[发明专利]基于测量的纤维材料等效最大孔径获取系统及其方法

权利要求书

1.一种基于测量的纤维材料等效最大孔径获取系统，包括测量室、实验夹持装置、空气处理系统、图像控制系统，中央处理系统，所述空气处理系统与所述测量室通过通风管道连接，所述图像控制系统、所述中央处理系统分别与所述测量室电连接，其特征在于，所述测量室包括隔板、布风孔板、背景板、水平滑轨、测量单元、发光单元、图像采集单元，所述水平滑轨设置在所述测量室底部，在所述水平滑轨上依次平行设置所述图像采集单元、所述发光单元、所述测量单元，其中，所述背景板设置在所述隔板侧壁上，所述布风孔板设置在所述背景板的上部；所述图像采集单元分别与所述图像控制系统和所述中央处理系统电连接，所述测量单元分别于所述图像控制系统和所述中央处理系统电连接；其中：

所述实验夹持装置将被测多孔材料夹持在垂直滑轨上，并将液体温度测试探头伸入液体盛放装置的中下部，向液体盛放装置内倒满液体后放在测重装置上；

调节所述空气处理系统用于将新风和室内回风处理后送入测量室；

调节所述实验夹持装置还用于使多孔材料缓慢下降，当多孔材料底部即将接触水面时，所述中央处理系统启动吸水量自动测量和吸水区域的图像采集功能；并且随着多孔材料缓慢下降浸入水中，所述图像采集单元每隔一定时间进行一次多孔材料吸水高度的逐时动态图像采集，并自动储存；同时，所述测重装置向中央处理系统传输信号，重量的实时数据和对应时间将自动储存；所述中央处理系统自动、同步记录水分迁移过程的动态图像和吸水重量变化数据；

所述中央处理系统还用于对图像采集单元采集的图片进行批量处理，得到不同时刻多孔材料的吸水面积，多孔材料的平均吸水高度为吸水面积与多孔材料宽度比；

所述测重装置用于测量液体盛放装置的质量变化，并且吸水重量与吸水高度的测量与数据采集同步进行，所述液体盛放装置减少的重量即为多孔材料吸水量与表面蒸发量之和，测重装置连接中央处理系统，通过中央处理系统采集数据并自动储存；

所述测重装置还用于测量多孔材料吸水饱和状态下的表面蒸发速率；

并且通过吸水重量和吸水高度的实验数据获得多孔材料孔隙率和渗透率，利用分形模型，建立多孔材料内最大吸水高度h_max与多孔材料等效最大孔径λ_max、孔隙率Φ、渗透率K、浸入液体的密度ρ、黏度系数μ、表面张力σ和固-液接触角θ和表面蒸发率m_e之间的关系；基于得到多孔材料的最大吸水高度，将实验获取的参数代入所述关系，进而得到多孔材料的等效最大孔径。

2.根据权利要求1所述的基于测量的纤维材料等效最大孔径获取系统，其特征在于，所述测量单元包括保护罩、垂直滑轨、测重装置、液体盛放装置、实验材料夹持装置、液体温度测试探头、环境温湿度传感器，其中，所述保护罩设置在测量单元的外围，所述垂直滑轨设置在所述水平滑轨上，所述测重装置设置在所述测量单元底部，所述液体盛放装置设置在所述测重装置上方，所述实验材料夹持装置的固定端设置在所述垂直滑轨上，材料夹持端悬在所述液体盛放装置上方，通过所述垂直滑轨可调节所述材料夹持端将多孔材料伸入或伸出所述液体盛放装置，所述液体温度测试探头设置在所述液体盛放装置内，并与所述中央处理系统电连接，所述环境温湿度传感器设置在保护罩内侧顶部，并与所述中央处理系统电连接。

3.根据权利要求2所述的基于测量的纤维材料等效最大孔径获取系统，其特征在于，所述测量单元还包括温度调节装置。

4.根据权利要求3所述的基于测量的纤维材料等效最大孔径获取系统，其特征在于，所述测量单元还包括温控器，所述温控器与所述温度调节装置连接。

5.根据权利要求3所述的基于测量的纤维材料等效最大孔径获取系统，其特征在于，所述空气处理系统包括送风单元、高效过滤单元、风机单元、加湿单元、加热单元、冷却单元、粗效过滤单元、混风单元，上述各单元依次连接，其中，所述送风单元通过所述通风管道与所述测量室的顶端送风口连接，所述混风单元通过所述通风管道与所述测量室的底端回风口连接。