[发明专利]一种透气性测试夹具、测试仪及测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种透气性测试夹具、测试仪及测试系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)是作为继碱性 燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃 料电池(SOFC)之后发展起来的第五代燃料电池。由于采用了固态电解质高分子膜作为电解 质，因此具有能量转换率高、低温启动、无电解质泄漏等特点，也因此被公认为最有希望成 为航天、军事、运输和便携式备用电源的首选理想电源。

气体扩散层是质子交换膜燃料电池的重要组成部分，它是由导电的多孔材料组成的，起 到支撑催化层、收集电流、排出水和传导气体等重要作用。为了提供良好的水、气传输通道 ，气体扩散层需要进行疏水处理。透气度是气体扩散层重要的表征参数之一。目前气体扩散 层的孔隙率一般在70％以上，透气性非常好，而市面上可用的透气度测试设备，除了价格昂 贵，测试费用较高外，一般采用气缸或者真空泵的方式供气，不太适合高透气量材料的透气 度测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种透气性测试夹具，具有易于操作、简单、方便等特点。

本发明的另一目的是提供一种透气性测试仪。

本发明的又一目的是提供一种透气性测试系统。

其具体技术方案如下：一种透气性测试夹具包括上模、下模和气缸，其中所述的上模中 间开一通孔，通孔另一端与内壁设有螺纹的空腔通过锁母快插相连接；所述的下模上表面上 设有第一凹面，第一凹面中间开一通孔，通孔另一端与内壁设有螺纹的空腔通过锁母快插相 连接，所述第一凹面外侧设有第二凹面，其上设有O型密封圈；所述的上模通过压力杆与气 缸相连接。所述的下模上设有O型密封圈，可以防止气体从待测样品的边缘泄漏。

所述的通孔可以是直角通孔。

所述的第一凹面可以是圆形凹面，所述的第二凹面可以是环形凹面；所述的第一凹面与 第二凹面之间设有一环形凸台，其相对第一凹面与第二凹面高一定尺寸。

所述的上模与下模表面平整，上下模对接后，所述的通孔相应对接吻合，通过气缸施加 压力实现夹具的密封。

一种透气性测试仪，包括支架以及设于支架上的压力测试仪、流量测试仪和测试夹具， 其中所述的测试夹具与压力测试仪以及流量测试仪之间均通过气路连接。

所述的压力测试仪可以是精密压力表、差压式压力表或压力传感器，所述的流量测试仪 为质量流量计或流量传感器，其通过螺母转接头固定于支架上，并且使其气体入口朝向支架 外部，以方便气路连接。

所述的支架上还设有普通压力表、手动减压阀和电磁阀，其通过螺栓或螺母固定于支架 上。

所述的电磁阀通过导线与电源线相连，且电路中设有电源开关，用于对电磁阀进行控制 。

所述的电磁阀与外接气路相连接，构成管路一，所述的手动减压阀与外接气路相连接， 构成管路二。

所述的管路一中的电磁阀为五通电磁阀，用于控制气缸与压力杆的升降。

所述的五通电磁阀包括与外接气路相连接的气体入口，与气缸的升起管路相连接的常开 通路，与气缸的降落管路相连接的电源开启通路以及两个卸压口，用于电磁阀变换气流方向 时的卸压；通过电磁阀压力的气流方向的变化，从而进行测试夹具上下模的开启和闭合。

所述的两个卸压口通过软管进行连接，且所述软管上设有小孔，这样可以控制测试夹具 的开启和闭合速度，防止上下模的开启速度过快，所述小孔的数量根据实验情况而定，小孔 的数量越多，则测试夹具的开合速度越快。

所述的管路二中，所述的手动减压阀的气体进口与外接气路相连接，其气体出口与直通 电磁阀相连接，然后用软管延长；在测试夹具下模处设有一三通，三通的一端与下模的锁母 快插相连接，另一端与精密压力表相连接，用于采集气体压力；在测试夹具上模处也设有一 三通，其与锁母快插相连，三通的一端与质量流量计的相连，另一端与精密压力表相连接。 气体在上下模闭合后，经过测试样品后从上模通孔中流出，经质量流量计采集流量参数后排 空。

一种透气性测试系统，包括透气性测试仪及其测控单元，其中所述的测控单元与透气性 测试仪之间为电连接。

所述的测控单元包括控制部分、信号采集部分、数据处理部分以及结果输出部分。