一种水蒸气透过率测试装置与系统的制作方法

本实用新型涉及一种水蒸气透过率测试装置与系统。

背景技术：

目前的称重法透湿测试原理为：将待测试样密封到测试杯(本身不吸水)内，测试杯置于一定温湿度的测试环境下一定时间，根据测得的测试杯重量变化，以此判定试样对水蒸气的阻隔性。

而针对上述过程，现有的称重法透湿测试设备有一定的缺陷，并不适用于实际的测试过程。

首先，现有的称重法设备测试腔(提供测试环境)采用侧开盖结构，其一是侧开盖位于腔体侧壁，且是腔体立面的一部分(侧开盖不是整个腔体面)，侧开盖与腔体外壁的密封难度较大，导致腔内环境不稳定；其次为了便于观察测试情况，侧开盖采用透明材料，如玻璃、塑料等，而无法像其余腔体壁设置保温层或加热层，导致侧开盖是整个测试腔壁保温的短板，侧开盖处温度偏低，导致测试腔内有温差。对于透湿测试环境，温差导致湿气冷凝，腔内温度不均匀，湿度也不均匀，影响透湿测试精度、也损害天平寿命；二是侧开盖不便于观察测试腔内测试过程；三是试验前后取放多个测试杯时，试验人员需要把手伸入腔内逐个取放，测试腔内空间有限，操作非常不便。

其次，按照称重法测试标准要求，测试杯所处的测试腔内需要达到一定风速，现有大部分是在测试腔内加装扰流风机来实现，当前大部分腔体易有气流死角，导致腔内的风速均匀性和稳定性很差，且很难控制风速的大小，造成腔体内湿度不均匀，测试不准确。

另外，一般设备的称重环境要求一定的温湿度，而高温高湿环境下，天平容易被测试腔内的湿气损坏，温度也影响天平的测试精度，在一定程度上损害天平，减少天平的使用期限。而且目前的测试腔一般采用外接加湿装置来达到所需湿度的目的，这种方式的补水的过程完全是通过人工观察水位、手动加水，而且，加湿装置产生湿气也需要一定时间；因此，一旦加湿装置内水位过低，试验人员忘记加水就会导致加湿装置的湿气不足，通入测试腔内的湿度不好控制，影响试验结果。

为保证测试精度，一般是一个设备统一用一个天平称重，但为了提高测试效率，往往是一个设备内多个测试杯测试，其需要保证测试时对应测试杯的准确测试。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种水蒸气透过率测试装置与系统。

本实用新型的第一目的是提供了一种水蒸气透过率测试装置，该装置将现有的前侧开盖结构改变为了上侧开盖结构，利于测试杯的观察和取放，此外，创造性的将水蒸气透过率测试腔的截面设计成圆形或椭圆形等流线/圆滑状，配合气流平衡件进行适用，保证了测试腔无死角，腔内气流的风速平稳控制，气流均匀，进一步提高了温湿度控制精度。

进一步的，本实用新型在测试装置中还提出了多种优化设计结构，使称重机构以及温湿度控制机构等的性能得到提升，能够解决现有的称重环节的不足。

本实用新型的第二目的是提供一种水蒸气透过率测试系统，本系统基于上述测试装置，可与其他设备相连，以保证更好的进行水蒸气透过率测试。

本实用新型的第三目的是提供一种水蒸气透过率测试方法，通过对装置本身对各个机构的结构创新以及测试过程中诸多测试影响参数的自动控制，能够有效提高水蒸气透过率的准确性、精确性和便捷性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水蒸气透过率测试装置，包括测试腔，所述测试腔的腔壁呈流线型，所述测试腔上端设置有用于打开或关闭测试腔的上掀盖机构，所述测试腔内设置有用于平衡腔内气流的气流调节部件。

通过封闭的流线型的腔体结构与气流调节部件的配合，测试腔内的气流通道无死角，腔内气流的风速好控制，气流尽量均匀；同时气体又作为温湿度载体，这样的设计在一定程度上保证了温湿度控制精度更高。

进一步的，所述测试腔的腔体横截面优选为圆形、椭圆形、卵圆形、边缘为圆弧的其他形状等等，即所述测试腔的内腔边缘为弧形或流线型即可，本领域技术人员可以在本实用新型的基础上受到技术启示，将其替换为其他形状，在此并不进行穷举。

进一步的，所述上掀盖机构包括盖体和连接件，所述盖体通过连接件连接在测试腔上端。

进一步的，所述盖体与测试腔保持闭合状态时，所述测试腔是密封的。

作为优选的，可以在盖体与测试腔的接触处设置有密封件，如橡胶圈、密封圈等等，密封件可以设置在盖体上，也可以设置在测试腔上。

进一步的，所述上掀盖机构还包括驱动盖体相对于测试腔发生开合运动的驱动件。

所述驱动件优选为电动或气动元件，当然，该驱动件可选用任意能够实现盖体与本体(测试腔)进行控制开合的现有设备，在此不进行穷举和赘述。

当然，所述上掀盖机构还可以采取手动的方式进行打开或关闭。

进一步的，所述上掀盖机构为透明材料，附带加热功能。

进一步的，所述气流调节部件设置在测试腔的中心处，即：测试腔横截面为圆形的圆心处或测试腔横截面为椭圆形的两焦点处，形成由中心向边缘处扩散的若干气流通道。

这样的设计，更能够利于形成多个由中心向边缘处扩散的气流通道，且保证每个气流通道的均匀性。

进一步的，所述气流调节部件包括风机、风速传感器和风速控制器，所述风机和风速传感器设置于腔体内，检测腔体内的气流大小，所述风速控制器接收该气流大小，并根据其控制风机的风量。

优选的，所述风机设置于测试腔的中心处。

优选的，所述风速传感器为多个，设置在不同的气流通道处。

进一步的，所述测试腔内设置有称重机构。

进一步，所述测试腔内设置有与称重机构相适配的密封机构，所述测试腔外设置有称重机构的主体，且称重机构的称重杆通过开口延伸于测试腔内，所述密封机构包括升降机构和设置于开口处的密封件，升降机构带动称重杆/测试杯上下运动，当称重杆与密封件接触时实现容纳室内的密封或相对密封。

进一步的，所述测试腔内还设置有旋转机构，所述旋转机构上设置有至少两个用于承载试样测试杯的承载位，所述承载位与称重机构的位置相对应，通过旋转机构的旋转，实现了不需要开合上盖，无需换取试样，就能够进行不同测试杯的测试。

优选的，所述承载位包括但不限于托架、托盘等装置。

进一步的，所述旋转机构还连接有驱动机构，驱动旋转机构的转动，所述旋转机构为可升降机构，能够带动承载位上下运动，改变其与称重机构之间的距离。

优选的，所述驱动机构的动力源可以来自气缸、液压缸、电机或电缸等。

进一步的，所述测试腔连接有自动控湿补水机构，自动控湿补水机构通过连接管与测试腔连通，对测试腔内进行湿度调整。

进一步的，所述自动控湿补水机构包括湿气源，所述湿气源的湿气由进气管路进入测试腔，由出气管路返回至湿气源，实现闭环循环加湿。保障检测过程中，测试腔内的湿气不外溢。

或者，所述自动控湿补水机构包括湿气源，所述湿气源的湿气由进气管路进入测试腔，由出气管路排出测试腔。

进一步的，所述测试装置还包括温控系统，具体包括温度传感器、温度控制器和加热件/制冷件，温度控制器接收到温度传感器的信号，通过控制加热件/制冷件来进行加热/制冷。

进一步的，所述加热件/制冷件优选设置于测试腔的中心轴线位置处，这样的方式，能够更好的保证进行温度均匀控制。

进一步的，所述测试杯包括杯体与压紧盖；杯体与压紧盖之间设有密封装置，旋紧压紧盖时，密封装置不再随压紧盖旋转。

这种测试杯能够更好的保证在测试过程中，以及旋转主轴旋转时，测试试样的密封性。

当然，使用现有结构的测试杯也是可以的。

所述测试杯设置于承载位上，且承载位与称重机构相配合，承载位与气缸式自动升降装置连接。

一种水蒸气透过率测试系统,包括上述水蒸气透过率测试装置。

一种水蒸气透过率测试方法，测试试样在设置的环境参数条件下进行称重法水蒸气透过率测试，利用气流调节部件和封闭的流线型测试腔壁的相配合，实现测试过程中腔内气流尽量均匀。

多次称重达到测试结束条件后，计算出试样的水蒸气透过率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型将测试腔的开合机构改进为上掀盖机构，能够便于取放测试杯；腔体密封性好,进一步保证测试环境稳定,不受外界环境影响；

2、本实用新型将测试腔的腔壁设计为圆滑弧线形，无死角，结合气流调节部件使得腔内无气流死角，风速更加均匀稳定，腔内温湿度更均匀，测试结果更稳定，解决了温度不均匀引起腔内冷凝水的问题。

3、本实用新型为称重机构设置了相适配的密封机构，解决了湿气与称重机构(例如天平)隔离密封不严，湿气损坏称重元器件，导致称重不准确的问题；

4、本实用新型设置了旋转机构，具有多个承载位，解决了用同一个称重机构称重多个测试杯的问题；

5、本实用新型通过密闭式的自动控湿补水机构，可长期进行试验，无需停机加水，有效的保证了长期试验的进行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1(a)和图1(b)是本装置结构示意图；

图2是测试腔第一种气流循环方向示意图；

图3是测试腔第二种气流循环方向示意图。

其中，1.上掀盖机构，2.密封机构，3.旋转机构，4.自动控湿补水机构，5.气流调节部件，6.风速传感器，7.风速控制器，8.风机，9.测试杯，10.气流通道，11.托架，12.测试腔；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

下面提供几种典型实施方案来说明本实用新型所提供的一种水蒸气透过率测试装置。

实施例一：

一种水蒸气透过率测试装置，包含测试腔。测试腔上端设置有上掀盖机构1，上掀盖机构1包括与测试腔相适配的上盖，上盖与测试腔枢接，如上盖通过铰链或者转轴被安装在测试腔的上方，实现开合等操作。当上盖与测试腔处于盖合状态时，上盖对测试腔进行密封。

可以手动或气缸或电机推动上盖打开和关闭。

当然，在其他实施例中，可以将上盖与测试腔12间的枢接连接方式，修改为其他连接方式，如一侧枢接，另一侧卡接，或者一侧枢接，另一侧通过吸铁石等磁性物件吸合。或者也可以将上盖和测试腔12更改为分体式结构，利用分体式结构上设置卡合部，或者圆周分布些磁性物件吸合等等。这些均为常规的改进，在此不再赘述。

测试腔12的中部设置有气流调节部件5，气流调节部件5可以由风机8、风速传感器6、气流通道10和风速控制器7组成。风机8和风速传感器6被安装在气流通道10内，风速传感器6反馈风速信号给风速控制器7，风速控制器7控制风机8的风量大小。

水蒸气透过率测试装置的测试腔12横截面为圆形，配合气流调节部件5使用，相比传统的方形腔，圆形截面腔无死角，腔内气流的风速好控制，气流能够尽量均匀，气体是温湿度载体，温湿度控制精度更高。

当然，基于上述原理，只要是测试腔12的腔壁为光滑结构即可，在其他实施例中，测试腔12的腔体横截面可以替换为椭圆形、卵圆形、边缘为圆弧的矩形等等，在此并不进行穷举了。

作为一种优选的实施方式，风机8设置于测试腔12的中心位置处。形成由中心向边缘处扩散的若干气流通道10。

这样的设计，由于风机8距离测试腔12腔壁的各个面的位置一致或基本一致，更能够利于形成多个由中心向边缘处扩散的气流通道10，且保证每个气流通道10的均匀性。

水蒸气透过率测试装置的测试腔12底端还设置有称重机构的密封机构2。

作为一种优选的方式，称重机构密封机构2设置于测试腔12的底部，且位于非中心处，这样能够更加有利于与称重机构相适配。

如图1(a)、图1(b)中所示，可以将密封机构2设置于测试腔12底端的中心轴与边缘处的中间位置。当然，可以更换为其他位置，但是，总的原则为，密封机构2与称重机构的称重杆的位置相对应。

当然，在此实施例中，称重元件以天平进行陈述，其他实施例中可以更换其他称重器件，但具体的设置只需进行对应性的修整即可，在此不再一一例举和赘述。

密封机构2位于测试腔的底部，主要由称重元件(天平)、称重杆、称重杆升降机构或称重杆升降机构和密封机构2组成，称重杆通过测试腔底部的开孔进入到测试腔，通过称重杆升降机构或称重杆升降机构使称重杆与密封机构2接触实现密封，称重杆升降机构推动天平和称重杆运动，使称重杆和密封机构2接触。称重杆升降机构推动称重杆运动，使称重杆和密封机构2接触。

具体的，测试腔上设有开口，开口内穿过并设有称重待测试样的称重机构，如本实施例的天平，称重机构与驱动部件相连，驱动部件用于控制称重机构上下运动，当称重机构下降到最低点时，开口与称重机构之间通过密封件以密封所述测试腔。

更为具体地，在腔体底板上开设有开口。称重机构包括与驱动部件相连的称重杆，称重杆与支撑杆的一端相连，支撑杆的另一端与托盘相连。

其中，驱动部件采用气缸机构。

需要说明的是，驱动部件也可采用电磁驱动机构。

在本实施例中，密封件安装在支撑杆上，当支撑杆运动到最低点时，密封件密封所述测试腔。

需要说明的是，密封件安装在开口处，且始终密封所述测试腔。

另外，所述密封件还可以具有以下安装方式：

比如：密封件安装在天平的托盘上，托盘随着支撑杆下降，当支撑杆运动到最低点时，密封件与开口配合密封所述测试腔。

密封件安装在开口处，托盘随着支撑杆下降，当支撑杆运动到最低点时，托盘与密封件相接触来密封所述测试腔。

作为一种优选的方式，测试腔体的中部还设置有旋转机构3，带有试样的测试杯9被放置在旋转机构3的旋转托盘上，通过旋转托盘来实现对不同测试杯9进行称重。

旋转机构3上设置有至少两个用于承载试样测试杯9的托架(在本实施例中为旋转托盘)，托架与称重机构的位置相对应，且托架绕一旋转主轴转动，通过控制旋转主轴的不断旋转，实现称重机构上侧对应的托架不断旋转，而托架中承载多个试样测试杯9，托架带动透湿杯旋转轮流称重，这样就实现了一个称重元件称重若干测试杯9。

作为更为优选的方案，旋转机构3还连接有驱动机构，驱动旋转机构3的转动，变换称重杆上端的托架。

当然，在此基础上，还是对旋转机构3进行进一步优化，如将旋转主轴设计为可升降的结构，使其能够在测试腔内升降，带动托架上下运动，改变其与称重机构之间的距离。

当然，可升降的机构可以是不同升降杆的套接连接结构，或者x型、交叉型升降架结构等等都可以，本实用新型在此不再赘述。

优选的，驱动机构的动力源可以来自气缸、液压缸、电机或电缸等。

当然，驱动机构可以自带控制器，或者外接控制器，以定时或者按照接收指令驱动旋转主轴进行旋转，来实现多个测试杯9旋转进行轮流称重的目的。控制器的型号、与驱动机构的连接关系等等这些均为现有技术，在此不再进行扩展。

作为另一种优选的方式，测试腔外部的外部设置有自动控湿补水机构4，通过导气管连接到测试腔，对测试腔进行湿度调节。自动控湿补水机构4包括一个湿气源，湿气源内设置液位开关或液位传感器，控制器通过检测液位开关或液位传感器状态自动控制水泵加水。

具体的，自动控湿补水机构4可以优选为密闭循环加湿系统，包括湿气源，湿气源的湿气由进气管路进入测试腔，由测试腔内另外设置的出气管路返回至湿气源，实现闭环循环加湿，保障测试腔工作时，湿气不外溢。

作为优选的，湿气源可以为湿气产生装置或湿气存储装置，如加湿器或湿气仓等等，湿气源填充有吸水部件，湿气源上设有进气孔和出气孔，且进气孔和出气孔之间形成的通道经过吸水部件设置的位置。

优选的，进气孔、出气孔的位置之间的距离设置应当尽量远，以保证气体流经吸水部件，与液体充分混合。

更为优选的，上述流经路径是湿气源的最大路径。

在具体测试中，首先将试样安装到测试杯9内，将带有试样的测试杯9放到设备托盘上，关闭上盖；

开始进行称重法水蒸气透过率测试，设备首先调整腔内温湿度达到设定温湿度等测试环境条件，然后开始计时进入试验流程；

控制系统会定时控制天平对测试杯9进行称重，控制系统接收到天平称重信息后进行计算和判断；

多次称重达到测试结束条件后，控制系统计算出试样的水蒸气透过率。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于，提供一种水蒸气透过率测试装置，其不具有自动控湿补水机构4。

在本实施例中，可以采用外接加湿装置来达到所需湿度的目的。

实施例三：

一种水蒸气透过率测试装置，包含一个测试箱箱体。所述测试箱箱体包括箱体本体和箱体盖体两部分。箱体盖体能够闭合和打开箱体本体。

箱体盖体相对于箱体本体来说为上掀盖方式，且两者的连接关系可以一端为枢接，另一端为卡接。或者也可以将箱体本体和箱体盖体更改为分体式结构，利用分体式结构上设置卡合部，或者圆周分布些磁性物件吸合。

箱体本体或/和箱体盖体上设置有密封圈，以保证箱体盖体闭合箱体本体时，两者之间空间的密闭性。

箱体本体内设置有测试腔，且测试腔外侧与箱体本体之间设置有容纳空间，为方便表述，在此实施例中，称其为容纳室。

测试腔的腔体横截面在此实施例中为椭圆形。当然，正如前面所述的，可以将其替换为其他圆滑形状。

气流调节部件5的位置和结构细节可以与实施例一的设置方式一致。在此不再赘述了。

测试腔底端还设置有称重机构的密封机构2。

称重机构密封机构2设置于测试腔的底部与容纳室连接的位置处。称重机构的主体，除了称重位，在此实施例中称重位即为与测试杯9直接接触，去测量测试杯9重量或质量的元器件，如天平的托盘。

测试腔上设有开口，使得测试腔与容纳室连通，容纳室内放置称重元件(天平)、称重杆、称重杆升降机构或称重杆升降机构等称重机构主体件。

称重杆通过测试腔底部的开口进入到测试腔，通过称重杆升降机构或称重杆升降机构使称重杆与密封机构2接触实现密封，称重杆升降机构推动天平和称重杆运动，使称重杆和密封机构2接触。称重杆升降机构推动称重杆运动，使称重杆和密封机构2接触。

开口处设置有弹性件或密封圈，提高测试腔与称重杆之间的密封性。当称重机构运动到最低点时，称重位与密封件相接触来密封所述测试腔。

密封件还可以包括第一密封部件和第二密封部件，第一密封部件安装在开口处；第二密封部件安装在称重位(托盘)上，称重位随着支撑杆下降，第二密封部件与第一密封部件相配合来密封测试腔。

测试腔体的中部还设置有旋转主轴，当然，旋转主轴的位置可以和风机8位于同一轴线上，但不重合。

带有试样的测试杯9被放置在环绕旋转主轴圆周设置的旋转托盘上，通过控制旋转主轴的不断旋转，实现称重机构上侧对应的托架不断旋转，而托架中承载多个试样测试杯9，托架带动透湿杯旋转轮流称重，这样就实现了一个称重元件称重若干测试杯9。

作为更为优选的方案，旋转机构3还连接有驱动机构，驱动旋转机构3的转动，变换称重杆上端的托架。

当然，在此基础上，还是对旋转机构3进行进一步优化，如将旋转主轴设计为可升降的结构，使其能够在测试腔内升降，带动托架上下运动，改变其与称重机构之间的距离。

当然，可升降的机构可以是不同升降杆的套接连接结构，或者x型、交叉型升降架结构等等都可以，本实用新型在此不再赘述。

驱动机构的动力源可以来自气缸、液压缸、电机或电缸等，在本实施例中，上述驱动机构可以放置于容纳室里面，节约测试腔的测试空间。

容纳室内还可以设置有自动控湿补水机构4，自动控湿补水机构4包括一个湿气源，湿气源内设置液位开关或液位传感器，控制器通过检测液位开关或液位传感器状态自动控制水泵加水。

具体的，自动控湿补水机构4可以优选为密闭循环加湿系统，包括湿气源，湿气源的湿气由进气管路进入测试腔，由测试腔内另外设置的出气管路返回至湿气源，实现闭环循环加湿，保障测试腔工作时，湿气不外溢。

测试腔上开有小孔，以容纳进气管路和出气管路，当然，小孔与管路之间设置有密封圈或弹性物，以保证测试腔的密封性。

作为具体的实施方式，可以采用加湿罐，加湿罐设置于容纳室内。设有水和多孔吸水材料，多孔吸水材料一部分浸入水中，一部分位于水面上。气体从进气孔进入加湿罐内，流经多孔材料，从出气口出去，外接到所需管路上。加湿罐上还可以外接流量控制器和湿度传感器。

流量控制器外接流量控制系统，如：PID控制系统。保证进气流量。

湿度传感器外接湿度控制系统，如：PID控制系统。控制湿气湿度。罐外侧还设有加热装置，结合PID温控系统，控制罐体内温度，保证出气温度，避免湿气冷凝。这样，可实现供应气体的湿度、温度、流量稳定性、提高湿气湿度、温度、流量的控制精度。进而保证设备的检测环境稳定性，提高检测精度。

测试腔里面可以设置有控温系统，保持测试腔内的温度稳定在设定的试验温度。控温系统为现有装置，在此不再赘述。

测试方法可以为现有的称重法水蒸气透过率测试过程。

实施例四：

与实施例一、实施例三不一致的地方在于，其测试杯9包括杯体与压紧盖；杯体与压紧盖之间设有密封装置，旋紧压紧盖时，密封装置不再随压紧盖旋转。

这种测试杯9能够更好的保证在测试过程中，以及旋转主轴旋转时，测试试样的密封性。

当然，在其他实施例中，可以利用其他测试杯，或现有的测试杯。在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。