專利名稱：一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置及測試方法
技術領域：
本發明屬于測試儀器領域，涉及一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置及測試方法。
背景技術：
目前，厭氧消化產沼氣技術已經成為一種比較成熟的生物質能利用技術，具有能源和環保的雙重效益。在世界許多國家已經建設了大量的大中型沼氣工程。在大中型的沼氣工程中，作為平衡產氣與用氣的手段，氣體貯存環節占據著起著舉足輕重的地位。隨著現代精細化工科技的不斷進步，新型的膜材料也得到不斷發展，并逐漸因其較好的力學性能以及優越的氣密性取代了傳統的高壓貯氣罐或低壓濕式儲氣柜，越來越廣泛地運用于沼氣貯存領域。至今，國內外均未制定專門針對沼氣貯氣膜的產品性能標準以及試驗測試標準。 一些著名的膜材料生產廠家如德國的mehler公司、agriKomp公司和國內的思嘉環保材料科技有限公司等均是采用的企業標準，但是企業標準之間的評價參數存在一定的差異，這在一定程度上影響了沼氣貯氣膜材料的健康發展。在各項性能指標中，究其所應用的特殊場所，膜材料需要有優良的氣密性能，故膜材對氣體透過性能這一指標尤為重要。又由于沼氣的主要成分是甲烷，甲烷又是一種溫室氣體，故制定一種統一的沼氣貯氣膜甲烷透過性裝置是有必要的、實用的。
發明內容
為了填充現有氣體透過性測試裝置對于測試甲烷氣體(易燃易爆氣體)的空白，本發明提供一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置及測試方法，該發明不僅能測出已知條件下沼氣貯氣膜的甲烷透過量和透過率，而且可以測量其他膜材易燃易爆氣體的透過量和透過率。本發明解決其技術問題所采用的技術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的傳感器，針對這些限制因素，為了達到甲烷透氣性測試的目的，對常規的氣體透過性測試方法進行了改進，增加了一路作為吹脫氣的保護氣(氮氣)管路和保護閥。一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置，由試驗氣體、保護氣體、動力氣、真空泵、保護閥、高壓室針閥、測壓裝置、測試腔、試樣、低壓室針閥、放空閥組成；測試氣體(1)與保護氣體(2)并聯到保護閥(5)，再與動力氣(3)—起并聯到系統中，與高壓室針閥(6)、測壓裝置(7)、測試腔(8)、低壓室針閥(10)串聯，然后連接到真空泵(4)與放空閥(11)連接的管線上。在透氣性測試開始時，先利用保護閥開啟氮氣進行吹脫，然后再抽真空，到達測試階段時，通過保護閥關閉氮氣，同時開通甲烷氣進行透氣性測試；這樣就保證了整個測試系統測試易燃易爆氣體透過性時的安全性、可靠性。
具體測試步驟如下。①薄膜或薄片的試樣經過預處理后，測試其厚度，并于室溫條件下干燥，備用；
②將試驗臺密封圈處涂一層真空油脂，將步驟①所述試樣置于測試腔內，蓋好上蓋并緊固，測試腔分為低壓室和高壓室；
③測試范圍溫度為0°c 70°C，濕度為0 100%RH；
④將保護閥放置在氮氣處，開始測試，對測試系統進行吹脫，以排除測試系統中的雜質氣體；
⑤保護閥保持放置在氮氣處，對低壓室、高壓室抽真空直到27kPa以下，并持續3小時， 以達到國標對于真空的定義；
⑥抽真空結束后進行透氣性測試。將保護閥調至甲烷處，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利用計算機進行測量計算透氣量和透過系數，試驗結果以每組試樣的算術平均值表
7J\ ο本發明的有益效果是，通過這種裝置可以測試易燃易爆氣體的氣體透過性。
圖1是本發明的測試系統圖。圖中1.試驗氣體，2.保護氣體，3.動力氣，4.真空泵，5.保護閥，6.高壓室針閥， 7.測壓裝置，8.測試腔，9.試樣，10.低壓室針閥，11.放空閥。
具體實施例方式在圖1中，測試氣體(1)與保護氣體(2)并聯，由保護閥(5)選擇性的控制氣體的開關，然后通過高壓室氣針閥(6 )及測壓裝置(7 )連接到測試腔(8 )。①薄膜或薄片的試樣經過預處理后，測試其厚度，并于室溫條件下干燥，備用； ②將試驗臺密封圈處涂一層真空油脂，將所述試(9)樣置于測試腔(8)上，將低壓室和
高壓室分開，蓋好上蓋并緊固；打開測試氣體(1)、保護氣體(2)和動力氣體(3)。③設置測試條件溫度(0°C 70°C )和濕度(0 100%RH)；
④將保護閥(5)放置在氮氣處，開始測試，對測試系統進行吹脫，以排除測試系統中的雜質氣體；
⑤保護閥(5)保持在氮氣處，開啟真空泵(4)，對低壓室、高壓室抽真空直到27kPa以下，并持續3小時，以達到國標對于真空的定義；
⑥抽真空結束后進行透氣性測試。將保護閥調(5)至甲烷處，向高壓室充甲烷，通過高壓室針閥(6)及測壓裝置(7)控制高壓室的氣體壓力在LOXlO5Pa 1. 1 X IO5Pa ；
⑦計算機系統將會根據具體低壓室針閥(10)及測壓裝置(7)測得的數據，再利用已有的軟件進行計算，測試結束后將自動顯示出測試結果；開啟放空閥(11)，將系統內的氣體放空。
權利要求
1.一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置及測試方法，其特征是由試驗氣體(1)、保護氣體(2)、動力氣(3)、真空泵(4)、保護閥(5)、高壓室針閥(6)、測壓裝置(7)、測試腔(8)、 低壓室針閥(10)、放空閥(11)組成；測試氣體(1)與保護氣體(2)并聯到保護閥(5)，再與動力氣(3)—起并聯到系統中，與高壓室針閥(6)、測壓裝置(7)、測試腔(8)、低壓室針閥 (10)串聯，然后連接到真空泵(4)與放空閥(11)連接的管線上。
2.如權利要求1所述一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置，其特征是在透氣性測試開始時，先利用保護閥開啟氮氣進行吹脫，然后再抽真空，到達測試階段時，通過保護閥關閉氮氣，同時開通甲烷氣進行透氣性測試；這樣就保證了整個測試系統測試易燃易爆氣體透過性時的安全性、可靠性。
3.一種采用權利要求1所述沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置的測試方法，其特征是具體測試步驟如下①薄膜或薄片的試樣經過預處理后，測試其厚度，并于室溫條件下干燥，備用；②將試驗臺密封圈處涂一層真空油脂，將步驟①所述試樣置于測試腔內，蓋好上蓋并緊固，測試腔分為低壓室和高壓室；③測試范圍溫度為0°c 70°C，濕度為0 100%RH；④將保護閥放置在氮氣處，開始測試，對測試系統進行吹脫，以排除測試系統中的雜質氣體；⑤保護閥保持放置在氮氣處，對低壓室、高壓室抽真空直到27kPa以下，并持續3小時， 以達到國標對于真空的定義；⑥抽真空結束后進行透氣性測試，將保護閥調至甲烷處，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利用計算機進行測量計算透氣量和透過系數，試驗結果以每組試樣的算術平均值表7J\ ο
全文摘要
一種沼氣貯氣膜甲烷透過性測試裝置及測試方法，屬于測試儀器領域。其特征是在測試系統中，增加一路保護氣體和保護閥，通過保護閥控制整個測試過程中不同用途的氣體的開關，測試氣體(1)與保護氣體(2)并聯到保護閥(5)，再與動力氣(3)一起并聯到系統中，與高壓室針閥(6)、測壓裝置(7)、測試腔(8)、低壓室針閥(10)串聯，然后連接到真空泵(4)與放空閥(11)連接的管線上。在透氣性測試開始時，先利用保護閥開啟保護氣(氮氣)進行吹脫，然后再抽真空，到達測試階段時，通過保護閥關閉保護氣(氮氣)，同時開通甲烷氣進行透氣性測試。這樣就保證了整個測試系統測試易燃易爆氣體透過性時的安全性、可靠性。
文檔編號G01N15/08GK102564915SQ20121000393
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者劉璇, 尹福斌, 廉靜, 李子富, 王曉希, 程世昆 申請人:北京科技大學