【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及实验测量装置，特别是涉及一种纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置及方法。
技术介绍
1、渗透率是描述织物对液体流动阻力的物理参数，可以用来表征液体流过纤维织物的难易程度，它是纤维体积系数的函数。纤维织物作为复合材料增强体，广泛应用于航空航天，风力发电等领域的制造上，精确描述液体在织物中的渗透特性，对优化复合材料加工工艺具有重大意义。
2、目前，国内外学者在纤维织物渗透率测量装置做了较多研究，面内渗透率通常使用径向法测量，大部分测量装置采用由中间带有注射孔的透明上模和下模组成。流体从中央注射口注入，从织物中心流向四周。利用摄像机记录流动前沿的进展，便于后续推导出流体速度。在此基础上，有人采用不锈钢底板，通过在底板安装压力传感器，测量不同位置压力，进一步提高了织物渗透率测量准确性，但由于其使用的电传感器特性，该装置只能用于测量绝缘织物的渗透率，并不适用于碳纤维织物；现有技术使用的装置以柔性真空袋作为上模，分别利用空气和硅油测量了预成型体的渗透率，两者实验结果较为接近，且通过空气测量的平面内渗透率略高于通过液体注入实验获得的渗透率，但使用柔性真空袋作为上模，易在实验过程中产生一定形变挤压测试样品并影响实验结果。
3、东华大学的余木火等人设计了一种不同厚度纤维织物面内渗透率快速测试装置，包括用于相互配合组成纤维织物腔的上模具和下模具，上模具上设有进胶口，下模具上设有出胶口，还包括厚度传感器、清洗装置和真空泵，厚度传感器安装在上模具上，上模具和下模具采用螺栓和密封胶条连接，通过放置不同厚度的塞尺实
4、总结来看，国内外学者针对织物面内渗透率测量已设计了多种测量装置，开展了较多的渗透率测量试验，但大部分装置仅能进行自然状态下织物的渗透率测量。目前，测量不同压缩率下织物渗透率的装置存在操作繁琐、可测试材料种类受限等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够调节织物压缩率，进而可以测量不同压缩率下织物渗透率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，包括渗透率测量夹具，其内用于放置织物样品，且能够调整织物样品的压缩率；储液桶，通过带有阀门的液体管路与所述渗透率测量夹具内部连通；真空装置，通过带有阀门的真空管路与所述渗透率测量夹具底部连通；相机，设置于所述渗透率测量夹具上方，用于观测并记录实验数据；本专利技术通过组件变更，能够分别实现面内方向渗透率测量及厚度方向渗透率测量功能。
4、可选的，所述真空装置包括真空泵，其通过所述真空管路与所述渗透率测量夹具连通。
5、可选的，所述真空装置还包括密闭设置的真空桶，所述真空泵通过真空管路与所述真空桶内部连通，所述真空桶通过另一真空管路与所述渗透率测量夹具连通，所述真空桶与所述渗透率测量夹具之间的真空管路上设有阀门。
6、可选的，所述渗透率测量夹具包括外筒和内筒，所述外筒一端开口，另一端设置有注入接头，所述注入接头与所述液体管路一端连接；所述内筒能够固定插设于所述外筒内，所述内筒远离注入接头的一端设有出液接头；所述内筒和外筒之间形成的模腔内用于放置织物样品；外筒采用透明材料制成，进行面内渗透率测量时便于观察织物流动前沿。
7、可选的，所述外筒和内筒上均分别设有连接翼缘，所述内筒的连接翼缘上开设有通孔，所述外筒的连接翼缘上开设有与所述通孔对应的螺纹孔，所述通孔内插设有连接螺栓，所述连接螺栓能够与对应的螺纹孔螺纹固定连接。
8、可选的，所述内筒的连接翼缘上开设有螺纹定位通孔，所述螺纹定位通孔内螺纹连接有定位螺栓，所述定位螺栓底部能够与所述外筒的连接翼缘抵接；本专利技术通过螺纹结构推动内筒，精准控制位移，实现样品均匀变形，还可以在内外筒之间设置一个位移传感器结构，能够监测筒壁位移以实现样品厚度控制，施压过程较为直观；厚度调节过程中无需反复拆装，能够原位进行同一样品多个纤维体积系数下渗透率的测量。
9、可选的，所述内筒外壁上固定套设有导向带，所述导向带两端固定设有y形胶圈，所述y形胶圈能够与所述外筒内侧壁抵接。
10、可选的，所述外筒内设有两个对称布置的多孔板，所述多孔板位于所述内筒和外筒之间形成的模腔内，两个所述多孔板之间用于放置织物样品；所述真空桶底部设有电子天平。
11、可选的，本专利技术还提供一种基于纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置的测量方法，包括面内方向渗透率测试，其包括如下步骤：
12、(1)关闭储液桶与渗透率测量夹具之间的阀门，并打开真空泵，观察真空桶内的真空度，检测渗透率测量夹具的密封性，并保持2-3min的真空环境；
13、(2)抽完真空后，开启相机，打开液体管道上的阀门，液体沿管道流入模腔，逐渐浸润织物，等待液体流动前沿快要到达预制件边缘时，关闭真空泵和液体进口开关，保存实验过程的录像数据；
14、(3)实验完成后，拆解连接的设备，清洗渗透率测量夹具；
15、(4)根据径向法渗透率测试理论，分析录像数据，计算出面内方向的两个主渗透率值。
16、可选的，本专利技术还提供一种基于纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置的测量方法，包括厚度方向渗透率测试，其包括如下步骤：
17、(1)关闭储液桶与渗透率测量夹具之间的阀门，并打开真空泵，观察真空桶内的真空度，检测渗透率测量夹具的密封性，并保持2-3min的真空环境；
18、(2)抽完真空后，打开阀门，液体沿管道流入模腔，浸润织物，等待液体进出口流速到达稳定状态，将电子天平示数清零，测量稳定状态下一定时间内液体流量，并进行数据记录；
19、(3)实验完成后，拆解连接的设备，清洗渗透率测量夹具；
20、(4)根据单向法法渗透率测试理论，利用测量数据，计算出厚度方向渗透率。
21、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
22、本专利技术改进了现有实验装置所存在的问题，设计出了一种结构简单、易于操作、准确性高的测量纤维织物面内渗透率的装置，无需反复拆装，可原位控制织物压缩率的纤维织物渗透率测量装置，结合织物相框剪切装置，能够实现不同纤维体积系数和不同纤维束角的织物渗透率测量。
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1.一种纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，包括渗透率测量夹具，其内用于放置织物样品，且能够调整织物样品的压缩率；
2.根据权利要求1所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述真空装置包括真空泵，其通过所述真空管路与所述渗透率测量夹具连通。
3.根据权利要求2所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述真空装置还包括密闭设置的真空桶，所述真空泵通过真空管路与所述真空桶内部连通，所述真空桶通过另一真空管路与所述渗透率测量夹具连通，所述真空桶与所述渗透率测量夹具之间的真空管路上设有阀门。
4.根据权利要求3所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述渗透率测量夹具包括外筒和内筒，所述外筒一端开口，另一端设置有注入接头，所述注入接头与所述液体管路一端连接；所述内筒能够固定插设于所述外筒内，所述内筒远离注入接头的一端设有出液接头；所述内筒和外筒之间形成的模腔内用于放置织物样品。
5.根据权利要求4所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述外
6.根据权利要求5所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述内筒的连接翼缘上开设有螺纹定位通孔，所述螺纹定位通孔内螺纹连接有定位螺栓，所述定位螺栓底部能够与所述外筒的连接翼缘抵接。
7.根据权利要求4所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述内筒外壁上固定套设有导向带，所述导向带两端固定设有Y形胶圈，所述Y形胶圈能够与所述外筒内侧壁抵接。
8.根据权利要求4所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述外筒内设有两个对称布置的多孔板，所述多孔板位于所述内筒和外筒之间形成的模腔内，两个所述多孔板之间用于放置织物样品；所述真空桶底部设有电子天平。
9.根据权利要求8所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置的测量方法，其特征在于，包括面内方向渗透率测试，其包括如下步骤：
10.根据权利要求8所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置的测量方法，其特征在于，包括厚度方向渗透率测试，其包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，包括渗透率测量夹具，其内用于放置织物样品，且能够调整织物样品的压缩率；
2.根据权利要求1所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述真空装置包括真空泵，其通过所述真空管路与所述渗透率测量夹具连通。
3.根据权利要求2所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述真空装置还包括密闭设置的真空桶，所述真空泵通过真空管路与所述真空桶内部连通，所述真空桶通过另一真空管路与所述渗透率测量夹具连通，所述真空桶与所述渗透率测量夹具之间的真空管路上设有阀门。
4.根据权利要求3所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述渗透率测量夹具包括外筒和内筒，所述外筒一端开口，另一端设置有注入接头，所述注入接头与所述液体管路一端连接；所述内筒能够固定插设于所述外筒内，所述内筒远离注入接头的一端设有出液接头；所述内筒和外筒之间形成的模腔内用于放置织物样品。
5.根据权利要求4所述的纤维体积系数原位可控的织物渗透率测量装置，其特征在于，所述外筒和内筒上均分别设有连接翼缘，所述内筒的连接翼缘上开设有通孔，...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁彪，曾云，许相杰，程晖，张开富，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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