专利名称：一种沼气贮气膜甲烷透过性测试装置及测试方法
技术领域：
本发明属于测试仪器领域，涉及一种沼气贮气膜甲烷透过性测试装置及测试方法。
背景技术：
目前，厌氧消化产沼气技术已经成为一种比较成熟的生物质能利用技术，具有能源和环保的双重效益。在世界许多国家已经建设了大量的大中型沼气工程。在大中型的沼气工程中，作为平衡产气与用气的手段，气体贮存环节占据着起着举足轻重的地位。随着现代精细化工科技的不断进步，新型的膜材料也得到不断发展，并逐渐因其较好的力学性能以及优越的气密性取代了传统的高压贮气罐或低压湿式储气柜，越来越广泛地运用于沼气贮存领域。至今，国内外均未制定专门针对沼气贮气膜的产品性能标准以及试验测试标准。 一些著名的膜材料生产厂家如德国的mehler公司、agriKomp公司和国内的思嘉环保材料科技有限公司等均是采用的企业标准，但是企业标准之间的评价参数存在一定的差异，这在一定程度上影响了沼气贮气膜材料的健康发展。在各项性能指标中，究其所应用的特殊场所，膜材料需要有优良的气密性能，故膜材对气体透过性能这一指标尤为重要。又由于沼气的主要成分是甲烷，甲烷又是一种温室气体，故制定一种统一的沼气贮气膜甲烷透过性装置是有必要的、实用的。
发明内容
为了填充现有气体透过性测试装置对于测试甲烷气体(易燃易爆气体)的空白，本发明提供一种沼气贮气膜甲烷透过性测试装置及测试方法，该发明不仅能测出已知条件下沼气贮气膜的甲烷透过量和透过率，而且可以测量其他膜材易燃易爆气体的透过量和透过率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是甲烷是一种易燃易爆的气体，并且至今没有专门用于甲烷检测的传感器，针对这些限制因素，为了达到甲烷透气性测试的目的，对常规的气体透过性测试方法进行了改进，增加了一路作为吹脱气的保护气(氮气)管路和保护阀。一种沼气贮气膜甲烷透过性测试装置，由试验气体、保护气体、动力气、真空泵、保护阀、高压室针阀、测压装置、测试腔、试样、低压室针阀、放空阀组成；测试气体(1)与保护气体(2)并联到保护阀(5)，再与动力气(3)—起并联到系统中，与高压室针阀(6)、测压装置(7)、测试腔(8)、低压室针阀(10)串联，然后连接到真空泵(4)与放空阀(11)连接的管线上。在透气性测试开始时，先利用保护阀开启氮气进行吹脱，然后再抽真空，到达测试阶段时，通过保护阀关闭氮气，同时开通甲烷气进行透气性测试；这样就保证了整个测试系统测试易燃易爆气体透过性时的安全性、可靠性。
具体测试步骤如下。①薄膜或薄片的试样经过预处理后，测试其厚度，并于室温条件下干燥，备用；
②将试验台密封圈处涂一层真空油脂，将步骤①所述试样置于测试腔内，盖好上盖并紧固，测试腔分为低压室和高压室；
③测试范围温度为0°c 70°C，湿度为0 100%RH；
④将保护阀放置在氮气处，开始测试，对测试系统进行吹脱，以排除测试系统中的杂质气体；
⑤保护阀保持放置在氮气处，对低压室、高压室抽真空直到27kPa以下，并持续3小时， 以达到国标对于真空的定义；
⑥抽真空结束后进行透气性测试。将保护阀调至甲烷处，向高压室充甲烷，高压室的气体压力控制在1. 0 X IO5Pa 1. 1 X IO5Pa ；
⑦利用计算机进行测量计算透气量和透过系数，试验结果以每组试样的算术平均值表
7J\ ο本发明的有益效果是，通过这种装置可以测试易燃易爆气体的气体透过性。
图1是本发明的测试系统图。图中1.试验气体，2.保护气体，3.动力气，4.真空泵，5.保护阀，6.高压室针阀， 7.测压装置，8.测试腔，9.试样，10.低压室针阀，11.放空阀。
具体实施例方式在图1中，测试气体(1)与保护气体(2)并联，由保护阀(5)选择性的控制气体的开关，然后通过高压室气针阀(6 )及测压装置(7 )连接到测试腔(8 )。①薄膜或薄片的试样经过预处理后，测试其厚度，并于室温条件下干燥，备用； ②将试验台密封圈处涂一层真空油脂，将所述试(9)样置于测试腔(8)上，将低压室和
高压室分开，盖好上盖并紧固；打开测试气体(1)、保护气体(2)和动力气体(3)。③设置测试条件温度(0°C 70°C )和湿度(0 100%RH)；
④将保护阀(5)放置在氮气处，开始测试，对测试系统进行吹脱，以排除测试系统中的杂质气体；
⑤保护阀(5)保持在氮气处，开启真空泵(4)，对低压室、高压室抽真空直到27kPa以下，并持续3小时，以达到国标对于真空的定义；
⑥抽真空结束后进行透气性测试。将保护阀调(5)至甲烷处，向高压室充甲烷，通过高压室针阀(6)及测压装置(7)控制高压室的气体压力在LOXlO5Pa 1. 1 X IO5Pa ；
⑦计算机系统将会根据具体低压室针阀(10)及测压装置(7)测得的数据，再利用已有的软件进行计算，测试结束后将自动显示出测试结果；开启放空阀(11)，将系统内的气体放空。
权利要求
1.一种沼气贮气膜甲烷透过性测试装置及测试方法，其特征是由试验气体(1)、保护气体(2)、动力气(3)、真空泵(4)、保护阀(5)、高压室针阀(6)、测压装置(7)、测试腔(8)、 低压室针阀(10)、放空阀(11)组成；测试气体(1)与保护气体(2)并联到保护阀(5)，再与动力气(3)—起并联到系统中，与高压室针阀(6)、测压装置(7)、测试腔(8)、低压室针阀 (10)串联，然后连接到真空泵(4)与放空阀(11)连接的管线上。
2.如权利要求1所述一种沼气贮气膜甲烷透过性测试装置，其特征是在透气性测试开始时，先利用保护阀开启氮气进行吹脱，然后再抽真空，到达测试阶段时，通过保护阀关闭氮气，同时开通甲烷气进行透气性测试；这样就保证了整个测试系统测试易燃易爆气体透过性时的安全性、可靠性。
3.一种采用权利要求1所述沼气贮气膜甲烷透过性测试装置的测试方法，其特征是具体测试步骤如下①薄膜或薄片的试样经过预处理后，测试其厚度，并于室温条件下干燥，备用；②将试验台密封圈处涂一层真空油脂，将步骤①所述试样置于测试腔内，盖好上盖并紧固，测试腔分为低压室和高压室；③测试范围温度为0°c 70°C，湿度为0 100%RH；④将保护阀放置在氮气处，开始测试，对测试系统进行吹脱，以排除测试系统中的杂质气体；⑤保护阀保持放置在氮气处，对低压室、高压室抽真空直到27kPa以下，并持续3小时， 以达到国标对于真空的定义；⑥抽真空结束后进行透气性测试，将保护阀调至甲烷处，向高压室充甲烷，高压室的气体压力控制在1. 0 X IO5Pa 1. 1 X IO5Pa ；⑦利用计算机进行测量计算透气量和透过系数，试验结果以每组试样的算术平均值表7J\ ο
全文摘要
一种沼气贮气膜甲烷透过性测试装置及测试方法，属于测试仪器领域。其特征是在测试系统中，增加一路保护气体和保护阀，通过保护阀控制整个测试过程中不同用途的气体的开关，测试气体(1)与保护气体(2)并联到保护阀(5)，再与动力气(3)一起并联到系统中，与高压室针阀(6)、测压装置(7)、测试腔(8)、低压室针阀(10)串联，然后连接到真空泵(4)与放空阀(11)连接的管线上。在透气性测试开始时，先利用保护阀开启保护气(氮气)进行吹脱，然后再抽真空，到达测试阶段时，通过保护阀关闭保护气(氮气)，同时开通甲烷气进行透气性测试。这样就保证了整个测试系统测试易燃易爆气体透过性时的安全性、可靠性。
文档编号G01N15/08GK102564915SQ20121000393
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者刘璇, 尹福斌, 廉静, 李子富, 王晓希, 程世昆 申请人:北京科技大学