一种超低温环境下材料渗漏特性表征系统及其表征方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超低温环境下材料渗漏特性表征系统及其表征方法。本发明专利技术通过测量材料在超低温环境下的渗漏率，为超低温环境下材料的渗漏特性和抗渗漏研究奠定基础；将沿一个方向进入制冷腔的制冷液体均匀导流至所有方向，使得制冷液体和制冷气体能够沿导流隔板的圆周均匀进入导流隔板和上环形盘之间的空腔，制冷液体和制冷气体再通过上导流管中间的通孔对试样均匀降温，从而避免试样局部温度不均匀的情况；通过设置上导流管和下导流管，实现试样温度的稳定控制；针对不同的试验温度，通过对上导流管和下腔体的下导流管进行调节，使得在上环形盘的上表面或下环形盘的上表面积有制冷液体，高效利用制冷液体的同时，还实现对试样温度的稳定控制。对试样温度的稳定控制。对试样温度的稳定控制。

【技术实现步骤摘要】
一种超低温环境下材料渗漏特性表征系统及其表征方法


[0001]本专利技术涉及材料渗漏特性表征技术，具体涉及一种超低温环境下材料渗漏特性表征系统及其表征方法。

技术介绍

[0002]随着工业技术的快速发展，材料所面临的超低温环境挑战越来越严峻，比如卫星、航天器、运载火箭、高空巡航飞机、超导磁体、电绝缘材料以及南北极勘探等超低温环境下服役的设备，都对材料的耐低温性能有着严格的要求。针对薄膜、薄片和层板，在超低温环境下极有可能出现外部气体的渗入以及内部气体的渗漏，从而影响设备的正常工作。因此，研究材料在超低温环境下的渗漏特性具有十分重大的意义。
[0003]目前，室温环境下塑料薄膜和薄片气体透过性测量通常采用基于标准GB/T 1038——2000的压差法，该方法在试样上下两侧分别设置高压室和低压室，其中高压室内通入一定压力的示踪气体，通过测量低压室内经试样渗漏的气体压力换算得到试样的气体透过性。该方法仅针对室温环境下气体透过性的测量，不涉及低温测试。

技术实现思路

[0004]为了测量得到材料沿厚度方向的气体渗漏率，以实现超低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低温环境下材料渗漏特性表征系统，其特征在于，所述超低温环境下材料渗漏特性表征系统包括：固定框架、移动定位盘、上腔体、下腔体、示踪气体管路、制冷装置、排气装置、测温元件和控制单元；其中，在固定框架上设置水平的移动定位盘，移动定位盘与固定框架的底面互相平行且相对，移动定位盘能够沿着竖直方向在固定框架上下移动；移动定位盘的下表面设置上腔体；固定框架的底面的上表面设置下腔体；上腔体和下腔体分别连接至示踪气体管路、制冷装置和排气装置；制冷装置和测温元件分别连接至控制单元；上腔体包括上支撑筒、上环形盘、上密封筒、上螺纹孔、上导流管、上试样密封环形凹槽、导流隔板、隔板导流孔、上腔体内壳、上腔体外壳、进液接口、上固定盘和示踪气体接口；其中，上支撑筒为无上底和下底且内部中空的圆筒，中心轴位于竖直方向；在上支撑筒的外壁中部同轴设置有上环形盘，上环形盘为位于水平面的圆环形平板；在上环形盘的外边缘的下表面同轴设置有上密封筒，上密封筒为无上底和下底且内部中空的圆筒，中心轴位于竖直方向；上支撑筒、上环形盘和上密封筒固定连接为一个整体；在上环形盘上设置有多个呈中心对称分布的上螺纹孔，在每一个上螺纹孔内螺纹安装具有外螺纹的上导流管，上导流管能够沿着上螺纹孔上下旋转，从而调节上导流管的顶部伸出上环形盘的距离，上导流管为内部中空的管道，上导流管的顶部低于上支撑筒的顶部，上导流管的底部高于上支撑筒的底部；上支撑筒的底部的下表面设置上试样密封环形凹槽；在上支撑筒的顶部同轴设置有水平的圆形的导流隔板，导流隔板的中心开设有隔板导流孔，隔板导流孔的孔径小于上支撑筒的内径，导流隔板的投影完全覆盖上导流管；在导流隔板上同轴设置有上腔体内壳，上腔体内壳为无上底和下底且内部中空的圆筒，上腔体内壳的内径大于隔板导流孔的直径，上腔体内壳的外径小于导流隔板的直径，导流隔板中心的隔板导流孔将上支撑筒内的空间与上腔体内壳内的空间连通；在上环形盘上且套在上腔体内壳外设置有上腔体外壳，上腔体外壳为无上底和下底且内部中空的圆筒，上腔体外壳的内径大于导流隔板的直径，上腔体外壳的外径小于上环形盘的外径；上腔体外壳上设置有进液接口；上腔体内壳和上腔体外壳的顶部位于同一水平面，上腔体内壳和上腔体外壳上设置水平的上固定盘，上固定盘的中心设置有示踪气体接口；上固定盘固定安装在移动定位盘的下表面；下腔体包括下支撑筒、下环形盘、下密封筒、下螺纹孔、下导流管、下试样密封环形凹槽、下腔体内壳、下腔体外壳、排气接口、下固定盘和腔体检漏接口；其中，下支撑筒为无上底和下底且内部中空的圆筒，中心轴位于竖直方向；在下支撑筒的外壁中部同轴设置有下环形盘，下环形盘为位于水平面的圆环形平板；在下环形盘的外边缘的上表面同轴设置有下密封筒，下密封筒为无上底和下底且内部中空的圆筒，中心轴位于竖直方向；下支撑筒、下环形盘和下密封筒固定连接为一个整体；在下环形盘上设置有多个呈中心对称分布的下螺纹孔，在每一个下螺纹孔内螺纹安装具有外螺纹的下导流管，下导流管能够沿着下螺纹孔上下旋转，从而调节下导流管的顶部伸出下环形盘的距离，下导流管为内部中空的管道，下导流管的顶部低于下支撑筒的顶部，下导流管的底部高于下支撑筒的底部；下支撑筒的顶部的上表面设置有与上试样密封环形凹槽位置相对且形状一致的下试样密封环形凹槽；在下支撑筒的底部同轴设置有直径相同即内外径均相同的下腔体内壳；下腔体内壳为无上底和下底且内部中空的圆筒；在下环形盘的下表面且套在下腔体内壳外设置有下腔体外壳，下腔体外壳为无上底和下底且内部中空的圆筒，下导流管的底端位于下支撑筒与下腔体外壳之间，下腔体外壳的外径小于下环形盘的外径；在下腔体外壳上设置有排气接口；下
腔体内壳和下腔体外壳的底部位于同一水平面，在下腔体内壳和下腔体外壳的底部设置下固定盘；在下固定盘的中心设置有腔体检漏接口；试样的密封有两种方式：上密封筒套在下密封筒内或者上密封筒套在下密封筒外；上密封筒套在下密封筒内，上密封筒的外径小于下密封筒的内径，在上密封筒的外壁上设置多个上腔体密封环形凹槽，腔体密封环元件的截面宽度与上腔体密封环形凹槽的底面的半径之和等于下密封筒的内半径；上密封筒套在下密封筒外，上密封筒的内径大于下密封筒的外径，在下密封筒的外壁上设置多个下腔体密封环形凹槽，腔体密封环元件的截面宽度与下腔体密封环形凹槽的半径之和等于上密封筒的内半径；在上试样密封环形凹槽和下试样密封环形凹槽内分别设置试样密封环元件；水平放置的试样位于一对试样密封环元件之间；在上腔体密封环形凹槽或下腔体密封环形凹槽内设置腔体密封环元件，将上密封筒套入下密封筒；试样为水平的板状，试样的内切圆大于下试样密封环形凹槽的外径，试样的外切圆小于上密封筒的内径；上腔体外壳、上腔体内壳、上固定盘与上环形盘之间的空间形成制冷腔，上腔体内壳、上固定盘、上支撑筒与试样之间的空间形成压力腔；下腔体外壳、下腔体内壳、下固定盘与下环形盘之间的空间形成排气腔，下腔体内壳、下支撑筒、下固定盘与试样之间的空间为检漏腔；上环形盘和上密封筒与下环形盘和下密封筒之间的空间形成试样腔，测温元件放置在试样腔内。2.如权利要求1所述的超低温环境下材料渗漏特性表征系统，其特征在于，所述固定框架包括立柱、顶部定位盘和底部定位盘；顶部定位盘与底部定位盘位于水平面，互相平行且相对，二者之间设置多根竖直的立柱固定连接；立柱具有外螺纹，在移动定位盘与立柱相应的位置开设有通孔，每根立柱通过相应的通孔穿过移动定位盘，在每根立柱上且分别位于移动定位盘的上表面和下表面分别设置螺母，通过螺母固定移动定位盘在立柱上的位置，并且通过螺母沿着立柱的外螺纹旋转从而使得移动定位盘能够沿着竖直方向上下移动。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷红帅，魏勇，孟金鑫，贾贺然，王潘丁，杨恒，刘德博，郗琦，马云龙，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：