專利名稱：一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)試儀器領(lǐng)域，涉及一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置及測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
目前，厭氧消化產(chǎn)沼氣技術(shù)已經(jīng)成為一種比較成熟的生物質(zhì)能利用技術(shù)，具有能源和環(huán)保的雙重效益。在世界許多國家已經(jīng)建設(shè)了大量的大中型沼氣工程。在大中型的沼氣工程中，作為平衡產(chǎn)氣與用氣的手段，氣體貯存環(huán)節(jié)占據(jù)著起著舉足輕重的地位。隨著現(xiàn)代精細(xì)化工科技的不斷進(jìn)步，新型的膜材料也得到不斷發(fā)展，并逐漸因其較好的力學(xué)性能以及優(yōu)越的氣密性取代了傳統(tǒng)的高壓貯氣罐或低壓濕式儲(chǔ)氣柜，越來越廣泛地運(yùn)用于沼氣貯存領(lǐng)域。至今，國內(nèi)外均未制定專門針對(duì)沼氣貯氣膜的產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)以及試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。 一些著名的膜材料生產(chǎn)廠家如德國的mehler公司、agriKomp公司和國內(nèi)的思嘉環(huán)保材料科技有限公司等均是采用的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的評(píng)價(jià)參數(shù)存在一定的差異，這在一定程度上影響了沼氣貯氣膜材料的健康發(fā)展。在各項(xiàng)性能指標(biāo)中，究其所應(yīng)用的特殊場(chǎng)所，膜材料需要有優(yōu)良的氣密性能，故膜材對(duì)氣體透過性能這一指標(biāo)尤為重要。又由于沼氣的主要成分是甲烷，甲烷又是一種溫室氣體，故制定一種統(tǒng)一的沼氣貯氣膜甲烷透過性裝置是有必要的、實(shí)用的。

發(fā)明內(nèi)容
為了填充現(xiàn)有氣體透過性測(cè)試裝置對(duì)于測(cè)試甲烷氣體(易燃易爆氣體)的空白，本發(fā)明提供一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置及測(cè)試方法，該發(fā)明不僅能測(cè)出已知條件下沼氣貯氣膜的甲烷透過量和透過率，而且可以測(cè)量其他膜材易燃易爆氣體的透過量和透過率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是甲烷是一種易燃易爆的氣體，并且至今沒有專門用于甲烷檢測(cè)的傳感器，針對(duì)這些限制因素，為了達(dá)到甲烷透氣性測(cè)試的目的，對(duì)常規(guī)的氣體透過性測(cè)試方法進(jìn)行了改進(jìn)，增加了一路作為吹脫氣的保護(hù)氣(氮?dú)?管路和保護(hù)閥。一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置，由試驗(yàn)氣體、保護(hù)氣體、動(dòng)力氣、真空泵、保護(hù)閥、高壓室針閥、測(cè)壓裝置、測(cè)試腔、試樣、低壓室針閥、放空閥組成；測(cè)試氣體(1)與保護(hù)氣體(2)并聯(lián)到保護(hù)閥(5)，再與動(dòng)力氣(3)—起并聯(lián)到系統(tǒng)中，與高壓室針閥(6)、測(cè)壓裝置(7)、測(cè)試腔(8)、低壓室針閥(10)串聯(lián)，然后連接到真空泵(4)與放空閥(11)連接的管線上。在透氣性測(cè)試開始時(shí)，先利用保護(hù)閥開啟氮?dú)膺M(jìn)行吹脫，然后再抽真空，到達(dá)測(cè)試階段時(shí)，通過保護(hù)閥關(guān)閉氮?dú)?，同時(shí)開通甲烷氣進(jìn)行透氣性測(cè)試；這樣就保證了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試易燃易爆氣體透過性時(shí)的安全性、可靠性。
具體測(cè)試步驟如下。①薄膜或薄片的試樣經(jīng)過預(yù)處理后，測(cè)試其厚度，并于室溫條件下干燥，備用；
②將試驗(yàn)臺(tái)密封圈處涂一層真空油脂，將步驟①所述試樣置于測(cè)試腔內(nèi)，蓋好上蓋并緊固，測(cè)試腔分為低壓室和高壓室；
③測(cè)試范圍溫度為0°c 70°C，濕度為0 100%RH；
④將保護(hù)閥放置在氮?dú)馓?，開始測(cè)試，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行吹脫，以排除測(cè)試系統(tǒng)中的雜質(zhì)氣體；
⑤保護(hù)閥保持放置在氮?dú)馓?，?duì)低壓室、高壓室抽真空直到27kPa以下，并持續(xù)3小時(shí)， 以達(dá)到國標(biāo)對(duì)于真空的定義；
⑥抽真空結(jié)束后進(jìn)行透氣性測(cè)試。將保護(hù)閥調(diào)至甲烷處，向高壓室充甲烷，高壓室的氣體壓力控制在1. 0 X IO5Pa 1. 1 X IO5Pa ；
⑦利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算透氣量和透過系數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果以每組試樣的算術(shù)平均值表
7J\ ο本發(fā)明的有益效果是，通過這種裝置可以測(cè)試易燃易爆氣體的氣體透過性。


圖1是本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)圖。圖中1.試驗(yàn)氣體，2.保護(hù)氣體，3.動(dòng)力氣，4.真空泵，5.保護(hù)閥，6.高壓室針閥， 7.測(cè)壓裝置，8.測(cè)試腔，9.試樣，10.低壓室針閥，11.放空閥。
具體實(shí)施例方式在圖1中，測(cè)試氣體(1)與保護(hù)氣體(2)并聯(lián)，由保護(hù)閥(5)選擇性的控制氣體的開關(guān)，然后通過高壓室氣針閥(6 )及測(cè)壓裝置(7 )連接到測(cè)試腔(8 )。①薄膜或薄片的試樣經(jīng)過預(yù)處理后，測(cè)試其厚度，并于室溫條件下干燥，備用； ②將試驗(yàn)臺(tái)密封圈處涂一層真空油脂，將所述試(9)樣置于測(cè)試腔(8)上，將低壓室和
高壓室分開，蓋好上蓋并緊固；打開測(cè)試氣體(1)、保護(hù)氣體(2)和動(dòng)力氣體(3)。③設(shè)置測(cè)試條件溫度(0°C 70°C )和濕度(0 100%RH)；
④將保護(hù)閥(5)放置在氮?dú)馓帲_始測(cè)試，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行吹脫，以排除測(cè)試系統(tǒng)中的雜質(zhì)氣體；
⑤保護(hù)閥(5)保持在氮?dú)馓帲_啟真空泵(4)，對(duì)低壓室、高壓室抽真空直到27kPa以下，并持續(xù)3小時(shí)，以達(dá)到國標(biāo)對(duì)于真空的定義；
⑥抽真空結(jié)束后進(jìn)行透氣性測(cè)試。將保護(hù)閥調(diào)(5)至甲烷處，向高壓室充甲烷，通過高壓室針閥(6)及測(cè)壓裝置(7)控制高壓室的氣體壓力在LOXlO5Pa 1. 1 X IO5Pa ；
⑦計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)具體低壓室針閥(10)及測(cè)壓裝置(7)測(cè)得的數(shù)據(jù)，再利用已有的軟件進(jìn)行計(jì)算，測(cè)試結(jié)束后將自動(dòng)顯示出測(cè)試結(jié)果；開啟放空閥(11)，將系統(tǒng)內(nèi)的氣體放空。
權(quán)利要求
1.一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置及測(cè)試方法，其特征是由試驗(yàn)氣體(1)、保護(hù)氣體(2)、動(dòng)力氣(3)、真空泵(4)、保護(hù)閥(5)、高壓室針閥(6)、測(cè)壓裝置(7)、測(cè)試腔(8)、 低壓室針閥(10)、放空閥(11)組成；測(cè)試氣體(1)與保護(hù)氣體(2)并聯(lián)到保護(hù)閥(5)，再與動(dòng)力氣(3)—起并聯(lián)到系統(tǒng)中，與高壓室針閥(6)、測(cè)壓裝置(7)、測(cè)試腔(8)、低壓室針閥 (10)串聯(lián)，然后連接到真空泵(4)與放空閥(11)連接的管線上。
2.如權(quán)利要求1所述一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置，其特征是在透氣性測(cè)試開始時(shí)，先利用保護(hù)閥開啟氮?dú)膺M(jìn)行吹脫，然后再抽真空，到達(dá)測(cè)試階段時(shí)，通過保護(hù)閥關(guān)閉氮?dú)猓瑫r(shí)開通甲烷氣進(jìn)行透氣性測(cè)試；這樣就保證了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試易燃易爆氣體透過性時(shí)的安全性、可靠性。
3.一種采用權(quán)利要求1所述沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征是具體測(cè)試步驟如下①薄膜或薄片的試樣經(jīng)過預(yù)處理后，測(cè)試其厚度，并于室溫條件下干燥，備用；②將試驗(yàn)臺(tái)密封圈處涂一層真空油脂，將步驟①所述試樣置于測(cè)試腔內(nèi)，蓋好上蓋并緊固，測(cè)試腔分為低壓室和高壓室；③測(cè)試范圍溫度為0°c 70°C，濕度為0 100%RH；④將保護(hù)閥放置在氮?dú)馓帲_始測(cè)試，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行吹脫，以排除測(cè)試系統(tǒng)中的雜質(zhì)氣體；⑤保護(hù)閥保持放置在氮?dú)馓?，?duì)低壓室、高壓室抽真空直到27kPa以下，并持續(xù)3小時(shí)， 以達(dá)到國標(biāo)對(duì)于真空的定義；⑥抽真空結(jié)束后進(jìn)行透氣性測(cè)試，將保護(hù)閥調(diào)至甲烷處，向高壓室充甲烷，高壓室的氣體壓力控制在1. 0 X IO5Pa 1. 1 X IO5Pa ；⑦利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算透氣量和透過系數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果以每組試樣的算術(shù)平均值表7J\ ο
全文摘要
一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測(cè)試裝置及測(cè)試方法，屬于測(cè)試儀器領(lǐng)域。其特征是在測(cè)試系統(tǒng)中，增加一路保護(hù)氣體和保護(hù)閥，通過保護(hù)閥控制整個(gè)測(cè)試過程中不同用途的氣體的開關(guān)，測(cè)試氣體(1)與保護(hù)氣體(2)并聯(lián)到保護(hù)閥(5)，再與動(dòng)力氣(3)一起并聯(lián)到系統(tǒng)中，與高壓室針閥(6)、測(cè)壓裝置(7)、測(cè)試腔(8)、低壓室針閥(10)串聯(lián)，然后連接到真空泵(4)與放空閥(11)連接的管線上。在透氣性測(cè)試開始時(shí)，先利用保護(hù)閥開啟保護(hù)氣(氮?dú)?進(jìn)行吹脫，然后再抽真空，到達(dá)測(cè)試階段時(shí)，通過保護(hù)閥關(guān)閉保護(hù)氣(氮?dú)?，同時(shí)開通甲烷氣進(jìn)行透氣性測(cè)試。這樣就保證了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試易燃易爆氣體透過性時(shí)的安全性、可靠性。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102564915SQ20121000393
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者劉璇, 尹福斌, 廉靜, 李子富, 王曉希, 程世昆 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)