专利名称：机械恒温箱调湿功能材料性能测试设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于材料测试领域，涉及新型调湿功能材料性能测试系统，可以用于以湿度反应法检测各种材料的调湿性能。
背景技术：
空气相对湿度的高低影响着人们的工作和生活，湿度控制无论对人们的居住环境，还是对物品的保护都显得尤为重要。随着科技新材料技术的发展，人们相继研发出具有湿度调节功能的材料，并将这种材料广泛应用于建材制品、纺织制品等产品上，使传统产品在满足原有使用功能的同时，具备了调节环境相对湿度、改善生活空间舒适度的能力。具有湿度调节功能的产品发展速度很快，调湿功能涂料、壁纸、腻子、陶瓷等制品大量涌入市场，但是相应的检测方法及设备发展相对滞后，严重影响了行业的发展。目前市场上对材料调湿性能的测试方法主要有湿度反应法与温度反应法两种。温度反应法是把材料放入被密闭的箱子中，通过变动箱子周围的温度来使箱内湿度发生变动，根据箱内湿度和温度的变化，通过计算来求出材料每变化l°c的吸放湿量。日常生活中温湿度的变化主要是由空气中水蒸气含量的变化引起的，受环境温度的影响较小。但是在实际生活中，环境温差的变化并不是很大，很难对产品的饱和吸湿量产生影响。湿度反应法以恒温恒湿实验箱内部的相对湿度变化，在相对湿度的变化下，由于内外湿度差的作用，检测样品对周围环境吸收或释放水蒸气，根据检测样品质量的变化值，衡量样品调湿能力的大小。与温度反应法相比，湿度反应法具有较强的实用性及推广性，而且简单易操作，加上影响产品吸放湿量的主要因素是环境相对湿度的变化量，所以绝大多数企业都采用湿度反应法作为产品吸放湿性能检测方法。目前广泛用于以湿度反应法检测调湿性能的仪器往往都是恒温恒湿试验箱与电子天平组合。其中恒温恒湿试验箱可以通过机械式控制温湿的方式，控制试验环境的温湿度，由于机械控制技术的发展，温湿度的精确度可以满足测试的要求。但是由于内部气流速度无法控制，且检测样品表面气流对测试结果影响较大，因此需要解决这一问题，形成一套更完整的调湿性能检测系统；另一方面，由于电子天平读数的需要往往要在实验过程中开关试验箱门，会影响测试环境的稳定性。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一套完整的并提高测试稳定性的机械恒温箱调湿功能材料性能测试设备。本实用新型机械恒温箱调湿功能材料性能测试设备，包括相对湿度控制部分、称量部分以及温湿度监测部分，所述相对湿度控制部分有一可调温度和湿度的密闭空间，所述称量部分以及温湿度监测部分置于该密闭空间内，称量部分为电子天平，所述温湿度监测部分包括温度探头和湿度探头，电子天平、温度探头和湿度探头均连线于一设于该密闭空间外的计算机。[0007]所述相对湿度控制部分为机械式恒温箱，由一恒温恒湿箱形成密闭空间，待测样品置于电子天平上，温度探头和湿度探头分别位于待测样品上方50mm的位置，在待测样品、温度探头、湿度探头和电子天平外设一防风罩，防风罩的侧壁面上留有多个通孔。所述密闭空间的内容积不小于0. 5m3。所述防风罩侧壁面的通孔均勻或不均勻分布在左右两侧。所述防风罩侧壁面的通孔直径为1. 5cm 3cm。所述防风罩侧壁面的通孔大小不相等。所述防风罩的体积不小于0. 3m3。本实用新型主要由相对湿度控制部分、称量部分以及温湿度监测部分组成，其中以加设保护罩的机械恒温箱系统作为相对湿度控制部分。本实用新型能以湿度反应法检测材料的吸放湿性能，通过计算机实时记录电子天平称量的到得检测样品数据，计算得到样品吸放湿能力的大小。本实用新型由于加设了防风罩，可以减小内部检测样品上方的气流对测试结果的影响，同时亦可保证有一定的气流速度，保持内部环境的温湿度均勻、精确， 控制测试环境温湿度的同时使测试结果更加准确，减少环境因素对测试结果的影响，不仅可以准确测定材料的调湿性能，且测试结果稳定性好。
图1为本实用新型机械恒温箱调湿功能材料性能测试设备的构成示意图。图2为本实用新型针对调湿壁纸和调湿瓷砖样品检测的质量-时间变化曲线图。
具体实施方式
本实用新型是为调湿建材的行业标准制定而做出。主要提供一种合理科学稳定的调湿材料性能测试系统，用于以湿度反应法检测材料的吸放湿性能。本实用新型的调湿材料测试设备主要由相对湿度控制部分、称量部分以及温湿度监测部分组成。相对湿度控制部分用以制造及保持测试样品的测试环境；称量部分为电子天平，用以对测试样品进行实时准确称量；温湿度监测部分包括温度探头和湿度探头，伸入相对湿度控制部分装置内位于测试样品表面上方用于监测样品表面温度和湿度；电子天平、温度探头和湿度探头均连线于一外接计算机以便记录并显示各自变化数值，实现数据实时监控，同时避免开关箱门对检测环境造成的影响。一、相对湿度控制部分在本实用新型中，相对湿度控制部分可根据测试需要以机械式恒温箱实现。其中参见图1所示，机械式恒温箱是利用恒温恒湿试验箱控制测试环境的温度与相对湿度，在一现有恒温恒湿箱1内放置称量部分的电子天平2，再将待测样品S放在电子天平 2上，监测部分的温度探头3和湿度探头4分别悬挂于待测样品上方50mm的位置，并且在恒温恒湿箱1内加设一防风罩5，将待测样品S、温度探头3、湿度探头4和电子天平2同时罩入该防风罩5内，防风罩5的侧壁面上留有较多数量的通孔。该系统中，恒温恒湿箱1的内容积不小于0. 5m3，箱内温度设定值的偏差不应超过士0.5°C，相对湿度与设定值偏差不应超过士2%，(23士0.5) °C时，相对湿度从30%到95%相互转换的时间不超过20min;防风罩5的体积应不小于0. 3m3，根据恒温恒湿试验箱内气流速度的大小，开在罩的侧壁面的通孔的分布特点为左右两侧均有，分布、大小可以不规则，孔的大小以直径为1.5cm 3cm范围内为宜，孔的数量按进入箱内风速的大小确定，在减小风力的同时也保证防风罩5内部空间有一定的风速，确保内部环境温湿度快速达到平衡，使罩内校正水蒸气表面阻力数值在(12. 0 14. 6) X IO3Hi2 · h · Pa/mg范围内。该机械式恒温箱由于加设了防风罩5，可以减小内部检测样品上方的气流对测试结果的影响，同时亦可保证有一定的气流速度保持内部环境的温湿度均勻。二、温湿度监测部分在本实用新型中，温湿度监测部分由温湿度探测仪组成，其中温度探头3和湿度探头4置于待测样品表面上方50mm处，用于监测样品待测表面的空气温湿度，以便调整控制测试环境温湿度，保证测试结果的准确。三、称量部分在本实用新型中，称量部分为高度防潮的电子天平2，读数部分与外部计算机(图中未画)连接，可由计算机在线自动记录数据，既避免了读数时需取出样品而改变内部环境，影响检测结果，又保证了读数的连续性与准确性。四、计算机在本实用新型中，所用计算机为普通台式机或笔记本电脑，通过计算机直接记录由电子天平传输的被检样品的即时质量，并将得到的数值通过预装的以下算式计算出样品的吸放湿量Wa= (ma-m0)/A ...................................................(1)Wd= (ma-md)/A ...................................................O)式中Wa-吸湿过程结束时的吸湿量，单位为千克每平方米(kg/m2)；Wd-放湿过程结束时的放湿量，单位为千克每平方米(kg/m2)；ma-吸湿过程结束时样品的质量，单位为千克(kg)；md-放湿过程结束时样品的质量，单位为千克(kg)；Hitl-养护后样品的质量，单位为千克(kg)；A-样品待测吸湿/放湿面积，单位为平方米(m2)。五、材料吸放湿性能测试以下通过具体检测实例说明本实用新型的测试过程。(1)吸放湿性能测试选用待测装饰材料用本实用新型测试系统进行吸放湿性能测试。将待测材料分别制成面积为25cmX25cm的样品，按以下步骤进行吸放湿量的检测1)先将样品置于(23士0.5) °C环境温度、33%相对湿度条件下的恒温室内养护 Mh，至样品质量的变化量不大于0. ；2)将恒温恒湿箱内相对湿度设定为93%，将样品放入，安装好防风罩，开始由计算机连续24h记录电子天平传输的样品质量，并按式(1)计算得到样品的24h吸湿量，由此完成吸湿性能检测；3)之后将恒温恒湿箱内相对湿度改变为33%，继续由计算机连续24h记录电子天平传输的样品质量，并按式⑵计算得出样品24h的放湿量，由此完成放湿性能的检测。检测结果参见表2表2样品24h吸放湿量(单位kg/m2)
权利要求1.机械恒温箱调湿功能材料性能测试设备，包括相对湿度控制部分、称量部分以及温湿度监测部分，其特征在于，所述相对湿度控制部分有一可调温度和湿度的密闭空间，所述称量部分以及温湿度监测部分置于该密闭空间内，称量部分为电子天平，所述温湿度监测部分包括温度探头和湿度探头，电子天平、温度探头和湿度探头均连线于一设于该密闭空间外的计算机。
2.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述相对湿度控制部分为机械式恒温箱。
3.根据权利要求2所述设备，其特征在于，所述机械式恒温箱由一恒温恒湿箱形成密闭空间，待测样品置于电子天平上，温度探头和湿度探头分别位于待测样品上方50mm的位置，在待测样品、温度探头、湿度探头和电子天平外设一防风罩，防风罩的侧壁面上留有多个通孔。
4.根据权利要求1或2或3所述设备，其特征在于，所述密闭空间的内容积不小于 0. 5m3。
5.根据权利要求3所述设备，其特征在于，所述防风罩侧壁面的通孔均勻或不均勻分布在左右两侧。
6.根据权利要求3所述设备，其特征在于，所述防风罩侧壁面的通孔直径为1.5cm 3cm0
7.根据权利要求6所述设备，其特征在于，所述防风罩侧壁面的通孔大小不相等。
8.根据权利要3所述设备，其特征在于，所述防风罩的体积不小于0.3m30
专利摘要本实用新型公开了机械恒温箱调湿功能材料性能测试设备，包括相对湿度控制部分、称量部分以及温湿度监测部分，相对湿度控制部分为机械式恒温箱，有一可调温度和湿度的密闭空间，称量部分以及温湿度监测部分的温度探头和湿度探头置于该密闭空间内，称量部分为电子天平，电子天平、温度探头和湿度探头均连线于一设于该密闭空间外的计算机。本实用新型可以准确测定材料的调湿性能，且测试结果稳定性好。
文档编号G01N5/04GK202166580SQ201120215069
公开日2012年3月14日 申请日期2011年6月23日 优先权日2010年12月13日
发明者侯国艳, 冀志江, 王晓燕, 王继梅, 王静 申请人:中国建筑材料科学研究总院