[发明专利]一种用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度的试样结构及其使用方法

说明书

一种用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度的试样结构及其使用方法，它涉及一种用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度的试样结构及其使用方法。本发明是要解决现有测量海水在绝缘中的渗入深度和浓度的方法存在测量结果不够精确，操作过程繁琐，所需设备成本高，技术门槛高的问题。装置由薄片试样叠加模块1和注塑增厚模块2组成。方法：制备试样结构，将试样结构置于一定压力下的海水环境中浸泡一定时间，取出，每两层薄片试样编为一组，对比每组薄片试样烘干前后的质量差可以获得海水的浸入深度和浓度。本发明用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度。

技术领域

本发明涉及一种用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度的试样结构及其使用方法。

背景技术

具有输电和信号传输功能的大长度深海光电复合缆受到了广泛的关注，在未来将产生较大的需求。由于深海光电复合缆的绝缘层与海水直接接触，海水渗入后，将影响绝缘层的绝缘性能。在开发相应的产品时，必须进行海水的渗入试验。然而，如何测量海水在绝缘中的渗入深度和浓度是十分困难的。传统技术通常采用如下两种方式，第一种方式是将一定厚度的试样浸泡于高压海水中，一定时间后取出，将试样从中间截断，应用能谱仪沿截面扫描H原子及O原子的浓度，进而获得海水的渗入特征。但是该方法存在如下缺点，首先，海水的渗入量较小，通常低于0.5％，测试H原子及O原子的浓度时，设备的分辨率根本无法达到实际要求；其次，聚合绝缘本身就含有H原子和O原子，容易混淆测试结果；除此之外，该技术需要较强的专业技术人员和较昂贵的能谱仪来进行测试，技术门槛较高。另一种方式是将试样用切片机进行切片，获得沿厚度方向的平板试样，接下来将平板试样进行红外能谱测试，标定水分子的含量。该方法存在如下问题，首先，应用于红外光谱测试的平板试样必须较薄，需达到0.5mm以下，且试样表面平整度要求较高，目前的切片机设备无法顺利切出这样的试样，成功率无法保证；另外，应用红外光谱标定水分子含量的技术难度较大。本发明提出一种简便快捷，技术门槛低的试样结构和测量方法，可准确测量深海环境下聚合物绝缘的海水渗入浓度和深度。

发明内容

本发明是要解决现有测量海水在绝缘中的渗入深度和浓度的方法存在测量结果不够精确，操作过程繁琐，所需设备成本高，技术门槛高的问题，而提供一种用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度的试样结构及其使用方法。

本发明一种用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度的试样结构由薄片试样叠加模块和注塑增厚模块组成；所述薄片试样叠加模块由多层薄片试样叠加而成；所述注塑增厚模块由四个侧壁围成含有容置区域的长方体形，所述薄片试样叠加模块横置在容置区域内，所述薄片试样叠加模块的侧面与注塑增厚模块的侧壁相贴合。

一种用于测量深海环境下聚合物绝缘材料海水渗入深度和浓度的试样结构的使用方法，按以下步骤进行：

一、采用试样模具制备试样结构：①采用平板硫化机压制出薄片试样，将多层薄片试样叠加成薄片试样叠加模块；②将薄片试样叠加模块放置于模具底座的样品放置台上；③使模具上盖的样品上挡块与薄片试样叠加模块的上表面贴合，将模具上盖与模具底座螺孔对准，采用螺母锁紧，得到待注塑模具；④将待注塑模具置于支架上，将挤出机的机头与注塑入口相连，开启挤出机，向待注塑模具中注入流体态的绝缘材料，当流体态的绝缘材料从注塑出口，关闭挤出机，待模具冷却至室温，将模具拆卸取出试样结构；

二、测量：将试样结构置于一定压力下的海水环境中浸泡一定时间，然后将试样结构取出，采用壁纸刀将薄片试样叠加模块和注塑增厚模块分离，然后再将薄片试样叠加模块由上向下每两层薄片试样编为一组并进行编号，采用壁纸刀将每组薄片试样进行分离，采用精密天平分别对每组薄片试样进行称量，记录每组薄片试样的质量，再分别将每组薄片试样置于温度为105℃的真空烘箱中烘干24h，再采用精密天平分别对烘干后的每组薄片试样进行称量，记录烘干后的每组薄片试样的质量，将烘干前后每组薄片试样的质量做差，差值即为海水的浸入量，对比每组薄片试样烘干前后的质量差可以获得海水的浸入深度和浓度。