一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统，该测试系统包括：液体储罐、管道、辅助驱动泵、进口液阀、压力传感器、流量传感器、温度传感器、压差传感器、可调压缩量夹具、位移传感器、出口液阀、数据采集卡和计算机。该系统能够实现多孔材料在不拆卸夹具的情况下实现不同温度、不同方向、不同压缩率下流体渗透率的测定，同时该系统通过回路设计，使液体循环流入液体箱，不仅避免了试验中液体流体的浪费，同时也保证了液体的稳定性，提高了试验的测量精度。该系统拥有集成度较高的自动分析测试系统，减少数据处理与计算的时间和可能出现的人为误差。的时间和可能出现的人为误差。的时间和可能出现的人为误差。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统


[0001]本技术涉及渗透率测试
，具体涉及一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统。

技术介绍

[0002]多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，是当前材料科学中发展较为迅速的一种材料，应用范围包括燃料(包括天然气和氢气)的储存运输，电池的分离介质和电极等。
[0003]多孔碳材料如碳毡、碳布、石墨毡等作为现代氧化还原液流电池的关键材料之一，需具有低流动阻力以便减小输送泵的负载，同时保证液流电池的正常工作。而衡量多孔材料流动阻力的大小是测定多孔材料的渗透率。
[0004]渗透率是指在一定压差下，材料允许流体通过的能力，是表征材料本身传导液体能力的参数。目前渗透率主要通过理论分析、数值模拟和实验测量3 种途径获得。其中理论分析和数值模拟都只能预测满足特定假设条件的材料的渗透率，且需要足够量的前期测试数据，目前还没有专门的集成度较高的系统测量多孔材料的渗透率。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统，所述测试系统包括：液体储罐、减压器、管道、辅助驱动泵、进口液阀、压力传感器、流量传感器、温度传感器、压差传感器、可调压缩量夹具、位移传感器、出口液阀、数据采集卡和计算机，其中，
[0007]所述可调压缩量夹具，包括上工装台、下工装台、位移传感器、样品放置台、进液口、出液口、支柱和底座；所述支柱和底座用于支撑所述上工装台和所述下工装台；所述位移传感器位于所述底座和所述下工装台之间；所述样品放置台位于所述可调节压缩夹具的上工装台和所述下工装台之间；所述管道包括第一管道、第二管道和第三管道；所述第一管道一端与所述液体储罐连通，所述第一管道的另一端与所述辅助驱动泵连通；所述第二管道的其中一端与所述辅助驱动泵连通，所述第二管道的另一端与所述可调压缩量夹具进液口连通；所述第三管道的其中一端与所述可调压缩量夹具的出液口连通，所述第三管道的另一端与所述液体储罐连通。
[0008]优选的，所述减压器、所述进口液阀、所述压力传感器、所述流量传感器和所述温度传感器均安装在所述第二管道上，所述出口液阀安装在所述第三管道上。
[0009]优选的，所述流量传感器、所述压力传感器、所述辅助驱动泵、所述减压器和所述位移传感器通过所述数据采集卡与计算机连接。
[0010]优选的，所述可调压缩量夹具，根据试验要求加工成相应的形状。
[0011]优选的，所述样品放置台用于放置试验器件。
[0012]优选的，所述试验器件是一种柔性多孔材料，所述试验器件的加工形状与所述可调压缩量夹具的形状保持一致。
[0013]优选的，所述位移传感器用于监测所述下工装台和所述上工装台之间的位移变化。
[0014]优选的，所述压差传感器连接在所述可调压缩量夹具两端，用于监测液体进入可调压缩量夹具前后的压力差。
[0015]优选的，所述液体储罐，能够根据试验要求设置所需试验温度，并对所述液体储罐中的液体进行加热。
[0016]优选的，所述计算机，用于远程设定试验器件压缩率数值，并通过位移传感器控制下工装台上升或下降的高度。
[0017]优选的，所述计算机，还用于接收所述流量传感器液体流量数据、所述压力传感器的液体流动压力数据、所述压差传感器的压力差数据和所述位移传感器的位移数据，然后根据渗透率计算公式对所述接收数据进行处理，以及根据处理结果，对所述辅助驱动泵的参数进行设定。
[0018]本技术的技术效果和优点：
[0019]1、本技术在试验回路前设置液体箱，由辅助驱动泵从液体箱中抽取液体作为符合实验条件的液态流体，液体流经测试通路，通过回路设计，液体循环流入液体箱，尽可能避免了试验中液体流体的浪费，同时循环利用，保证了液体的稳定性，保证试验的测量环境以及精度。
[0020]2、设备简单，操作方便，在不拆卸夹具的情况下，测不同压缩量的样品渗透率，且可以模拟液流单电池系统。
[0021]3、实现了多孔材料在不同温度和不同压缩率下流体渗透率的测定，同时可调夹具加工成正方形，可测量不同方向上样品的液体渗透率，更加全面的评估多孔材料，尤其是作为液流电池用的多孔石墨毡电极在不同电池应用场景下的传送电解质的能力。
[0022]4、拥有集成度较高的自动分析测试系统，减少数据处理与计算的时间，同时减少处理数据过程中可能出现的人为误差。
[0023]综上所述，本技术目的是通过可调节多孔石墨碳毡不同压缩率的夹具及自动记录计算实验数据的渗透率测试系统，测量不同温度、不同方向及不同压缩率下多孔材料的渗透率。
[0024]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0025]图1为本技术装置结构示意图；
[0026]图2为本技术可调压缩量夹具的结构示意图；
[0027]图中：1、辅助驱动泵；2、减压器；3、进口液阀；4、压力传感器；5、流量传感器；6、温度传感器；7、可调压缩量夹具；8、压差传感器；9、出口液阀；10、计算机；11、液体储罐；12、第
一管道；13、第二管道；14、第三管道；15、底座；16、支柱；17、进液口；18、上工装台；19、出液口； 20、样品放置台；21、下工装台；22、位移传感器。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0029]本技术提供了如图1所示的一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统，所述系统包括以下装置，液体储罐11、减压器2、管道、辅助驱动泵1、进口液阀3、压力传感器4、流量传感器5、温度传感器6、压差传感器8、可调压缩量夹具7、位移传感器22、出口液阀9、数据采集卡和计算机10，其中，
[0030]所述管道包括第一管道12、第二管道13和第三管道14，其中，所述液体储罐11通过所述第一管道12与所述辅助驱动泵1连接，所述辅助驱动泵1 的另一端通过所述第二管道13与所述可调压缩量夹具7连接，所述可调压缩量夹具7的另一端通过所述第三管道14接入所述液体储罐11，如此，所述液体循环流入所述液体储罐11，形成一个回路，避免了试验中液体流体的浪费，同时循环利用，保证了液体的稳定性，保证试验的测量环境以及精度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调节压缩量的柔性多孔材料渗透率测试系统，所述测试系统包括：液体储罐(11)、减压器(2)、管道、辅助驱动泵(1)、进口液阀(3)、压力传感器(4)、流量传感器(5)、温度传感器(6)、压差传感器(8)、可调压缩量夹具(7)、位移传感器(22)、出口液阀(9)、数据采集卡和计算机(10)，其特征在于，所述可调压缩量夹具(7)，包括上工装台(18)、下工装台(21)、位移传感器(22)、样品放置台(20)、进液口(17)、出液口(19)、支柱(16)和底座(15)；所述支柱(16)和底座(15)用于支撑所述上工装台(18)和所述下工装台(21)；所述位移传感器(22)位于所述底座(15)和所述下工装台(21)之间；所述样品放置台(20)位于所述可调节压缩夹具的上工装台(18)和所述下工装台(21)之间；所述管道包括第一管道(12)、第二管道(13)和第三管道(14)；所述第一管道(12)一端与所述液体储罐(11)连通，所述第一管道(12)的另一端与所述辅助驱动泵(1)连通；所述第二管道(13)的其中一...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁美乐，李京浩，江小松，张丽龙，沈宣佐，
申请(专利权)人：北京和瑞储能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：