一种用于连续测量碳材料空气渗透率的装置的制作方法

本实用新型属于碳电极的空气渗透率测量的技术领域，具体涉及一种用于连续测量碳材料空气渗透率的装置。

背景技术：

在碳材料运行制造领域中，如碳电极运行制造领域，碳材料作为原料或者耗材，碳电极的残极率、脱落率、反应损失比的大小直接影响电解过程的质量及效率，因此，对于碳材料的空气渗透率指标检测属于日常必检项目。

目前，碳材料运行的行业，对于碳材料的空气渗透率测定，通常是通过空气渗透率测量装置测定，均为间断作业，即一次测量结束后，且需要作业人员现场配合，将新的待检样品7放入加热炉中，再次启动测量，且每次测量过程耗时很长，需要人员定时查看，耗费人工，效率较低，且工作环境都是高温环境，安全风险高。

目前，为提高分析效率，有的企业不得不采用多台空气渗透率测量仪同时检测，增加了设备投入，造成了需要多台间断测定的设备提高效率，需要作业人员现场更换样品和读数。

2015年中国政府提出《中国制造2025》，将信息技术与生产制造技术深度融合，随着工业4.0建设热潮的到来，完成基本的基础功能如测定数据，更需要高精度、信息化。因此，高效快速、科学稳定、精密精确的测定装置是迫切需要的，是当前精密设备亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，为解决现有的测量碳材料的空气渗透率的装置存在上述缺陷，本实用新型提出了一种用于连续测量碳材料的空气渗透率的装置，解决行业内传统的碳材料空气渗透率测定方法装置的不足：需要多台间断的空气渗透率测量仪提高效率，需要作业人员现场更换待检样品和定时查看，高温风险，最终实现样品的可连续性的测量。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于连续测量碳材料的空气渗透率的装置，能够实现可连续测量；该装置包括：第一取料子装置2、待测样品架3、直径测量子装置11、高度测量子装置10、试验平台12、升降子装置5、负压子装置1、空气渗透室子装置6、回收子装置7回收样品架8和U形管压力计16；

第一取料子装置2位于待测样品架3的一侧，待检样品架3位于试验平台12的上方，且试验平台12上还放置直径测量子装置11和高度测量子装置10；其中，高度测量子装置10位于直径测量子装置11的上方；升降子装置5位于试验平台12的一侧，升降子装置5与位于其下方的负压子装置1相连接，U形管压力计16与负压子装置1相连接，且其与空气渗透室子装置6在同一水平方向上；升降子装置5的上方安装空气渗透室子装置6，回收子装置7位于空气渗透室子装置6的上方；回收样品架8位于升降子装置5的一侧。

作为上述技术方案的改进之一，第一取料子装置2和回收子装置7均至少为1 个，且二者均为机械手；第一取料子装置2，用于将待检样品9水平移至位于直径测量子装置11之间的测量工位13中，测量待检样品9的直径；回收子装置7，用于将测量完后的待检样品从空气渗透室子装置6的上部移出，并送入回收样品架8中。

作为上述技术方案的改进之一，第一取料子装置2、试验平台12、安装在升降子装置5顶部的上料工位4三者位于同一水平方向上，便于将待检样品9水平移至上料工位4中。

作为上述技术方案的改进之一，所述待测样品架3包括：样品支架和动力装置；动力装置位于样品支架内，且动力装置的下方放置若干待检样品9；动力装置提供动力，定时将待检样品9从待测样品架3移至位于试验平台12上。

作为上述技术方案的改进之一，所述直径测量子装置11，用于测量待检样品9 的直径；具体地，直径测量子装置11可以水平方向移动，当待检样品9被第一取料子装置2移至测量工位13时，调整其与待检样品9的位置，保证固定待检样品9，以获得更准确的待检样品9的直径。

作为上述技术方案的改进之一，所述高度测量子装置10，用于测量待检样品9 的高度；具体地，高度测量子装置10可以在竖直方向上移动；当待检样品9被移至测量工位13时，直径测量子装置11先调整其与待检样品9之间的位置关系，确保直径测量子装置11固定待检样品9，此时，获得待检样品9的直径；同时，调整待检样品9与高度测量子装置10之间的位置关系，确保高度测量子装置10触及到待检样品9的表面，获得待检样品9的高度。

作为上述技术方案的改进之一，升降子装置5的顶部安装上料工位4，用于放置或承载待检样品9；升降子装置5带动上料工位4上升至空气渗透室子装置6中，直至待检样品置于空气渗透室子装置6内的测定工位14上，空气渗透室子装置6进行密封。所述空气渗透室子装置6采用气体进行密封。

作为上述技术方案的改进之一，所述负压子装置1，用于在待检样品9置于空气渗透室子装置6内时，对空气渗透室子装置6内的空气渗透室抽真空。

所述连续测量碳材料空气渗透率的装置通电后，开始协调工作，确保所述装置可以正常工作。待测样品架3通过动力装置将待检样品9在竖直方向上，向下移出待测样品架3，并移至位于试验平台12上，第一取料子装置2将待检样品9水平移至测量工位13中，直径测量子装置水平移动，调整其与待检样品9的位置关系，保证固定待检样品9，以获得更准确的待检样品9的直径；同时，调整待检样品9与高度测量子装置10之间的位置关系，确保高度测量子装置10触及到待检样品9的表面，获得待检样品9的高度；通过第一取料子装置2将待检样品9从测量工位13水平移至位于升降子装置5顶部的上料工位4上，升降子装置5带动上料工位4和待检样品9上升至空气渗透室子装置6中，直至待检样品9置于空气渗透室子装置6 内的测定工位14上，空气渗透室子装置6进行密封；同时，负压子装置此时对空气渗透室子装置6内的空气渗透室抽真空；其中，在空气渗透室子装置6进行密封后，还对包括位于空气渗透室内的气囊包裹待检样品9下部的气管空间、一直连通到u 型管进行抽真空；测量结束后，回收子装置7将检测完的待检样品9移出空气渗透室子装置6，并移至回收工位15，再通过回收工位15送入回收样品架8中，进行回收处理。待测样品架3再通过动力装置将下一个待检样品9移至位于试验平台12上，重复上述操作，如此循环操作，可实现连续检测待检样品的碳材料空气渗透率。

本实用新型的优点在于：

本实用新型涉的测量装置解决行业内传统的碳材料空气渗透率测量装置的不足，最终实现待检样品的可连续性的测量，大大降低了成本，提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于连续测量碳材料的空气渗透率的装置的结构示意图。

附图标记：

1、负压子装置 2、第一取料子装置

3、待测样品架 4、上料工位

5、升降子装置 6、空气渗透室子装置

7、回收子装置 8、回收样品架

9、待检样品 10、高度子装置

11、直径测量子装置 12、试验平台

13、测量工位 14、测定工位

15、回收工位 16、U形管压力计

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种用于连续测量碳材料的空气渗透率的装置，能够实现可连续测量；该装置包括：第一取料子装置2、待测样品架3、直径测量子装置11、高度测量子装置10、试验平台12、升降子装置5、负压子装置1、空气渗透室子装置6、回收子装置7回收样品架8和U形管压力计16；

第一取料子装置2位于待测样品架3的一侧，待检样品架3位于试验平台12的上方，且试验平台12上还放置直径测量子装置11和高度测量子装置10；其中，高度测量子装置10位于直径测量子装置11的上方；升降子装置5位于试验平台12的一侧，升降子装置5与位于其下方的负压子装置1相连接，U形管压力计16与负压子装置1相连接，且其与空气渗透室子装置6在同一水平方向上；升降子装置5的上方安装空气渗透室子装置6，回收子装置7位于空气渗透室子装置6的上方；回收样品架8位于升降子装置5的一侧。

作为上述技术方案的改进之一，第一取料子装置2和回收子装置7均至少为1 个，且二者均为机械手；第一取料子装置2，用于将待检样品9水平移至位于直径测量子装置11之间的测量工位13中，测量待检样品9的直径；回收子装置7，用于将测量完后的待检样品从空气渗透室子装置6的上部移出，并送入回收样品架8中。

作为上述技术方案的改进之一，第一取料子装置2、试验平台12、安装在升降子装置5顶部的上料工位4三者位于同一水平方向上，便于将待检样品9水平移至上料工位4中。

作为上述技术方案的改进之一，所述待测样品架3包括：样品支架和动力装置；动力装置位于样品支架内，且动力装置的下方放置若干待检样品9；动力装置提供动力，定时将待检样品9从待测样品架3移至位于试验平台12上。在其他具体实施例中，所述待测样品架3也可以不包括动力装置，根据待测样品9的自身重力下放到试验平台12上。

作为上述技术方案的改进之一，所述直径测量子装置11，用于测量待检样品9 的直径；具体地，直径测量子装置11可以水平方向移动，当待检样品9被第一取料子装置2移至测量工位13时，调整其与待检样品9的位置，保证固定待检样品9，以获得更准确的待检样品9的直径。

作为上述技术方案的改进之一，所述高度测量子装置10，用于测量待检样品9 的高度；具体地，高度测量子装置10可以在竖直方向上移动；当待检样品9被移至测量工位13时，直径测量子装置11先调整其与待检样品9之间的位置关系，确保直径测量子装置11固定待检样品9，此时，获得待检样品9的直径；同时，调整待检样品9与高度测量子装置10之间的位置关系，确保高度测量子装置10触及到待检样品9的表面，获得待检样品9的高度。

作为上述技术方案的改进之一，升降子装置5的顶部安装上料工位4，用于放置或承载待检样品9；升降子装置5带动上料工位4上升至空气渗透室子装置6中，直至待检样品置于空气渗透室子装置6内的测定工位14上，空气渗透室子装置6进行密封。所述空气渗透室子装置6采用气体进行密封。

作为上述技术方案的改进之一，所述负压子装置1，用于在待检样品9置于空气渗透室子装置6内时，对空气渗透室子装置6内的空气渗透室抽真空。

在本实施例中，U形管压力计16与负压子装置1相连接，且其与空气渗透室子装置6在同一水平方向上；U型管压力计16的工作长度为220mm，内径为16mm 土1mm，外径为20mr口。用适当的液体来充满到平衡标记线，U型管外带有三个叉形光传感器，最低的一个(传感器3)安装在平衡标记线下面145mm的地方，另外两个传感器分别安装在平衡标记线下面30mm(传感器1)和80mm(传感器2)的地方。当抽完真空后，由于测试样品的空气渗透性而透过样品的气流将使真空度减低。

所述连续测量碳材料空气渗透率的装置通电后，开始协调工作，确保所述装置可以正常工作。待测样品架3通过动力装置将待检样品9在竖直方向上，向下移出待测样品架3，并移至位于试验平台12上，第一取料子装置2将待检样品9水平移至测量工位13中，直径测量子装置水平移动，调整其与待检样品9的位置关系，保证固定待检样品9，以获得更准确的待检样品9的直径；同时，调整待检样品9与高度测量子装置10之间的位置关系，确保高度测量子装置10触及到待检样品9的表面，获得待检样品9的高度；通过第一取料子装置2将待检样品9从测量工位13水平移至位于升降子装置5顶部的上料工位4上，升降子装置5带动上料工位4和待检样品9上升至空气渗透室子装置6中，直至待检样品9置于空气渗透室子装置6 内的测定工位14上，空气渗透室子装置6进行密封；同时，负压子装置此时对空气渗透室子装置6内的空气渗透室抽真空；其中，在空气渗透室子装置6进行密封后，还对包括位于空气渗透室内的气囊包裹待检样品9下部的气管空间、一直连通到U 形管压力计16进行抽真空；

利用标准样品，按照式(1)计算校正因子fc：

其中，fc通过公式(1)获得：

其中，tc为时间差；Dc为标准样品的空气渗透率，作为已知；

根据公式(2)，测量待测样品的空气渗透率Ds，

其中，Ds为待测样品的空气渗透率；fc为校正因子；ts为时间差；hs为待测样品的高度；As为待测样品的面积；其中，hs，As可以通过测量的待测样品的直径获得；

测量结束后，回收子装置7将检测完的待检样品9移出空气渗透室子装置6，并移至回收工位15，再通过回收工位15送入回收样品架8中，进行回收处理。待测样品架3再通过动力装置将下一个待检样品9移至位于试验平台12上，重复上述操作，如此循环操作，可实现连续检测待检样品的碳材料空气渗透率。

针对本装置的等效结构变化，如将待检样品9水平移至上料工位4上变换为将待检样品竖直移至上料工位4上等这些容易想到的技术方案都是在本实用新型的保护范围内。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。