一種水蒸氣擴散系數測試方法及水蒸氣擴散系數測試裝置與流程

文檔序號：11690142閱讀：501來源：國知局

本發明涉及電子技術領域，特別是涉及一種水蒸氣擴散系數測試方法及水蒸氣擴散系數測試裝置。

背景技術：

目前，多孔建筑材料的水蒸氣擴散系數通常由水蒸氣滲透系數結合等溫吸濕曲線計算求得，對于后兩者的測定一般采用穩態測試方式。其中，當水蒸氣正在材料內部擴散過程中時所進行的測量，稱為“瞬態測試”；而在水蒸氣的擴散狀態處于定常態時所進行的測量，稱為“穩態測試”。由于水蒸氣在多孔建材內傳遞緩慢，傳統的穩態測試法耗時長、效率低。即使現有技術中可以通過多種非穩態測試試驗臺測試獲得水蒸氣擴散系數結果，但這些非穩態測試試驗臺在測試時要么耗時較長，要么測試結果與實際水蒸氣擴散系數值相較存在較大偏差，甚至一些非穩態測試試驗臺在測試過程中會對測試樣品的結構產生較大破壞，因此測試出來的結果與水蒸氣擴散系數的實際值仍然存在一定誤差。

可見，現有技術中存在著測試水蒸氣擴散系數的試驗臺通常采用穩態方式測試，測試過程耗時長、效率低，非穩態測試方法測試結果較實際水蒸氣擴散系數值偏差較大的技術問題。

技術實現要素：

本申請提供一種水蒸氣擴散系數測試方法及水蒸氣擴散系數測試裝置，用以解決現有技術中存在著測試水蒸氣擴散系數的試驗臺通常采用穩態方式測試，測試過程耗時長、效率低，非穩態測試方法測試結果較實際水蒸氣擴散系數值偏差較大的技術問題。

本申請一方面提供了一種水蒸氣擴散系數測試方法，包括：

一種水蒸氣擴散系數測試方法，包括：

在水蒸氣擴散系數測試裝置的固定臺上按預定方式固定有實驗樣品，且所述實驗樣品的溫度符合預設條件時，通過濕度測試儀獲得至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數；

基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點相對于第一濕度面之間的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的所述至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品的水蒸氣擴散系數。

其中，所述實驗樣品為在待測樣品除相對設置的第一濕度面和第二濕度面之外的其它表面均勻涂覆密封劑，并在所述待測樣品的第三面上形成至少兩個測試孔而獲得的樣品，所述測試孔的內部包括一測試點，所述至少兩個測試孔中的每個測試孔的測試點之間的連線與水蒸氣由所述第一濕度面向所述第二濕度面的擴散方向一致，所述預定方式為所述實驗樣品的第一濕度面位于所述測試裝置的具有第一濕度的第一環境室中，所述實驗樣品的第二濕度面位于所述測試裝置的具有第二濕度的第二環境室中，所述第一濕度大于所述第二濕度，所述預設條件為所述實驗樣品的表面溫度與環境溫度之間的溫度差在預設閾值范圍內，且所述環境溫度為預設溫度。

可選地，所述測試孔的孔徑小于等于預設孔徑。

可選地，所述至少兩個測試孔中每相鄰兩個測試孔內的測試點之間的距離為預設距離。

可選地，所述通過濕度測試儀獲得所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數，包括：

通過一一對應設置在所述至少兩個測試孔內的測試點上的至少兩個濕度測試儀分別測試得到所述每個測試孔內的測試點的至少兩個濕度參數。

可選地，所述實驗樣品為在待測樣品除相對設置的第一濕度面和第二濕度面之外的其它表面均勻涂覆密封劑，并在所述待測樣品的第三面上形成至少兩個測試孔，再將所述第一濕度面、和所述第二濕度面以及所述至少兩個測試孔中的每個測試孔通過密封材料進行密封而獲得的樣品。

可選地，所述至少兩個濕度測試儀為將所述實驗樣品按所述預定方式固定在所述固定臺上后，將所述每個測試孔上的密封材料取下，并一一對應設置在所述至少兩個測試孔內的測試點上的濕度測試儀；

所述至少兩個濕度參數為在取下設置在所述第一濕度面、和所述第二濕度面上的密封材料后，通過所述至少兩個濕度測試儀分別測試得到所述每個測試孔內的測試點的濕度參數。

可選地，所述基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點相對于所述第一濕度面之間的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品的水蒸氣擴散系數，包括：

基于計算式：獲得所述實驗樣品的水蒸氣擴散系數，其中，c為水蒸氣的體積濃度，為基于所述每個測試孔內的測試點的所述至少兩個濕度參數獲得的相對濕度參數，t為基于所述至少兩個不同的時刻獲得的擴散時間，x為每個測試孔中的測試點相對于所述第一濕度面間的距離，d為所述水蒸氣擴散系數。

可選地，通過密封設置在所述測試裝置上的操作手套對所述測試裝置中的樣品及設備進行操作。

另一方面，本申請實施例還提供了一種水蒸氣擴散系數測試裝置，包括：

第一環境室，室內具有第一濕度；

第二環境室，鄰接于所述第一環境室，室內具有小于所述第一濕度的第二濕度；

固定臺，用以將實驗樣品固定設置在所述第一環境室和所述第二環境室之間，其中，所述實驗樣品為通過在待測樣品除相對設置的第一濕度面和第二濕度面之外的其它表面均勻涂覆密封劑，并在所述待測樣品的第三面上形成至少兩個測試孔的樣品，所述測試孔的內部包括一測試點，所述至少兩個測試孔中的每個測試孔的測試點之間的連線與水蒸氣由所述第一濕度面向所述第二濕度面的擴散方向一致；

濕度測試儀，用以獲得所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數，并向處理設備傳輸所述至少兩個濕度參數；

所述處理設備，基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點相對于所述第一濕度面之間的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的所述至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品的水蒸氣擴散系數。

可選地，所述濕度測試儀包括：

至少兩個濕度測試儀，且所述濕度測試儀的探頭尺寸小于等于預設直徑。

可選地，所述干燥環境室中還設置有無水氯化鈣，以使所述第二環境室中的相對濕度與0％之間的濕度差值小于等于一預設相對濕度值。

可選地，所述測試裝置還包括：

操作手套，密封設置在所述測試裝置的側面上，用以對所述測試裝置的內部的樣品和設備進行操作。

可選地，所述測試裝置還包括：

空氣強制對流器，設置于所述測試裝置中，以使所述第一環境室和所述第二環境室內濕度均勻穩定。

可選地，所述測試裝置還包括：

恒溫系統，以使所述測試裝置的內部溫度保持處于預定溫度范圍。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

本申請實施例中的技術方案可以在水蒸氣擴散系數測試裝置的固定臺上存在按預定方式固定的實驗樣品，并且所述實驗樣品的溫度符合預設條件時，通過濕度測試儀獲得所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數，進一步再通過處理設備基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點距所述第一濕度面的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品在不同相對濕度下的水蒸氣擴散系數。同時，所述實驗樣品為按照預設方式進行過處理的樣品。在本申請實施例的測試方法過程中的所有測試結果均為瞬態結果，測試耗時相對較少，且在測試過程中可以避免其它多種干擾因素，得到的水蒸氣擴散系數的精確度高，因此本申請實施例中的技術方案具有提高測試效率和提高測試結果精準度的技術效果。

本申請實施例至少還具有如下技術效果或優點：

進一步地，本申請實施例中的技術方案可以在所述待測樣品上設置的測試孔孔徑較小，由此可以避免對待測樣品的材料結構造成大面積破壞、使樣品的初始條件和材料的邊界條件保持穩定，使得測試結果更接近于實際結果。因此，本申請實施例中的技術方案還具有進一步提高測試結果的精準性的技術效果。

進一步地，本申請實施例中的技術方案還可以將所述至少兩個測試孔中每相鄰兩個測試孔內的測試點之間的距離設置為相同的距離。例如，每兩個相鄰的測試孔之間的距離為5厘米、10厘米，等等。由此可以降低計算所述水蒸氣擴散系數的計算復雜程度，因此具有提高計算測試效率的技術效果。

進一步地，在實際操作過程中，可以選擇探頭尺寸小的濕度測試儀放置在所述測試孔中，進而可以一一對應獲得每個測試孔中相應的濕度參數。因此本申請實施例中的技術方案還可以從測試儀器方面保障所述實驗樣品的結構避免遭到較大程度破壞，具有進一步保證測試結果的準確性的技術效果。

進一步地，本申請實施例中的技術方案還可以采用密封材料將所述測試孔以及所述第一濕度面和所述第二濕度面進行密封，由此可以避免在將所述實驗樣品固定到所述固定臺之前水蒸氣從測試孔或所述第一濕度面或所述第二濕度面中擴散，影響到最終的測試結果。因此，本申請實施例中的技術方案還具有進一步保證測試結果精準度的技術效果。

進一步地，本申請實施例中的技術方案可以在所述測試裝置上密封設置的操作手套，工作人員可以通過戴上所述操作手套對設置在所述水蒸氣擴散系數測試裝置中的物品或設備進行各種操作，避免在操作過程中外界的氣體、雜質或其它會對測試裝置內部環境造成影響的因素進入到測試裝置中。因此具有進一步保證測試結果的精確性和有效性的技術效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種水蒸氣擴散系數測試方法的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的一種水蒸氣擴散系數測試裝置的結構圖。

具體實施方式

本申請提供一種水蒸氣擴散系數測試方法及水蒸氣擴散系數測試裝置，用以解決現有技術中存在著測試水蒸氣擴散系數的試驗臺通常采用穩態方式測試，測試過程耗時長、效率低，非穩態方法測試結果較實際水蒸氣擴散系數值偏差較大的技術問題。

本申請實施例中的技術方案為解決上述技術問題，總體思路如下：

本申請實施例中的技術方案可以通過在固定臺上存在按預定方式處理并固定的實驗樣品，并且在所述實驗樣品的溫度符合預設條件時，通過濕度測試儀獲得所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數，進一步再通過處理設備基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點距所述第一濕度面的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品在不同相對濕度下的水蒸氣擴散系數。本申請技術方案中的所有測試結果均為瞬態結果，測試耗時相對較少，且能避免其它干擾因素，因此本申請實施例中的技術方案具有提高測試效率和提高測試結果精準度的技術效果。

下面通過附圖以及具體實施例對本申請技術方案做詳細的說明，應當理解本申請實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術方案的詳細的說明，而不是對本申請技術方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術特征可以相互組合。

本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，a和/或b，可以表示：單獨存在a，同時存在a和b，單獨存在b這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。

實施例一

請參考圖1，本申請實施例一提供一種水蒸氣擴散系數測試方法，包括：

步驟101：在水蒸氣擴散系數測試裝置的固定臺上按預定方式固定有實驗樣品，且所述實驗樣品的溫度符合預設條件時，通過濕度測試儀獲得至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數。

步驟102：通過處理設備基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點相對于所述第一濕度面之間的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的所述至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品的水蒸氣擴散系數。

在一種可能的實施方式中，第一濕度面可以是至少兩個濕度參數中最大的濕度參數對應的測試孔的所在面，并且，第一濕度面還可以垂直于每個測試孔內的測試點之間的連線。

所述待測樣品可以是采用需要測出水蒸氣擴散系數的材料所制作的物品。并且，所述待測樣品的形狀可以為多種。由于水蒸氣的擴散特性為從材料中的一點向四周發散，因此可以將除所述第一濕度面和所述第二濕度面之外的所述待測樣品的其它所有表面都涂覆上密封劑，由此可以保證水蒸氣在所述待測樣品中的擴散方向為從所述第一濕度面到所述第二濕度面，避免未涂覆密封劑時水蒸氣在測試過程中向其它面擴散流失從而造成測試結果不精準。

由于所述第一濕度面和所述第二濕度面可以為相對設置，因而在測試過程中可以通過在所述第一濕度面和所述第二濕度面之間的材料中設置測試點，并采集所述測試點處的濕度參數，例如，當所述待測樣品為圓柱體時，所述第一濕度面和所述第二濕度面可以為所述圓柱體的兩個底面，進一步地可以在所述第一濕度面和所述第二濕度面之間的柱體部分的表面位置設置所述測試點；當所述待測樣品為圓鼓狀的物體時，所述第一濕度面和所述第二濕度面可以為所述圓鼓狀的物體的兩個鼓面，進一步地可以在所述第一濕度面和所述第二濕度面之間的球體部分的內部位置設置所述測試點，等等。

當設置好所述測試點之后則可以進一步采取相應的測試工具及測試方法而獲得水蒸氣在由所述第一濕度面逐漸擴散到所述第二濕度面的過程中所需的各類參數。例如，每個測試點在某一時刻上的濕度參數，當第一測試點上的濕度達到與第二測試點在某一時刻上的相同濕度時所經歷的時間參數，等等。進一步可以根據這些參數采用計算方式、預估方式等多種方式獲得制作所述待測樣品的材料對應的水蒸氣擴散系數。

需要指出的是，在采用本申請實施例的測試裝置進行水蒸氣擴散系數測試時，可以將所述實驗樣品放置在該測試裝置內直到所述實驗樣品的表面溫度和/或內部溫度與環境溫度處于接近的狀態，再通過保證該測試裝置內部的溫度趨于恒定，由此可使得在測試過程中實驗樣品的溫度也趨于穩定，避免測試過程中因溫差較大的原因對水蒸氣的擴散造成影響。

另一方面，在測試過程中需要將所述實驗樣品的第一濕度面位于所述測試裝置的具有第一濕度的第一環境室中，所述實驗樣品的第二濕度面位于所述測試裝置的具有第二濕度的第二環境室中。這是由于所述第一環境室中的濕度大于第二環境室中的濕度，因此可以提供濕度差動力以使得水蒸氣由所述第一濕度面向所述第二濕度面的方向進行擴散。

在實際操作過程中，可以通過boltzmann變換反解菲克第二定律結合理想氣體狀態方程和相對濕度定義，求得等溫條件下，不同相對濕度下的水蒸氣擴散系數，數學表達式包括但不限于如下：

其中，c為水蒸氣的體積濃度，為基于所述每個測試孔內的測試點的所述至少兩個濕度參數獲得的相對濕度參數，t為基于所述至少兩個不同的時刻獲得的擴散時間，x為每個測試孔中的測試點相對于所述第一濕度面間的距離，d為所述水蒸氣擴散系數。

當然，上述計算式還可以有其它變化形式，因此在實際操作過程中可以通過采用所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點相對于所述第一濕度面的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的至少兩個濕度參數，用多種計算式確定出制作所述待測樣品的材料的水蒸氣擴散系數。

由此可見，本申請實施例中的技術方案可以在水蒸氣擴散系數測試裝置的固定臺上存在按預定方式固定的實驗樣品，并且所述實驗樣品的溫度符合預設條件時，通過濕度測試儀獲得所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數，進一步再通過處理設備基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點距所述第一濕度面的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品在不同相對濕度下的水蒸氣擴散系數。同時，所述實驗樣品為按照預設方式進行過處理的樣品。在本申請實施例的測試方法過程中的所有測試結果均為瞬態結果，測試耗時相對較少，且在測試過程中可以避免其它多種干擾因素，得到的水蒸氣擴散系數的精確度高，因此本申請實施例中的技術方案具有提高測試效率和提高測試結果精準度的技術效果。

可選地，所述測試孔的孔徑小于等于預設孔徑。

也就是說，在實際操作時，在所述待測樣品上設置的測試孔孔徑可以為較小，由此可以避免對待測樣品的材料結構造成大面積破壞、使樣品的初始條件和材料的邊界條件保持穩定，使得測試結果更接近于實際結果。因此，本申請實施例中的技術方案還具有進一步提高測試結果的精準性的技術效果。

可選地，所述所述至少兩個測試孔中每相鄰兩個測試孔內的測試點之間的距離為預設距離。

也就是說，本申請實施例中的技術方案還可以將所述至少兩個測試孔中每相鄰兩個測試孔內的測試點之間的距離設置為相同的距離。例如，每兩個相鄰的測試孔之間的距離為5厘米、10厘米，等等。由此可以降低計算所述水蒸氣擴散系數的計算復雜程度，因此具有提高計算測試效率的技術效果。

可選地，所述通過濕度測試儀獲得所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數，包括：

通過一一對應設置在所述至少兩個測試孔內的測試點上的至少兩個濕度測試儀分別測試得到所述每個測試孔內的測試點的至少兩個濕度參數。

在實際操作過程中，可以選擇探頭尺寸小的濕度測試儀放置在所述測試孔中，進而可以一一對應獲得每個測試孔中相應的濕度參數。因此本申請實施例中的技術方案還可以從測試儀器方面保障所述實驗樣品的結構避免遭到較大程度破壞，具有進一步保證測試結果的準確性的技術效果。

由于測試孔為挖空所述實驗樣品的部位，因此形成了與空氣相接觸的表面，同理，所述第一濕度面和所述第二濕度面也為與空氣相接觸的表面，為了避免在將所述實驗樣品固定到所述固定臺之前水蒸氣從測試孔或所述第一濕度面或所述第二濕度面中擴散，影響到最終的測試結果，因此可以采用密封材料將所述測試孔以及所述第一濕度面和所述第二濕度面進行密封。可見，本申請實施例中的技術方案還具有進一步保證測試結果精準度的技術效果。

可選地，通過密封設置在所述測試裝置上的操作手套對所述測試裝置中的樣品及設備進行操作。

也就是說，工作人員可以通過戴上所述操作手套對設置在所述水蒸氣擴散系數測試裝置中的物品或設備進行各種操作，由于所述操作手套為密封設置，不會有外界的氣體、雜質或其它會對測試裝置內部環境造成影響的因素進入到測試裝置中。因此工作人員在采用該操作手套的作業時不會對測試裝置內部的環境造成任何影響，具有進一步保證測試結果的精確性和有效性的技術效果。

實施例二

請參考圖2，本申請實施例二提供一種水蒸氣擴散系數測試裝置，包括：

第一環境室201，室內具有第一濕度；

第二環境室202，鄰接于所述第一環境室201，室內具有小于所述第一濕度的第二濕度；

固定臺203，用以將實驗樣品固定設置在所述第一環境室201和所述第二環境室202之間，其中，所述實驗樣品為通過在待測樣品除相對設置的第一濕度面和第二濕度面之外的其它表面均勻涂覆密封劑，并在所述待測樣品的第三面上形成至少兩個測試孔的樣品，所述測試孔的內部包括一測試點，所述至少兩個測試孔中的每個測試孔的測試點之間的連線與水蒸氣由所述第一濕度面向所述第二濕度面的擴散方向一致；

濕度測試儀204，用以獲得所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點在至少兩個不同時刻一一對應的至少兩個濕度參數，并向所述處理設備205傳輸所述至少兩個濕度參數；

處理設備205，基于所述至少兩個測試孔中每個測試孔內的測試點相對于所述第一濕度面之間的距離、和所述至少兩個不同的時刻、和所述每個測試孔內的測試點的所述至少兩個濕度參數，確定所述實驗樣品的水蒸氣擴散系數。

在一種可能的實施方式中，處理設備205可以與濕度測試儀204連接。

可選地，所述濕度測試儀204包括：

至少兩個濕度測試儀204，且所述濕度測試儀204的探頭尺寸小于等于預設直徑。

可選地，所述干燥環境室中還設置有無水氯化鈣，以使所述第二環境室202中的相對濕度與0％之間的濕度差值小于等于一預設相對濕度值。

可選地，所述測試裝置還包括：

操作手套206，密封設置在所述測試裝置的側面上，用以對所述測試裝置的內部的樣品和設備進行操作。

可選地，所述測試裝置還包括：

空氣強制對流器207，設置于所述測試裝置中，以使所述第一環境室201和所述第二環境室202內濕度均勻穩定。

可選地，所述測試裝置還包括：

恒溫系統，以使所述測試裝置的內部溫度保持處于預定溫度范圍。