，所述测试液容器包括空心管、以及设置于所述空心管顶部的盖板，当所述空心管内注入测试液后，所述盖板盖合于所述空心管上。
进一步地，所述测试液容器为顶端设有堵头的空心管，所述堵头上开设有进水口，所述进水口处设有密封盖。
进一步地，还包括第一平板电极和第二平板电极，所述第一平板电极与电源电连接，所述第二平板电极接地，所述第一平板电极和所述第二平板电极中的一个压合于所述测试液容器的上表面，另一个与所述第一支撑管的下表面贴合。
进一步地，所述第一平板电极和所述第二平板电极之间设置有第二支撑管，所述测试液容器和所述第一支撑管均位于所述第二支撑管内。
进一步地，所述第二支撑管内设置有吸湿材料。
进一步地，所述第一支撑管的上边沿处涂布有密封材料。
进一步地，所述测试液容器的外表面设有密封层。
进一步地，所述密封层的厚度为5mm。
进一步地，所述测试液容器内的测试液为去离子水或酸碱盐溶液。
进一步地，所述吸湿材料为无水氯化钙和硅胶的混合物。
进一步地，所述第一支撑管和所述第二支撑管均为石英管。
本实用新型实施例还公开了一种用于上述技术方案所述的片状材料透水性的测量装置的测量方法，包括以下步骤：在组装完成所述测量装置后经一定时间，将除去所述吸湿材料的所述测量装置放置于称量装置上，测得初始时刻的质量为m0；每隔设定时间后，再将除去所述吸湿材料的所述测量装置放置于所述称量装置上，得到至少一组t和mt-m0的对应关系，其中，t为测量时刻距离所述初始时刻的时间，mt为测量时刻测得的所述测量装置的质量；根据公式计算得到所述片状材料的透水量Tw，其中，S为所述测试液容器的开口的内径截面积，f(t)为由mt-m0和t所确定的函数，以表示经时间t所述测量装置的质量变化。
本实用新型实施例片状材料透水性的测量装置的测量方法，通过每隔设定时间后，测量除去吸湿材料的测量装置的质量，可获得至少一组时间t和mt-m0的对应关系，并计算处理上述数据获得函数f(t)，最后根据公式计算可得到片状材料的透水量Tw。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中片状材料透水性的测量装置的结构示意图之一；
图2为本实用新型实施例中片状材料透水性的测量装置的结构示意图之二；
图3为采用本实用新型实施例片状材料透水性的测量装置测量硅橡胶、石英片的装置质量变化图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
透水量是指在规定温度、水势差和样品厚度的条件下，1m2的样品在一天内的水量，其单位为g/(m2·day)。透水量是衡量材料透水性能的重要参数，以硅橡胶材料制作的复合绝缘子护套为例，若硅橡胶的透水性较差，水容易进入护套内，使护套与环氧芯片的界面处出现微孔、偶联不佳、未偶联或硅烷偶联剂脱落等界面缺陷，导致护套老化、雷击等问题；若硅橡胶的透水性较好，水不易进入护套内，护套的性能稳定，可使电网运行较稳定。
参照图1，本实用新型实施例的片状材料透水性的测量装置100，包括测试液容器1和第一支撑管2，其中，测试液容器1的底部设有开口11，第一支撑管2位于测试液容器1的下方。该测试液容器1的侧壁位于第一支撑管2的管壁上方，测试液容器1的下表面和第一支撑管2的上表面用于夹持片状材料200，第一支撑管2内设有吸湿材料(图中未示出)。测试液容器1的下表面和所述第一支撑管2的上表面均涂布有胶粘层6，胶粘层6用于固定片状材料200。
本实用新型实施例提供的片状材料透水性的测量装置100，包括底部设有开口11的测试液容器1和位于测试液容器1下方的第一支撑管2，测试液容器1的下表面和第一支撑管2的上表面均涂布有胶粘层6，在第一支撑管2内设有吸湿材料，将片状材料放置于第一支撑管2与测试液容器1之间，通过胶粘层6将片状材料固定，并在测试液容器1内注入测试液，即可组装完成测量装置100；因片状材料的两侧存在水势差，测试液通过片状材料进入第一支撑管2一侧后，被吸湿材料吸收，可测量获得从片状材料透出的测试液量变化，从而分析得出片状材料的透水性。该测量装置100可测量不同厚度片状材料的透水量，且结构简单，制作成本较低。
可选地，上述的测试液容器1可采用多种结构设计方案，如测试液容器1包括空心管11，空心管11的顶部设有盖板12，当给空心管11内注入测试液后，可将盖板12盖合于空心管11上。具体地，盖板12与空心管11可通过螺纹连接、铰链连接或胶粘连接，优选地，本实用新型实施例采用胶粘方式将盖板12与空心管11连接，其密封性好，避免外部环境影响片状材料透水性的测量结果。
可选地，测试液容器1为顶端设有堵头的空心管11，在堵头上开设进水口，通过进水口可将测试液注入空心管11内，进水口处设有密封盖，通过密封盖将进水口密封，测试液注入较简单，且操作方便。
对于某些应用于电场中的材料(如硅橡胶，可用于制作复合绝缘子中的伞裙或护套)，需要测量材料在电场下的透水性能。因此，本实用新型实施例的测量装置100还包括第一平板电极3和第二平板电极4，第一平板电极3与电源电连接，第二平板电极4接地，第一平板电极3压合于测试液容器1的上表面，第二平板电极4与第一支撑管2的下表面贴合，如图2所示；或第二平板电极4压合于测试液容器1的上表面，第一平板电极3与第一支撑管2的下表面贴合。可选地，上述的电源可为直流电源，也可为交流电源；第一平板电极3和第二平板电极4可采用黄铜或铝制作。
进一步地，第一平板电极3和第二平板电极4之间设置有第二支撑管5，将测试液容器1和第一支撑管2均设置于第二支撑管5内，第二支撑管5用于支撑第一平板电极3和第二平板电极4，使支撑强度更可靠。
基于上述实施例，在第二支撑管5内设置吸湿材料，使第二支撑管5内的环境更接近干燥环境，测试装置内的湿度保持稳定，不受第二支撑管5外环境的影响。
上述的胶粘层6可采用RTV(Room Temperature Vulcanized，室温硫化硅橡胶)，RTV具有良好的粘接性能，固化物电气绝缘性能优良，具有防潮防震功能。
进一步地，第一支撑管2的上边沿处涂布有密封材料7，提高第一支撑管2与片状材料200之间的密封性。本实用新型实施例将该密封材料7涂布于第一支撑管2内壁的上边沿处，该密封材料7可为硅脂，硅脂具有良好的防水密封性、防水、抗溶剂性和抗爬电性能，不腐蚀金属，与橡胶具有较好的适应性，适合应用于硅橡胶材料透水性的测量。
为了进一步提高测试液容器1的密封性，在测试液容器1的外表面设有密封层8。当将片状材料200设置于测试液容器1与第一支撑管2之间时，还可将上述密封层8继续朝下延伸至位于测试液容器1开口外的片状材料200的表面、以及第一支撑管2的外表面，测量装置100的密封性更好。
上述密封层8较薄，密封性能不佳；密封层8太厚，浪费材料，因此，本实用新型实施例中测试液容器1外表面的密封层8的厚度为5mm。可选地，上述的密封层8为石蜡和蜂蜡的混合物。
可选地，上述测试液容器1内的测试液可为纯水、去离子水或酸碱盐溶液，选择不同的测试液可获得不同测试液下片状材料的透水性。还可改变测试液的浓度，获得不同浓度测试液下片状材料的透水性。
上述的吸湿材料可为分子筛、无水氯化钙或硅胶等，优选地，本实用新型实施例的吸湿材料采用无水氯化钙和硅胶的混合物，无水氯化钙具有较强吸湿性，硅胶具有无毒、无味、无腐蚀、无污染的优点。
上述第一支撑管2、第二支撑管5可采用环氧树脂、有机玻璃、石英、聚四氟乙烯或陶瓷等材料制作，优选地，本实用新型实施例中第一支撑管2和第二支撑管5均采用石英管，石英管具有电绝缘性能好、热稳定性好的优点，适合测量高压电场中材料的透水性。此外，在进行电场中材料的透水性测量时，测试液容器1也应采用绝缘材料制作，如石英材料。
本实用新型实施例还公开了一种用于上述技术方案所述的片状材料透水性的测量装置的测量方法，包括以下步骤：在组装完成测量装置100后经一定时间，将除去吸湿材料的测量装置放置于称量装置上，测得初始时刻的质量为m0；每隔设定时间后，再将除去吸湿材料的测量装置放置于称量装置上，得到至少一组t和mt-m0的对应关系，其中，t为测量时刻距离初始时刻的时间，mt为测量时刻测得的测量装置的质量；根据公式计算得到片状材料的透水量Tw。其中，S为测试液容器的开口的内径截面积，f(t)为由mt-m0和t所确定的函数，以表示经时间t测量装置的质量变化。
上述多次测量的间隔设定时间可相等，也可不等，如测量开始时，每隔1天测一次，测量几次后，每隔2天测一次。
例如，测试硅橡胶的透水量，选择测试液容器1的内径为60mm，外径为70mm，硅橡胶测试样品为圆台形，其直径为80mm，第一支撑管2内的温度为35℃，湿度为6％，通过上述测量方法，获得多组t和mt-m0的对应关系，将其绘制在笛卡尔坐标系中，并设置对照组，测试样品为石英片，其他参数相同，通过上述测量方法进行测量，并将对照组的测试结果(图3中空心圆圈)绘制在硅橡胶测试结果(图3中实心圆圈)的笛卡尔坐标系中，如图3所示。
若测量次数为一次，则根据初始值和测量值确定mt-m0和t的函数f(t)，f(t)为直线，故为常数。若测量次数为多次，如图3中硅胶样品的测试结果近似于直线，可采用线性拟合方式进行处理，当然，对于其他材料，也可采用非线性拟合方式进行数据处理。具体地，图3的测量结果可通过最小二乘法线性拟合确定f(t)。f(t)为线性函数，故为常数，再根据公式计算得到硅橡胶的透水量Tw也为常数。对于拟合结果f(t)为非线性函数，则为函数,计算获得的透水量Tw也为函数。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种片状材料透水性的测量装置，其特征在于，包括测试液容器和位于所述测试液容器下方的第一支撑管，所述测试液容器的底部设有开口，所述测试液容器的侧壁位于所述第一支撑管的管壁上方，所述测试液容器的下表面和所述第一支撑管的上表面用于夹持片状材料，所述第一支撑管内设有吸湿材料；所述测试液容器的下表面和所述第一支撑管的上表面均涂布有胶粘层，所述胶粘层用于固定所述片状材料。
2.根据权利要求1所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，所述测试液容器包括空心管、以及设置于所述空心管顶部的盖板，当所述空心管内注入测试液后，所述盖板盖合于所述空心管上。
3.根据权利要求1所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，所述测试液容器为顶端设有堵头的空心管，所述堵头上开设有进水口，所述进水口处设有密封盖。
4.根据权利要求1所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，还包括第一平板电极和第二平板电极，所述第一平板电极与电源电连接，所述第二平板电极接地，所述第一平板电极和所述第二平板电极中的一个压合于所述测试液容器的上表面，另一个与所述第一支撑管的下表面贴合。
5.根据权利要求4所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，所述第一平板电极和所述第二平板电极之间设置有第二支撑管，所述测试液容器和所述第一支撑管均位于所述第二支撑管内。
6.根据权利要求5所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，所述第二支撑管内设置有吸湿材料。
7.根据权利要求1所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，所述第一支撑管的上边沿处涂布有密封材料。
8.根据权利要求1所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，所述测试液容器的外表面设有密封层。
9.根据权利要求8所述的片状材料透水性的测量装置，其特征在于，所述密封层的厚度为5mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN107560964A (zh) * | 2017-08-23 | 2018-01-09 | 成都本华清博科技有限公司 | 一种片状材料透水性的测量装置及其测量方法 |
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