專利名稱：真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑保溫材料的檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體地說，涉及一種真空絕熱板的真
空度檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)今人們對(duì)建筑節(jié)能高度重視，隨之各種節(jié)能材料或節(jié)能結(jié)構(gòu)層出不窮。真空絕熱是一種非常高效的絕熱方法，采用抽真空的方法，將存留在絕熱空間的氣體清除掉，這樣使得氣體導(dǎo)致的各種傳熱途徑被消除，從而使得真空絕熱的絕熱效果遠(yuǎn)優(yōu)于其他傳統(tǒng)的絕熱材料。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的真空絕熱板在建筑保溫領(lǐng)域的應(yīng)用尚屬起步階段，目前世界上只有在歐洲建筑行業(yè)才有此類保溫材料應(yīng)用。制造良好的真空板，其導(dǎo)熱系數(shù)只有0. 004W/(m K)(未考慮熱橋效應(yīng))，與常用建筑保溫材料相比，真空絕熱板有著極其優(yōu)異的保溫性能，達(dá)到同樣的保溫效果只需很小的材料厚度。性能如此優(yōu)良的保溫材料，其使用壽命問題也顯得尤為重要。真空絕熱板使用壽命檢測方法現(xiàn)在尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，只能由生產(chǎn)企業(yè)制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 使用壽命是指真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)符合超級(jí)保溫材料定義的時(shí)間。由于真空絕熱板的性能取決于真空板內(nèi)部的高真空度，要保證真空絕熱板性能的完全發(fā)揮，其真空度至少應(yīng)保證在100Pa以下，一旦真空度衰減或損失，那么真空絕熱板的性能將大大受到影響甚至完全失去功效，真空絕熱板在服役期間的性能持久與穩(wěn)定性是特別重要的。因此，預(yù)測真空絕熱板的使用壽命，對(duì)評(píng)價(jià)真空絕熱板的耐久性，保證節(jié)能建筑節(jié)能功效是非常必要的。 按現(xiàn)有技術(shù)，只要測定真空絕熱板內(nèi)的真空度和阻氣薄膜平均透氣率就能預(yù)測出真空絕熱板的使用壽命。要保證真空絕熱板有較長的使用壽命，關(guān)鍵的是控制阻氣膜的透氣率盡可能低和真空絕熱板內(nèi)初始真空度盡可能大，是保證絕熱板壽命的兩個(gè)關(guān)鍵因素。
真空絕熱板的真空度測量并不容易。由于真空絕熱板厚度極薄，阻隔材料袋又不能開孔，普通的測量方法根本不能使用。國際上現(xiàn)有的有效測量真空絕熱板真空度的方法是采用一種微型嵌入式電容壓力傳感器，用于真空絕熱板板內(nèi)部的真空度測量。在每一塊真空絕熱板內(nèi)埋入一個(gè)電容壓力傳感器，利用無線電傳輸檢測真空絕熱板內(nèi)真空度，作為產(chǎn)品出廠時(shí)檢驗(yàn)使用，從而保證隔熱板產(chǎn)品的質(zhì)量。但是此種技術(shù)也有一定的局限性，當(dāng)真空絕熱板阻氣薄膜有一定厚度的鋁箔時(shí)(為保證絕熱板低的透氣率，鋁箔是必不可少的)，鋁箔將屏蔽傳感信號(hào)，從而使此種方法無法施行。
如何解決上述技術(shù)問題則是本發(fā)明所面臨的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的無法檢測真空絕熱板的真空度從而無法預(yù)測其使用壽命導(dǎo)致無法評(píng)價(jià)真空絕熱板耐久性的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
—種真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，包括 機(jī)臺(tái)，機(jī)臺(tái)上部鉸接有蓋體，所述蓋體面向機(jī)臺(tái)腔室一側(cè)設(shè)有破壞裝置； 位于機(jī)臺(tái)腔室內(nèi)部的真空腔室，包括底板，底板上部設(shè)有測試槽，測試槽內(nèi)設(shè)有承
載待測真空絕熱板的升降座和位于升降座下部的氣囊，所述底板下部設(shè)有檢測裝置，所述
檢測裝置包括真空計(jì)和溫度傳感器； 抽真空管路，包括兩條管路，第一管路連通所述真空腔室和抽真空裝置，第二管路連通所述氣囊和抽真空裝置。 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述破壞裝置上設(shè)有用于破壞待測真空絕熱板的錐體。 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述底板上對(duì)應(yīng)所述檢測裝置和管路處設(shè)有通孔。 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述第一、第二管路上分別設(shè)有兩個(gè)電磁開關(guān)。 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述蓋體和機(jī)臺(tái)接觸處設(shè)有密封條，密封條的設(shè)置使得真空腔室內(nèi)部高度密封。 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述蓋體和機(jī)臺(tái)鉸接處設(shè)有鉸接軸，便于蓋體掀起或者封合。 真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)隨時(shí)間的增長而變大，這是由于一、芯材中的殘留氣體緩慢的釋放；二、外部氣體通過阻氣薄膜緩慢滲透到真空絕熱板的內(nèi)部。由以上原因造成真空度降低，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)增大。因此只要已知真空絕熱板的真空度、阻氣薄膜的透氣率、真空絕熱板的表面積及其內(nèi)部真空腔的容積，就可以計(jì)算出在理想狀態(tài)下真空絕熱板的使用壽命。具體推算過程如下 阻氣薄膜的透氣率①是指在單位時(shí)間內(nèi)單位面積透過的氣體分子數(shù)，即 ①=(n-n。)/(S t) (1) 將實(shí)際測得數(shù)據(jù)代入(3)就可以計(jì)算出理想狀態(tài)下真空絕熱板的使用壽命，從而預(yù)測真空絕熱板的實(shí)際使用壽命。 其中n。-真空絕熱板封口時(shí)板內(nèi)的空氣分子數(shù)(單位mol); n-真空絕熱板壽命終了時(shí)板內(nèi)的空氣分子數(shù)(單位mol); P。-真空絕熱板封口時(shí)板內(nèi)的壓強(qiáng)(單位Pa); P-真空絕熱板壽命終了時(shí)板內(nèi)的壓強(qiáng)(單位Pa); O-阻氣薄膜的透氣率(單位mo1/ (m2 24h)); V-真空絕熱板內(nèi)部真空腔的容積(單位L); S-真空絕熱板的表面積； T-溫度(單位K)。 由(1)式可得真空絕熱板的使用壽命
4
只要測定真空絕熱板內(nèi)的真空度和阻氣薄膜的透氣率就能預(yù)測出真空絕熱板的使用壽命。關(guān)鍵的是控制阻氣膜的透氣率盡可能低和真空絕熱板內(nèi)初始真空度盡可能大，是保證絕熱板壽命的兩個(gè)關(guān)鍵因素。 具體來說，真空絕熱板的使用壽命預(yù)測方法，首先是檢測其真空度，包括如下步驟 a)將待測真空絕熱板置于真空腔室中； b)封閉真空腔室，并對(duì)該真空腔室進(jìn)行抽真空，記錄下該真空腔室內(nèi)部的真空壓力與溫度，作為第一組數(shù)據(jù)； c)破壞真空腔室中的真空絕熱板，以讓其內(nèi)部殘留氣體充滿真空腔室，再次記錄下該真空腔室內(nèi)的真空壓力與溫度，作為第二組數(shù)據(jù)； d)利用上述的第一組數(shù)據(jù)與第二組數(shù)據(jù)，計(jì)算出該真空絕熱板內(nèi)的真空度P。=〔P2(V+V》T乂T2-P^〕 /V，其中真空腔室內(nèi)的真空壓力與溫度的第一組數(shù)據(jù)為P^L，真空腔室內(nèi)氣體分子數(shù)為r^ ;第二組數(shù)據(jù)為^、L、化；真空絕熱板內(nèi)的氣壓為P。、溫度為L，真空絕熱板內(nèi)氣體分子數(shù)為n。；檢測裝置的真空腔室容積為K，真空絕熱板內(nèi)部真空腔容積為V ;
e)根據(jù)檢測得到的真空度，代入公式t = (P-P。)V/(RT S ①)可得真空絕熱板的使用壽命，其中，P為真空絕熱板壽命終了時(shí)板內(nèi)的壓強(qiáng)；①為阻氣薄膜的透氣率；S為真空絕熱板的表面積；T-溫度。 本方法的理論基礎(chǔ)基于熱力學(xué)中的理想氣體狀態(tài)方程式PV = nRT
設(shè)檢測設(shè)備的真空腔室內(nèi)的真空壓力與溫度的第一組數(shù)據(jù)為PpL，真空腔室內(nèi)氣體分子數(shù)為& ;第二組數(shù)據(jù)為P2、 L，真空腔室內(nèi)氣體分子數(shù)為n2 ;真空絕熱板內(nèi)的氣壓為P。、溫度為L，真空絕熱板內(nèi)氣體分子數(shù)為n。；檢測設(shè)備的真空腔室氣體所占容積為V15真空絕熱板內(nèi)部真空腔容積V，則
P0V = n。RL (a)
= n具 (b) P2V2 = n2RT2 (c)
而n2 = no+r^ (d)
V2 = V+V丄 (e)
將(d) 、 (e)式代入(c)式可得
P。 = 〔P2(V+V》T/T2—PJJ/V (4) 然后根據(jù)檢測得到的真空度P。，代入上述的推導(dǎo)公式(3)，可以計(jì)算出使用壽命。 本發(fā)明預(yù)測方法是基于破壞性檢測的原理，將真空絕熱板置于一高真空的環(huán)境，
記下初始溫度與真空壓力，再通過破壞手段將絕熱板破壞，使其內(nèi)部的氣體釋于真空環(huán)境
下，此時(shí)該環(huán)境的溫度、真空壓力即有所改變，再次記錄下此時(shí)的溫度與真空壓力，通過兩
次的數(shù)據(jù)計(jì)算出真空絕熱板的真空度。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是 本發(fā)明的真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，能夠檢測出真空絕熱板的初始真空度，然后預(yù)測其使用壽命，用于評(píng)價(jià)真空絕熱板的耐久性，保證節(jié)能建筑的節(jié)能功效。


圖1本發(fā)明的真空度檢測設(shè)備的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本發(fā)明的真空度檢測設(shè)備的剖視圖(蓋體掀起狀態(tài))； 圖3本發(fā)明的真空度檢測設(shè)備的剖視圖(蓋體封合狀態(tài))； 圖4本發(fā)明的真空度檢測設(shè)備利用破壞裝置的錐體破壞真空絕熱板時(shí)的主要結(jié) 構(gòu)剖視圖； 圖5本發(fā)明的真空度檢測設(shè)備利用破壞裝置的錐體破壞真空絕熱板后將氣囊內(nèi) 氣體抽出后的主要結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖中的符號(hào)及其說明 10、機(jī)臺(tái)；11、蓋體；12、破壞裝置；13、錐體；14、密封條；15、鉸接軸; 20、真空腔室；21、底板；211、通孔；22、測試槽；23、升降座；24、氣囊；25、真空計(jì)；
26、溫度傳感器； 30、抽真空管路；31、第一管路；311、第一電磁開關(guān)；312、第二電磁開關(guān)；32、第二 管路；321、第三電磁開關(guān)；322、第四電磁開關(guān)；
40、待測真空絕熱板。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 本發(fā)明基于以下原理真空度是決定真空絕熱板高熱阻性能關(guān)鍵因素。因此只要 針對(duì)真空絕熱板的真空度進(jìn)行檢測，即可計(jì)算真空絕熱板的使用年限，即使用壽命。具體如 下詳述 如圖l和圖2所示，一種真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，包括機(jī)臺(tái)10，機(jī)臺(tái)10上部 鉸接有蓋體ll，所述蓋體11面向機(jī)臺(tái)腔室一側(cè)設(shè)有破壞裝置12，破壞裝置12上設(shè)有用于 破壞待測真空絕熱板40的錐體13。所述蓋體11和機(jī)臺(tái)10接觸處設(shè)有密封條14。為便于 打開蓋體ll，所述蓋體11和機(jī)臺(tái)10鉸接處設(shè)有鉸接軸15。 機(jī)臺(tái)10腔室內(nèi)部設(shè)有真空腔室20，包括底板21，底板21上部設(shè)有測試槽22，測試 槽22內(nèi)設(shè)有承載待測真空絕熱板40的升降座23和位于升降座23下部的氣囊24，所述底 板21下部設(shè)有檢測裝置，所述檢測裝置包括真空計(jì)25和溫度傳感器26 ;
所述真空腔室20和氣囊24通過抽真空管路30連通外接的抽真空裝置(圖中未 示出)，所述抽真空管路30包括兩條管路，第一管路31連通所述真空腔室20和抽真空裝 置，第二管路32連通所述氣囊24和抽真空裝置。所述底板21上對(duì)應(yīng)所述真空計(jì)25、溫度 傳感器26、第一管路31和第二管路32處均設(shè)有通孔211，通孔211作用是控制真空腔室20 內(nèi)的真空度，或者用于安置真空計(jì)25和溫度傳感器26。 為了控制好抽真空裝置對(duì)真空腔室20和氣囊24抽真空，所述第一管路31上設(shè)有 第一電磁開關(guān)311、第二電磁開關(guān)312 ;第二管路32上設(shè)有第三電磁開關(guān)321、第四電磁開 關(guān)322。 利用上述設(shè)備，可以測得真空絕熱板內(nèi)的真空度。 真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備的具體工作原理與工作流程。 1 、首先打開蓋體11 ，將待測真空絕熱板40放在真空腔室20內(nèi)的測試槽22的升降
6座23上，合上蓋體11 ; 2、開動(dòng)抽真空裝置，打開第一電磁開關(guān)311與第三電磁開關(guān)321(此時(shí)第二、四電 磁開關(guān)312、322均處于關(guān)閉狀態(tài))，對(duì)真空腔室20與氣囊24進(jìn)行抽真空，同時(shí)由真空計(jì)25 監(jiān)控其內(nèi)的真空度，當(dāng)真空度達(dá)到所需要的值時(shí)，關(guān)閉第一電磁開關(guān)311與第三電磁開關(guān) 321，停止對(duì)抽真空管路30進(jìn)行抽真空，記錄下此時(shí)的真空腔室的真空度P工和溫度1\值作 為第一組數(shù)據(jù)，此時(shí)的狀態(tài)如圖3所示； 3、打開第四電磁開關(guān)322，讓氣囊24充滿大氣，從而帶動(dòng)生降座23上升最終達(dá)到 如圖4所示的狀態(tài)，錐體13剌穿待測真空絕熱板40，此時(shí)關(guān)閉第四電磁開關(guān)322，打開第三 電磁開關(guān)321，開動(dòng)抽真空裝置，觀察真空計(jì)25的示數(shù)，當(dāng)示數(shù)保持30s不變時(shí)，關(guān)閉第三電 磁開關(guān)321，同時(shí)停止抽真空，此時(shí)真空腔室20內(nèi)的狀態(tài)如圖5所示，記錄下此時(shí)的真空腔 室的真空度P2和溫度T2，作為第二組數(shù)據(jù)。 —塊60cmX 40cmX 1. 0cm真空絕熱板，其內(nèi)部真空腔的容積為2. 4L，表面積為
0. 5m2，已知薄膜的透氣率①=2. 655X 10—4mol/(m2 24h)，通常情況下，真空絕熱板壽命終
了時(shí)板內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到kP a數(shù)量級(jí)時(shí)，基本上失去功效，其絕熱效果已經(jīng)不能滿足要求，這里
假設(shè)真空絕熱板壽命終了時(shí)板內(nèi)的壓強(qiáng)P為IX 103Pa， T為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的溫度298K。 按照上述操作步驟測得第一組數(shù)據(jù)與第二組數(shù)據(jù)如下表，并計(jì)算得真空絕熱板的
真空壓力(即真空度)為2. 3 X 10—2Pa。
V(L)T\ ( K)P"Pa)(L)P2 ( Pa )T2(K)
2. 42982. 5 x lO-31003. 0 x i(T3300
Vacuum pressure P。 (Pa)2. 3 x 10—2
利用上述測得的真空度P。，就可以根據(jù)下面的推算方法，預(yù)測這塊真空絕熱板的 使用壽命t。 將P。 = 2. 3X 10—2Pa，代入前面的方程(3)可得
t = ((P-P。)V/(RT S ①) = ((lX103Pa-2. 3X10—2Pa)2. 4L/(8. 31k Pa *L'mol—l'K—1X298K () 5m2 *2. 655X 10—4mol/(m2 24h))
" 7300(24h)
= 20y 由以上計(jì)算可預(yù)測，在理想狀態(tài)下這塊真空絕熱板大約可以用20年。 可見，采用本發(fā)明的檢測設(shè)備，可以檢測出真空絕熱板內(nèi)部的真空度，再根據(jù)阻氣
薄膜的透氣率的定義推導(dǎo)的公式，可以得出理想狀態(tài)下的使用壽命，從而預(yù)測一塊真空絕
熱板的實(shí)際使用壽命。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等
7效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，其特征在于包括機(jī)臺(tái)，機(jī)臺(tái)上部鉸接有蓋體，所述蓋體面向機(jī)臺(tái)腔室一側(cè)設(shè)有破壞裝置；位于機(jī)臺(tái)腔室內(nèi)部的真空腔室，包括底板，底板上部設(shè)有測試槽，測試槽內(nèi)設(shè)有承載待測真空絕熱板的升降座和位于升降座下部的氣囊，所述底板下部設(shè)有檢測裝置，所述檢測裝置包括真空計(jì)和溫度傳感器；抽真空管路，包括兩條管路，第一管路連通所述真空腔室和抽真空裝置，第二管路連通所述氣囊和抽真空裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，其特征在于所述破壞裝置上設(shè)有用于破壞待測真空絕熱板的錐體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，其特征在于所述底板上對(duì)應(yīng)所述檢測裝置和管路處設(shè)有通孔。
4. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，其特征在于所述第一、第二管路上分別設(shè)有兩個(gè)電磁開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，其特征在于所述蓋體和機(jī)臺(tái)接觸處設(shè)有密封條。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，其特征在于所述蓋體和機(jī)臺(tái)鉸接處設(shè)有鉸接軸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的無法檢測真空絕熱板的真空度而無法預(yù)測其使用壽命導(dǎo)致無法評(píng)價(jià)真空絕熱板耐久性的問題。技術(shù)方案一種真空絕熱板的真空度檢測設(shè)備，包括機(jī)臺(tái)、真空腔室和抽真空管路，機(jī)臺(tái)上部鉸接有蓋體，蓋體上設(shè)有破壞裝置；真空腔室包括底板，底板上部設(shè)有測試槽，測試槽內(nèi)設(shè)有承載待測真空絕熱板的升降座和位于升降座下部的氣囊，底板下部設(shè)有檢測裝置；抽真空管路，包括連通所述真空腔室和抽真空裝置的第一管路，連通所述氣囊和抽真空裝置的第二管路。本發(fā)明能夠檢測出真空絕熱板板內(nèi)的真空度，預(yù)測其使用壽命，用于評(píng)價(jià)真空絕熱板的耐久性，保證節(jié)能建筑的節(jié)能功效。
文檔編號(hào)G01L21/00GK101788364SQ20101010540
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者李壯賢, 翟傳偉, 蘇珍 申請(qǐng)人:翟傳偉