CN112666037A - 一种调湿材料性能检测装置及调湿材料性能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调湿材料性能检测装置及调湿材料性能检测方法。一种调湿材料性能检测装置，包括恒温恒湿箱、位于恒温恒湿箱上部的天平、置于恒温恒湿箱内的升降台和置于升降台上的具孔密封瓶；所述天平下端连有连接绳，连接绳向下依次穿过恒温恒湿箱上壁、中空管和密封盖，其下端连有样品台。一种调湿材料性能检测方法，将装有测试溶液的具孔密封瓶置于升降台上；达到预设湿度和温度后，升降台上升带动装有样品的样品台置入具孔密封瓶内腔，在具孔密封瓶、密封盖、中空管和天平之间形成有效的封闭性测试空间；测试开始，天平纪录样品重量变化。本发明可减少鼓风对称重的不利影响，自动实时称重并记录样品重量变化，提升检测准确度。

Description

一种调湿材料性能检测装置及调湿材料性能检测方法

技术领域

本发明涉及调湿材料的调湿性能检测领域，具体涉及一种调湿材料性能检测装置及调湿材料性能检测方法。

背景技术

室内空气湿度与人体健康息息相关，研究表明，室内湿度低于40%或高于70%时，会引起体感不适以及各种并发症出现。因此，为了调节室内空气湿度，同时满足建筑节能需求，各种调湿材料被发明。评价此类材料的调湿性能通常是检测材料随时间变化吸附或脱附水汽而引起自身重量的变化。传统的检测方式是手动取样品称量，记录数据后将样品放回，由于取样过程样品脱离设定的湿度环境，造成连续测试时准确性降低，且在长时间测试时需要测试人员反复取样。因此，研究设计一套装置能在特定湿度环境中自动实时称量并记录材料重量变化，成为评价调湿材料性能的需求。

空气湿度是随温度的变化而变化的，要测试材料在特定湿度环境中对水汽的吸附或脱附能力，需要保证周围温度恒定。营造局域恒定的温度通常需要鼓风来维持温度均匀，而鼓风不利于精密称量。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种调湿材料性能检测装置及调湿材料性能检测方法，第一、可以减少恒温恒湿箱的鼓风对样品称重的影响；第二，可在特定湿度环境中自动实时称重并记录材料重量变化，可提升检测的准确度。

（二）技术方案

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：包括恒温恒湿箱，所述恒温恒湿箱内置有升降台，所述升降台上部置有具孔密封瓶；所述恒温恒湿箱外侧顶部设有可称量并自动实时纪录重量值的天平，所述天平下端连有连接绳；所述连接绳向下依次穿过所述恒温恒湿箱上壁、垂直连接于所述恒温恒湿箱上部内壁的中空管和密封盖，其下端连有可放置样品的样品台；所述密封盖位于中空管和样品台之间，下端与具孔密封瓶可拆卸连接；所述样品台在升降台上升后可置入具孔密封瓶内腔中；所述样品台置入具孔密封瓶内腔后，可在具孔密封瓶、密封盖、中空管和天平之间形成有效的封闭性测试空间。

进一步地，所述天平具有下挂称量的挂钩，所述挂钩与所述连接绳上端连接，可以实现样品的下挂式称量。

进一步地，所述中空管下端打磨平整可与密封盖顶端接触；所述连接绳为尼龙绳，其不接触所述中空管的内壁。

进一步地，所述密封盖与中空管可拆卸式连接；所述中空管为圆形中空管，所述密封盖上端设有可被中空管下端覆盖的圆形通孔，所述连接绳通过该圆形通孔与样品台连接。

进一步地，所述恒温恒湿箱的容积为50~200L，以鼓风的方式维持箱体内部温度和湿度均匀；所述恒温恒湿箱内部温度控制范围为0~60℃，温度波动为±0.5℃；湿度控制范围为20~99%，湿度波动为±5%。

进一步地，所述恒温恒湿箱顶部的箱体壁孔为圆孔，其直径为5~40mm；所述中空管的外径为5~40mm；所述密封盖顶端的通孔的直径为2~8mm；所述具孔密封瓶内部容积为0.5~2L。

进一步地，所述天平上部设有防风罩。

一种调湿材料性能检测方法，其特征在于：使用所述的一种调湿材料性能检测装置进行，包括以下步骤：

第一步、根据所需湿度值选择测试溶液并将其置入所述具孔密封瓶中；

第二步、将具孔密封瓶置于恒温恒湿箱中的升降台上；

第三步、调节恒温恒湿箱的温度和湿度值；

第四步、待温湿度值达到设定数值后，将样品置于样品台上并悬于具孔密封瓶内腔上部；升降台上升，密封盖上表面与中空管下端密封、密封盖下端与具孔密封瓶上端瓶口密封，在具孔密封瓶、密封盖、中空管和天平之间形成有效的封闭测试空间；

第五步、天平记录样品重量变化。

进一步地，所述的测试溶液为饱和盐溶液。

进一步地，在步骤五中，使用可实时记录样品重量变化的天平，对样品重量变化进行24小时实时纪录，重量数据读取间隔设为10~20min。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供一种调湿材料性能检测装置及调湿材料性能检测方法，具备以下有益效果：

1、营造局域恒定的温度通常需要鼓风来维持温度均匀，而鼓风不利于精密称量。本发明在样品台置入具孔密封瓶内腔后，可在具孔密封瓶、密封盖、中空管和天平之间形成有效的封闭性测试空间。样品、样品台和连接绳均位于封闭性测试空间中，可避免恒温恒湿箱内的鼓风对样品称重的影响。

2、天平可对样品重量进行实时纪录，在测试时，可根据需要设定数据纪录的间隔时间，自动纪录样品在特定温度和湿度条件下的重量变化情况；在这个测试时间段内，可对样品连续测试并纪录数据，无需取出样品后再纪录重量。

本发明的调湿材料性能检测装置具有测试精度高，自动记录数据优势。在避免鼓风对精密称量影响的同时，可以完成长时间、高密度数据点的采集，可以观察调湿材料在不同时间吸放湿速率的变化趋势，并且可以实现多种温度和湿度条件下的吸放湿量测试。

附图说明

图1为本发明中调湿材料性能检测装置的结构示意图。

图2为使用实施例中调湿材料性能检测装置对一种智能调湿砖检测后的吸放湿量数据图。

图中：

1-天平、2-恒温恒湿箱、3-具孔密封瓶、4-样品、5-饱和盐溶液，6-升降台，7-样品台，8-中空管、9-连接绳、10-箱体壁孔、11-密封盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：包括恒温恒湿箱2，所述恒温恒湿箱2内置有升降台6，所述升降台6上部置有具孔密封瓶3；所述恒温恒湿箱2外侧顶部设有可称量并自动实时纪录重量值的天平1，所述天平1下端连有连接绳9；所述连接绳9向下依次穿过所述恒温恒湿箱2上壁、垂直连接于所述恒温恒湿箱2上部内壁的中空管8和密封盖11，其下端连有可放置样品4的样品台7；所述密封盖11位于中空管8和样品台7之间，下端与具孔密封瓶3可拆卸连接；所述样品台7在升降台6上升后可置入具孔密封瓶3内腔中；所述样品台7置入具孔密封瓶3内腔后，可在具孔密封瓶3、密封盖11、中空管8和天平1之间形成有效的封闭性测试空间。

优选地，所述天平1具有下挂称量的挂钩，所述挂钩与所述连接绳9上端连接，可以实现样品4的下挂式称量。

优选地，所述中空管8下端打磨平整可与密封盖11顶端接触；所述连接绳9为尼龙绳，其不接触所述中空管8的内壁。

优选地，所述密封盖11与中空管8可拆卸式连接；所述中空管8为圆形中空管，所述密封盖11上端设有可被中空管8下端覆盖的圆形通孔，所述连接绳9通过该圆形通孔与样品台7连接。

优选地，所述恒温恒湿箱2的容积为50~200 L，以鼓风的方式维持箱体内部温度和湿度均匀；所述恒温恒湿箱2内部温度控制范围为0~60℃，温度波动为±0.5℃；湿度控制范围为20~99 %，湿度波动为±5%。

优选地，所述恒温恒湿箱2顶部的箱体壁孔10为圆孔，其直径为5~40mm；所述中空管8的外径为5~40mm；所述密封盖11顶端的通孔的直径为2~8mm；所述具孔密封瓶3内部容积为0.5~2L。

优选地，所述天平1上部设有防风罩。

图1为本发明中一种调湿材料性能检测装置的实施例一。恒温恒湿箱2通过鼓风的方式维持箱体内部温度和湿度均匀，内部温度控制范围为0~60℃，温度波动为±0.5℃；湿度控制范围为20~99 %，湿度波动为±5%。箱体容积优选为50~200 L，实施例一中箱体容积为120L。

在恒温恒湿箱2顶部开设的箱体壁孔10的直径优选为5~40 mm，本实施例一中圆形的箱体壁孔10的直径为25mm；所述中空管8的直径与箱体壁孔10的直径一致。本实施例一中，在具孔密封瓶3与中空管8之间设有密封盖11，所述密封盖11上设有通孔，该通孔为圆孔，其直径为6mm，小于中空管8的直径，当升降台6上升后中空管8的下端口将密封盖11上的通孔盖住，密封盖11下端将具孔密封瓶3上端瓶口盖住，在具孔密封瓶3、密封盖11、中空管8和天平1之间形成有效的封闭测试空间。密封盖11可更好地确保住具孔密封瓶3的密封性，当升降台6下降后，可将密封盖11的下部与具孔密封瓶3上端分离，从而方便对位于密封盖11下方样品台7上的样品4进行更换。

密封盖11与中空管8之间可为可拆卸式连接，也可为固定连接；本实施例一中，密封盖11与中空管8为可拆卸式连接；随着升降台6的上升，密封盖11上部与中空管8下部紧贴，中空管8下管口将位于密封盖11上的圆形通孔覆盖；随着升降台6的下沉，密封盖11与中空管8下管口分离，从而实现可拆卸式连接方式。相比较于直接将密封盖11与中空管8下管口固定连接，可活动的密封盖11可在测试中先与具孔密封瓶3上端了连接并密封，可简化操作，增强具孔密封瓶3内测试环境的密闭性。

本实施例一中，中空管8为圆形中空管，有机玻璃材质，材质较轻，其上端口垂直连接于恒温恒湿箱2的顶壁，与顶部的箱体壁孔10贯通。

本实施例中天平1，精度为0.0001g，具有下挂称量功能，并且可以自动实时记录称量数据。如图1所示，天平1位于恒温恒湿箱2外侧顶部，其下端设有挂钩，所述挂钩与连接绳9相连，连接绳9沿着箱体壁孔10向下穿过中空管8，连接绳9末端样品台7，可实现下挂称量功能。本实施例中，连接绳9为尼龙绳材质，其垂直贯穿中空管8，不与中空管8内壁和密封盖11接触，减少影响天平1的称重精度。

天平1上部设有防风罩,可减少外部风或意外碰出影响天平1的精准度，确保重量称量数据的精准度。

当升降台6上升，将带动具孔密封瓶3上升，具孔密封瓶3的瓶口与密封盖11下端密封贴合，密封盖11的上端与中空管8下端口贴合；中空管8下端口将密封盖11上端的通孔覆盖后，可在具孔密封瓶3、密封盖11、中空管8和天平1之间形成有效的封闭性测试空间；样品4在上述封闭性测试空间中进行性能检测，可避免鼓风机对称重装置的影响，提高天平1纪录数据的精确性和有效性。

升降台6可调节具孔密封瓶3的高度，使密封盖11的上端与中空管8下端口贴合或分离。样品台7用于放置被称量的样品4，即调湿材料，样品台7的材质优选为吸水率低的材料，本实施例一中为PVC板，聚四氟乙烯板。

使用本实施例一所述的一种调湿材料性能检测装置对即一种智能调湿砖进行高湿条件下24h吸放湿量测试和低湿条件下24h吸放湿量测试，图2为测试所得的吸放湿量数据图，具体包括如下步骤：

第一步、选择饱和盐溶液5作为测试溶液，各种饱和盐溶液在25℃下营造不同的局部空气湿度，硝酸钾RH 93%，氯化钾RH 85%，氯化钠RH 75%，硝酸镁RH 53%，碳酸钾RH 43%，氯化镁RH 33%。

本实施例一中，采用硝酸钾和氯化镁饱和溶液。首先，将硝酸钾饱和溶液置入具孔密封瓶3中；优选地，硝酸钾盐溶液体积占密封瓶体积的5~30%，本实施例中硝酸钾盐溶液体积占密封瓶体积的20%。将装有硝酸钾饱和溶液的具孔密封瓶3放置在升降台6上。

第二步、调节恒温恒湿箱2的温度和湿度值：设定恒温恒湿箱2的温度为25℃，湿度为RH 93%。

第三步、待温度和湿度达到设定值后将智能调湿砖放在样品台7上，密封盖11与具孔密封瓶3瓶口密封锁死，升降台6上升，直至密封盖11上表面与中空管8下端紧密贴合。中空管8下端将密封盖11上端的通孔覆盖密封，在具孔密封瓶3、密封盖11、中空管8和天平1之间形成有效的封闭性测试空间。

第四步、测试开始，打开天平1的读取记录软件界面，设置读取间隔时间为10 min，实时记录样品4智能调湿砖的重量变化。

第五步、在进行了上述高湿条件下吸湿量测试完成后，接着进行低湿条件下样品4智能调湿砖的放湿量测试：打开恒温恒湿箱2，升降台6下降，密封盖11与具孔密封瓶3分离，样品台7退出具孔密封瓶3，取出装有硝酸钾饱和溶液的具孔密封瓶3。更换为装有氯化镁饱和溶液的具孔密封瓶3，氯化镁饱和溶液体积占密封瓶体积的20%，并将该具孔密封瓶3放在升降台6上。

第六步、调节恒温恒湿箱2的温度和湿度值：设定恒温恒湿箱2的温度为25℃，湿度为RH 33%。

第七步、待温度和湿度达到设定值后，将密封盖11与具孔密封瓶3瓶口锁死，升降台6上升，直至密封盖11上表面与中空管8下端紧密贴合。中空管8下端将密封盖11上端的通孔覆盖密封，在具孔密封瓶3、密封盖11、中空管8和天平1之间形成有效的封闭性测试空间。

第八步、测试开始，打开天平1的读取记录软件界面，设置读取间隔时间为10 min，实时记录样品4重量变化。

在测试过程中，可根据记录总时间确定读取间隔时间。进行测试调湿材料的24 h吸放湿量测试时，将读取间隔设为10~20 min，已可清晰、有效地反应数据的变化趋势。

所得数据如图2所示，数据点密集，可以看出在初期调湿砖的吸附/脱附速率高，随着时间推移，速率下降。数据点是样品4处在相应湿度环境中的实时测量，不需要取出样品4称量，可保证测试的准确性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：包括恒温恒湿箱（2），所述恒温恒湿箱（2）内置有升降台（6），所述升降台（6）上部置有具孔密封瓶（3）；所述恒温恒湿箱（2）外侧顶部设有可称量并自动实时纪录重量值的天平（1），所述天平（1）下端连有连接绳（9）；所述连接绳（9）向下依次穿过所述恒温恒湿箱（2）上壁、垂直连接于所述恒温恒湿箱（2）上部内壁的中空管（8）和密封盖（11），其下端连有可放置样品（4）的样品台（7）；所述密封盖（11）位于中空管（8）和样品台（7）之间，下端与具孔密封瓶（3）可拆卸连接；所述样品台（7）在升降台（6）上升后可置入具孔密封瓶（3）内腔中；所述样品台（7）置入具孔密封瓶（3）内腔后，可在具孔密封瓶（3）、密封盖（11）、中空管（8）和天平（1）之间形成有效的封闭性测试空间。

2.根据权利要求1所述的一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：所述天平（1）具有下挂称量的挂钩，所述挂钩与所述连接绳（9）上端连接，可以实现样品（4）的下挂式称量。

3.根据权利要求2所述的一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：所述中空管（8）下端打磨平整可与密封盖（11）顶端接触；所述连接绳（9）为尼龙绳，其不接触所述中空管（8）的内壁。

4.根据权利要求3所述的一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：所述密封盖（11）与中空管（8）可拆卸式连接；所述中空管（8）为圆形中空管，所述密封盖（11）上端设有可被中空管（8）下端覆盖的圆形通孔，所述连接绳（9）通过该圆形通孔与样品台（7）连接。

5.根据权利要求4所述的一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：所述恒温恒湿箱（2）的容积为50~200 L，以鼓风的方式维持箱体内部温度和湿度均匀；所述恒温恒湿箱（2）内部温度控制范围为0~60℃，温度波动为±0.5℃；湿度控制范围为20~99%，湿度波动为±5%。

6.根据权利要求5所述的一种调湿材料性能检测装置，其特征在于：所述恒温恒湿箱（2）顶部的箱体壁孔（10）为圆孔，其直径为5~40mm；所述中空管（8）的外径为5~40mm；所述密封盖（11）顶端的通孔的直径为2~8mm；所述具孔密封瓶（3）内部容积为0.5~2L。

7.根据权利要求1-6所述的一种调湿材料性能检测装置，其特征在于:所述天平（1）上部设有防风罩。

8.一种调湿材料性能检测方法，其特征在于：使用如权利要求1-6任一所述的一种调湿材料性能检测装置进行，包括以下步骤：

第一步、根据所需湿度值选择测试溶液并将其置入所述具孔密封瓶（3）中；

第二步、将具孔密封瓶（3）置于恒温恒湿箱（2）中的升降台（6）上；

第三步、调节恒温恒湿箱（2）的温度和湿度值；

第四步、待温湿度值达到设定数值后，将样品（4）置于样品台（7）上并悬于具孔密封瓶（3）内腔上部；升降台（6）上升，密封盖（11）上表面与中空管（8）下端密封、密封盖（11）下端与具孔密封瓶（3）上端瓶口密封，在具孔密封瓶（3）、密封盖(11)、中空管（8)和天平（1）之间形成有效的封闭测试空间；

第五步、天平（1）记录样品（4）重量变化。

9.根据权利要求8所述的一种调湿材料性能检测方法，其特征在于：所述的测试溶液为饱和盐溶液（5）。

10.根据权利要求9所述的一种调湿材料性能检测方法，其特征在于：在步骤五中，使用可实时记录样品重量变化的天平（1），对样品（4）重量变化进行24小时实时纪录，重量数据读取间隔设为10~20min。

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