一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置，包括测试夹具、移动机构、供气及测试系统和数据采集与处理系统，其中，所述测试夹具能够夹住或松开所述样件，所述移动机构能够支撑和移动所述样件，以实现上述样件不同位置点的检测；所述供气及测试系统与所述测试夹具连通并能够向所述测试夹具内供气，所述数据采集与处理系统与所述测试夹具连通并能够采集所述气体透过所述样件时所述测试夹具内的数据。该测试装置结构紧凑，操作简便，密封效果好，测试精度高，大幅度降低试验误差，提高了测试结果的可靠性和可重复性，该测试装置可以准确方便地完成平板状多孔发汗冷却材料任一位置点透气率的无损检测。置点透气率的无损检测。置点透气率的无损检测。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及材料测试
，特别涉及一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法。

技术介绍

[0002]多孔发汗冷却材料是现代航天和航空技术发展中出现的一种新型功能材料，它是利用冷却介质从一侧表面通过多孔材料，使之在多孔材料另一侧表面建立起一层完全连续的低温气膜，这种气膜将材料和热流隔开，成为一层隔热性能良好的附面层，因而得到卓越的冷却效果。正是由于采用了先进的发汗冷却技术，避开了依靠元素合金化和调整组织结构来提高合金耐高温性能的难题，巧妙地把传统金属材料仿造出模仿人类汗毛孔的金属皮肤，把它穿在航空航天器热结构件的表面，可以显著提高热结构件的耐高温性能、抗温差应力引起的变形能力和抗烧蚀性能、以及使用的持久性和可靠性。多孔发汗冷却材料能够在一般的高温材料难以承受的温度条件下工作，一直受到人们的广泛重视，尤其在极端温度条件下，比如液体运载火箭发动机和高超声速飞行器的燃烧室，作为一种防热结构材料，它的应用倍受青睐。
[0003]要实现多孔发汗冷却材料在极端温度条件下的应用，除了需要该材料具有一定的强度和刚度、良好的抗氧化性能、良好的抗疲劳性能以外，还必须控制材料的透气率在一个合理的狭窄范围内，比如(0.01～0.1)g/cm2·
s，并且具有良好的透气均匀性，以既能保证材料使用时可以在受热端面的表面建立起一层完全连续的厚度均匀的冷却剂附面层，实现良好冷却作用，又能够将冷却剂用量降低到剂量使用要求的下限值附近，从而达到较为理想的冷却效果。因此，透气率与透气均匀性是多孔发汗冷却材料的重要技术参数(透气均匀性是采用透气率的均方根偏差来进行衡量)，数值大小符合设计指标要求的透气率与透气均匀性无疑是多孔发汗冷却材料在工程应用中实现较为理想运行工况的不可或缺条件之一，同时在产品的研制与生产中也必须对应用于极端温度环境中用作防热结构件的多孔发汗冷却材料的透气率和透气均匀性进行无损检测，以保证产品性能达到设计与使用的性能要求。
[0004]鉴于上述原因，需要一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置及测试方法，该测试装置实现了对多孔发汗冷却材料的透气率进行测试。该测试装置操作简便，密封效果好，测试精度高，大幅度降低试验误差，提高了测试结果的可靠性和可重复性，且结果通过数据采集仪采集后传输到计算机中，计算机自动通过既定程序进行计算得到显示直观的测试结果，从而可以定性定量地对多孔材料透气率高低和渗透均匀性分布程度进行测试与评估。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置，包括测试夹具、移动机构、供气及测试系
统和数据采集与处理系统，该测试装置用于对所述多孔材料的样件进行透气率测试；其中，所述测试夹具内设置有空腔，所述测试夹具能够夹住或松开所述样件，所述移动机构能够支撑和移动所述样件，以实现上述样件不同位置点的检测；所述供气及测试系统与所述测试夹具连通并能够向所述测试夹具内供气，进入所述测试夹具的气体能够透过所述样件；所述数据采集与处理系统与所述测试夹具连通并能够采集所述气体透过所述样件时所述测试夹具内的数据。
[0008]进一步地，在上述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置中，所述测试夹具由上段和下段组成，所述上段和所述下段分别位于所述样件的两侧，所述上段和所述下段相对设置，所述上段和所述下段均能够靠近或远离所述样件，进而能够夹住或松开所述样件；优选地，所述上段具有上内腔和上外腔，所述上外腔围绕所述上内腔，所述上段的下端敞开；所述下段具有下内腔和下外腔，所述下外腔围绕所述下内腔，所述下段的上端敞开；所述上内腔与所述下内腔的内径一致，所述上外腔与所述下外腔的内径一致；所述测试夹具夹住样件时，所述上段的下端与所述样件接触、所述下段的上端与所述样件接触。
[0009]进一步地，在上述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置中，所述上段的上端封闭，所述下段的下端封闭；所述上内腔的侧壁下端、所述上外腔侧壁下端、所述下内腔的侧壁上端和所述下外腔的侧壁上端均具有凹槽，所述凹槽内放置密封圈。
[0010]进一步地，在上述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置中，所述下内腔的侧壁上开有孔，所述孔能够使所述下内腔与所述下外腔的气压相同；优选地，所述孔相对设置有2个。
[0011]进一步地，在上述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置中，所述供气及测试系统包括气罐、进气管和压力表，所述气罐与所述进气管的一端连通，所述下外腔具有进气口，所述进气口与所述进气管的另一端连通；所述进气管的一端处设置有控制阀，所述控制阀用于调节并稳定所述进气口处的气压；在所述控制阀与所述进气管的另一端之间的所述进气管上设置有气体减压阀，所述气体减压阀用于监控、测量与显示所述气罐和所述进气管内的气体压力；所述压力表设置有2个，其中一个所述压力表通过一根连接管道与所述下内腔连通并测试所述下内腔内的气压，另外一个所述压力表通过一根连接管道与所述上内腔连通并测试所述上内腔的气压；优选地，所述供气及测试系统还包括压差计，所述压差计通过两根连接管道分别与所述上内腔和所述上外腔连通，所述压差计用于测量所述上内腔和所述上外腔之间的气体压力差；优选地，所述供气及测试系统还包括流量计，所述流量计通过一根连接管道与所述上内腔连通，所述流量计用于测量从所述上内腔所占面积的所述样件中透过所述气体的流量大小；所述上外腔的侧壁上设置有排气口，与所述排气口连接有排气管，所述排气口通过所述排气管能够将所述上外腔内的所述气体排放于空气中。
[0012]进一步地，在上述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置中，所述气罐内装有的用于测试的所述气体可以为空气、氮气、氧气或者惰性气体中的一种。
[0013]进一步地，在上述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置中，还包括加压系统和支撑底座，所述下段设置在所述支撑底座上，所述加压系统与所述上段的顶端接触并能够向所述上段加压；优选地，所述加压系统包括液压站和油缸，所述油缸与所述液压站连接，所述油缸的活塞杆与所述测试夹具连接，所述加压系统和所述支撑底座配合能够将所述测试夹具与所述样件之间压紧或松开；所述活塞杆通过连接件与所述测试夹具连接。
[0014]进一步地，在上述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置中，所述移动机构包括移动底座，所述移动底座能够前后双向移动，沿所述移动底座的移动位置安装有可显示移动距离数值的固定标尺，所述移动底座上安装有螺母，所述螺母连接有丝杠，所述丝杠连接有手柄，摇动所述手柄能够使所述移动底座移动；所述移动底座的上表面设置有若干螺钉，所述螺钉套有弹簧，在所述测试夹具松开所述样件时，若干所述螺钉和所述弹簧用于将所述样件推离所述下段，所述移动机构还包括托盘和周向转动机构，所述周向转动机构设置在所述移动底座的周圈，所述周向转动机构能够沿所述移动底座的周圈进行周向运动，所述托盘放置在所述周向转动机构上，所述托盘用于放置所述样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔发汗冷却材料透气率测试装置，其特征在于，包括测试夹具、移动机构、供气及测试系统和数据采集与处理系统，该测试装置用于对所述多孔材料的样件进行透气率测试；其中，所述测试夹具内设置有空腔，所述测试夹具能够夹住或松开所述样件，所述移动机构能够支撑和移动所述样件，以实现上述样件不同位置点的检测；所述供气及测试系统与所述测试夹具连通并能够向所述测试夹具内供气，进入所述测试夹具的气体能够透过所述样件；所述数据采集与处理系统与所述测试夹具连通并能够采集所述气体透过所述样件时所述测试夹具内的数据。2.根据权利要求1所述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置，其特征在于，所述测试夹具由上段和下段组成，所述上段和所述下段分别位于所述样件的两侧，所述上段和所述下段相对设置，所述上段和所述下段均能够靠近或远离所述样件，进而能够夹住或松开所述样件；优选地，所述上段具有上内腔和上外腔，所述上外腔围绕所述上内腔，所述上段的下端敞开；所述下段具有下内腔和下外腔，所述下外腔围绕所述下内腔，所述下段的上端敞开；所述上内腔与所述下内腔的内径一致，所述上外腔与所述下外腔的内径一致；所述测试夹具夹住样件时，所述上段的下端与所述样件接触、所述下段的上端与所述样件接触。3.根据权利要求2所述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置，其特征在于，所述上段的上端封闭，所述下段的下端封闭；所述上内腔的侧壁下端、所述上外腔侧壁下端、所述下内腔的侧壁上端和所述下外腔的侧壁上端均具有凹槽，所述凹槽内放置密封圈。4.根据权利要求2所述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置，其特征在于，所述下内腔的侧壁上开有孔，所述孔能够使所述下内腔与所述下外腔的气压相同；优选地，所述孔相对设置有2个。5.根据权利要求2所述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置，其特征在于，所述供气及测试系统包括气罐、进气管和压力表，所述气罐与所述进气管的一端连通，所述下外腔具有进气口，所述进气口与所述进气管的另一端连通；所述进气管的一端处设置有控制阀，所述控制阀用于调节并稳定所述进气口处的气压；在所述控制阀与所述进气管的另一端之间的所述进气管上设置有气体减压阀，所述气体减压阀用于监控、测量与显示所述气罐和所述进气管内的气体压力；所述压力表设置有2个，其中一个所述压力表通过一根连接管道与所述下内腔连通并测试所述下内腔内的气压，另外一个所述压力表通过一根连接管道与所述上内腔连通并测试所述上内腔的气压；优选地，所述供气及测试系统还包括压差计，所述压差计通过两根连接管道分别与所述上内腔和所述上外腔连通，所述压差计用于测量所述上内腔和所述上外腔之间的气体压力差；
优选地，所述供气及测试系统还包括流量计，所述流量计通过一根连接管道与所述上内腔连通，所述流量计用于测量从所述上内腔所占面积的所述样件中透过所述气体的流量大小；所述上外腔的侧壁上设置有排气口，与所述排气口连接有排气管，所述排气口通过所述排气管能够将所述上外腔内的所述气体排放于空气中。6.根据权利要求5所述的多孔发汗冷却材料透气率测试装置，其特征在于，所述气罐内装有的用于测试的所述气体可以为空气、氮气、氧气或者惰性气体中的一种。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄作勤，郭辉进，王凡，匡星，王浩，刘冠颖，
申请(专利权)人：安泰环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：