一种歧管、包含其的多孔薄膜的渗透率检测系统及方法技术方案

技术编号:13492754 阅读:97 留言:0更新日期:2016-08-07 09:33
本发明专利技术涉及检测技术领域,公开了一种歧管、包含其的多孔薄膜的渗透率检测系统及方法。本发明专利技术中,歧管用于在多孔薄膜的渗透率检测中引导流体通过多孔薄膜;歧管包含一个进气口,一个出气口,一个中心槽和两个边槽;进气口连通中心槽,边槽连通出气口;且两个边槽与中心槽平行设置,并分布在中心槽两侧;压力传感器连接在注射泵和进气口之间;注射泵用于在多孔薄膜的渗透率检测中提供可调节流速的流体;压力传感器用于在多孔薄膜的渗透率检测中检测进气口与出气口之间的压力差,根据注射泵的流体流速和压力差测量值,采用达西定律计算待测多孔薄膜的渗透率。本发明专利技术能够直接检测出多孔薄膜等的水平渗透率,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及渗透率检测
,特别涉及一种歧管、包含其的多孔薄膜的渗透率检测系统及方法
技术介绍
多孔薄膜的水平渗透率是决定其毛细管润湿以及流动性等特性的重要流体力学属性。多孔介质的流体渗透率在著名的达西定律(Darcy’sLaw)有描述,达西定律认为渗透率反映了多孔材质对于流体流动的阻碍作用。渗透率在三维空间具有三个分量。对于一个多孔薄膜而言,渗透率包含两个平面渗透率(in-planepermeability,又称水平渗透率)以及穿过平面渗透率(through-planepermeability)。达西定律的计算公式如式(1), Q A = κ μ d P d S - - - ( 1 ) ]]>其中,Q是体积流量速率,A是垂直于流动方向的横截面积,κ(κ即Kappa)是材料的渗透率(κ可以是水平渗透率或者穿过平面渗透率),μ是流体的动态粘度,是沿流动路径的压力梯度。由于密封不良而导致流体泄露,使得通过实验采用液体渗透率表征渗透率非常困难,也就是说,流体泄漏影响了多孔薄膜的渗透率检测的准确度。达西定律在渗透率研究的许多领域得以应用。穿过平面渗透率在服装面料等的领域已取得一定的研究成果。水平渗透率对于优化模具结构具有帮助,而研究人员对于纳米等微观制造技术中的多孔薄膜的渗透率十分感兴趣。比如,其在水处理中的应用,渗透率是理解水、氧气和细菌等的透过过滤器的关键点。再如,研究人员对于角膜的渗透率加以研究,以便学习其功能。长久以来,在通过实验直接测试多孔薄膜的水平渗透率上一直面临困难,原因在于薄膜侧壁的横截面积小而难于实现流体的密封。已有的渗透率检测方法主要针对宏观材料,即样品材料的体积在毫米级以上。对微纳米级别的薄膜的渗透率表征也停留在穿过平面渗透率上,而对水平渗透率的测量一直存在检测操作不便、难以实施、精确度差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种歧管、包含其的多孔薄膜的渗透率检测系统及方法,其能够直接检测出多孔薄膜等的水平渗透率,具有广阔的应用前景。为解决上述技术问题,本专利技术的实施方式提供了一种歧管,所述歧管用于在多孔薄膜的渗透率检测中引导流体通过多孔薄膜;所述歧管包含一个进气口,一个出气口,一个中心槽和两个边槽;其中,所述进气口连通所述中心槽,所述边槽连通所述出气口;所述进气口与所述出气口位于所述歧管相对的两个面,所述中心槽和所述边槽位于不同于所述进气口与所述出气口所在面的第三面,且两个边槽与所述中心槽平行设置,并分布在所述中心槽两侧。本专利技术的实施方式还提供了一种多孔薄膜的渗透率检测系统,包含如前所述的歧管、注射泵、压力传感器;所述压力传感器连接在所述注射泵和所述进气口之间;其中,所述注射泵用于在多孔薄膜的渗透率检测中提供可调节流速的流体;所述压力传感器用于在多孔薄膜的渗透率检测中检测所述进气口与所述出气口之间的压力差。本专利技术的实施方式还提供了一种多孔薄膜的渗透率检测方法,采用如前所述的多孔薄膜的渗透率检测系统进行检测;所述多孔薄膜的渗透率检测方法包含以下步骤:将待测多孔薄膜放置在所述歧管下方,其中,所述歧管有中心槽和边槽的一面接触所述待测多孔薄膜;采用所述注射泵提供一定流速的流体流;待所述压力传感器测得的流体压力达到稳定状态时,读取压力传感器显示的压力差测量值;根据注射泵的流体流速和压力差测量值,采用达西定律计算所述待测多孔薄膜的渗透率。本专利技术实施方式相对于现有技术而言,歧管包含一个进气口,一个出气口,一个中心槽和两个边槽,且进气口连通中心槽,两个边槽连通出气口,而且两个边槽与中心槽平行设置,并分布在中心槽两侧,从而,可以通过进气口将外部流体引入歧管的中心槽,而流体经由中心槽渗透入多孔薄膜,并从多孔薄膜的中心向两端水平渗透,再渗透至两边槽,经由两边槽排出歧管外部,进而提供了多孔薄膜水平渗透率测试所需的流体引导功能。本专利技术的多孔薄膜的渗透率检测系统及检测方法相对于现有技术而言,包含歧管、注射泵、压力传感器,且压力传感器连接在注射泵和进气口之间,注射泵用于在多孔薄膜的渗透率检测中提供可调节流速的流体,而压力传感器用于在多孔薄膜的渗透率检测中检测歧管进气口与出气口之间的压力差。从而,根据检测到的压力差和注射泵的流体流速计算多孔薄膜的水平渗透率,实现了多孔薄膜水平渗透率的直接检测。优选地,所述多孔薄膜的渗透率检测系统还包含用于密封的压力产生装置;所述压力产生装置位于所述歧管的正上方,其产生的密封力作用于所述歧管上一平面,该平面与所述中心槽和所述边槽所处平面相对。从而,可以提高渗透率检测的精度。优选地,所述密封力产生装置包含一金属盒,一金属臂和一承重球;所述金属臂的一端安装所述承重球,另一端安装所述金属盒;当所述密封力产生装置在多孔薄膜的检测中提供密封力时,所述金属盒内放置可调节重量的砝码,所述承重球抵持于所述歧管;所述金属盒的水平边缘设有水平仪,通过所述水平仪调整所述金属盒使其保持水平,并使密封力保持垂直。从而不仅可以灵活调节密封力的大小,而且使得密封力的作用更均匀。优选地,所述多孔薄膜的渗透率检测系统还包含温度控制装置;所述温度控制装置位于待测多孔薄膜下方,在多孔薄膜的渗透率检测中提供合适的温度,用来帮助多孔薄膜与歧管的所述中心槽和所述边槽所处平面能够更好的密封。优选地,所述温度控制装置包含加热板,热电偶和温度控制电路;所述待测多孔薄膜放置在所述加热板上,所述热电偶贴附于所述多孔薄膜;所述温度控制电路接收所述热电偶反馈的温度,控制所述加热板进行加热,直到温度维持在合适的温度。从而可以实现温度的自动控制,简化测试过程。优选地,在所述采用达西定律计算所述待测多孔薄膜的渗透率的步骤中,采用边缘因数对达西定律的计算公式进行修正。优选地,所述边缘因数通过以下方法快速得到:制作2张不同尺寸规格的多孔薄膜;其中,第一多孔薄膜的四条边都大于歧管与多孔薄膜的接触面的四条边,第二多孔薄膜之平行于歧管中心槽或者边槽的边的长度与中心槽或者边槽的长度相等且第二多孔薄膜的另一组对边的边长大于所述歧管与所述第二多孔薄膜的接触面所对应的边;分别检测所述第一多孔本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种歧管,其特征在于,所述歧管用于在多孔薄膜的渗透率检测中引导流体通过多孔薄膜;所述歧管包含一个进气口,一个出气口,一个中心槽和两个边槽;其中,所述进气口连通所述中心槽,所述边槽连通所述出气口;所述进气口与所述出气口位于所述歧管相对的两个面,所述中心槽和所述边槽位于不同于所述进气口与所述出气口所在面的第三面,且两个边槽与所述中心槽平行设置,并分布在所述中心槽两侧。

【技术特征摘要】
1.一种歧管,其特征在于,所述歧管用于在多孔薄膜的渗透率检测中
引导流体通过多孔薄膜;
所述歧管包含一个进气口,一个出气口,一个中心槽和两个边槽;其中,
所述进气口连通所述中心槽,所述边槽连通所述出气口;
所述进气口与所述出气口位于所述歧管相对的两个面,所述中心槽和所
述边槽位于不同于所述进气口与所述出气口所在面的第三面,且两个边槽与
所述中心槽平行设置,并分布在所述中心槽两侧。
2.一种多孔薄膜的渗透率检测系统,其特征在于,包含如权利要求1
所述的歧管,注射泵,压力传感器;
所述压力传感器连接在所述注射泵和所述进气口之间;
其中,所述注射泵用于在多孔薄膜的渗透率检测中提供可调节流速的流
体;
所述压力传感器用于在多孔薄膜的渗透率检测中检测所述进气口与所
述出气口之间的压力差。
3.根据权利要求2所述的多孔薄膜的渗透率检测系统,其特征在于,
所述多孔薄膜的渗透率检测系统还包含用于密封的压力产生装置;
所述压力产生装置位于所述歧管的正上方,其产生的密封力作用于所述
歧管上一平面,该平面与所述中心槽和所述边槽所处平面相对。
4.根据权利要求3所述的多孔薄膜的渗透率检测系统,其特征在于,
所述压力产生装置包含一金属盒,一金属臂和一承重球;
所述金属臂的一端安装所述承重球,另一端安装所述金属盒;
当所述压力产生装置在多孔薄膜的渗透率检测中提供密封力时,所述金

\t属盒内放置可调节重量的砝码,所述承重球抵持于所述歧管;
所述金属盒的水平边缘设有水平仪,通过所述水平仪调整所述金属盒使
其保持水平,并使密封力保持垂直。
5.根据权利要求2所述的多孔薄膜的渗透率检测系统,其特征在于,
所述多孔薄膜的渗透率检测系统还包含温度控制装置;
所述温度控制装置位于待测多孔薄膜下方,在多孔薄膜的渗透率检测中
提供合适的温度,用于帮助多孔薄膜与歧管的所述中心槽和所述边槽所处平
面能够更好的密封。
6.根据权利要求5所述的多孔薄膜的渗透率检测系统,其特征在于,
所述温度控制装置包含加热板,热电偶和温度控制电路;
所述待测多孔薄膜放置在所述加热板上,所述热电偶贴附于所述多孔薄
膜;
所述温度控制电路接收所述热电偶反馈的温度,控制所述加热板进行加
热,直到温度维持在合适的温度。
7.一种多孔薄膜的渗透率检测方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:荣国光
申请(专利权)人:苏州博尔达生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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