材料吸附量-变形-渗透系数测量的方法及装置

1.一种材料吸附量-变形-渗透系数测量的装置，其特征在于：包括气源子系统(1)、气体注入与控制子系统(2)、加载子系统(3)、数据采集子系统(4)和恒温水槽(5)，其特征在于：气源子系统(1)通过不锈钢管(2.1)与气体注入与控制子系统(2)内的第四三通(2.8d)连接，气体注入与控制子系统(2)通过不锈钢管(2.1)与加载子系统(3)内的第一多孔垫片(3.5a)及第二多孔垫片(3.5b)连接，气体注入与控制子系统(2)中的管路放在恒温水槽(5)中，气体注入与控制子系统(2)中的差压计(2.4)和压力传感器(2.3)分别通过第五电缆(4.1e)和第四电缆(4.1d)与数据采集子系统(4)内的第一采集卡(4.2a)连接，加载子系统(3)中的温度传感器(3.4)、轴向变形传感器(3.6)和径向变形传感器(3.7)分别通过第一电缆(4.1a)、第二电缆(4.1b)、第三电缆(4.1c)与数据采集子系统(4)内的第二采集卡(4.2b)连接；
所述的气体注入与控制子系统(2)包括不锈钢管(2.1)、上游计量泵(2.2a)、下游计量泵(2.2b)、压力传感器(2.3)、差压计(2.4)、真空泵(2.5)、第一阀门(2.7a)、第二阀门(2.7b)、第三阀门(2.7c)、第四阀门(2.7d)、第五阀门(2.7e)、第六阀门(2.7f)、第七阀门(2.7g)和第八阀门(2.7h)、第一三通(2.8a)、第二三通(2.8b)、第三三通(2.8c)、第四三通(2.8d)、第一四通(2.9a)、第二四通(2.9b)，第四三通(2.8d)通过不锈钢管(2.1)与气源子系统(1)中的六通阀(1.3)连接；第四三通(2.8d)两端分别与第三阀门(2.7c)和第四阀门(2.7d)连接，第二阀门(2.7b)与第一三通(2.8a)连接；第一三通(2.8a)一端连接第七阀门(2.7g)，第一三通(2.8a)另一端和第一四通(2.9a)连接；第一四通(2.9a)一端连接差压计(2.4)，第一四通(2.9a)另一端连接压力传感器(2.3)，压力传感器(2.3)通过第四电缆(4.1d)与数据采集子系统(4)连接，差压计(2.4)通过第五电缆(4.1e)与数据采集子系统(4)连接，第一四通(2.9a)与第一阀门(2.7a)连接，第五阀门(2.7e)与第二四通(2.9b)连接，第二四通(2.9b)一端与第六阀门(2.7f)连接，第六阀门(2.7f)连接第三三通(2.8c)，第三三通(2.8c)一端与真空表(2.6)连接，第三三通(2.8c)另一端与真空泵(2.5)连接，第二四通(2.9b)另一端与连接上下游管路的第七阀门(2.7g)相 连，第二四通(2.9b)连接第八阀门(2.7h)；所述的加载子系统(3)包括压力室(3.1)、试样(3.2)、液压油(3.3)、温度传感器(3.4)、第一多孔垫片(3.5a)、第二多孔垫片(3.5b)、轴向变形传感器(3.6)、径向变形传感器(3.7)、加热器(3.8)，第一多孔垫片(3.5a)和第二多孔垫片(3.5b)分别通过不锈钢管(2.1)与气体注入与控制子系统(2)中的上、下游管路连接；压力室(3.1)内安放有加热器(3.8)和温度传感器(3.4)，温度传感器(3.4)通过第一电缆(4.1a)与数据采集子系统(4)中的第二采集卡(4.2b)连接，轴向变形传感器(3.6)通过第二电缆(4.1b)与数据采集子系统(4)中的第二采集卡(4.2b)连接，径向变形传感器(3.7)通过第三电缆(4.1c)与数据采集子系统(4)中的第二采集卡(4.2b)连接；所述的数据采集子系统(4)包括第一电缆(4.1a)、第二电缆(4.1b)、第三电缆(4.1c)、第四电缆(4.1d)、第五电缆(4.1e)、第一采集卡(4.2a)、第二采集卡(4.2b)、第一USB数据线(4.3a)、第二USB数据线(4.3b)，第一采集卡(4.2a)通过第一USB数据线(4.3a)与计算机(4.4)连接，第二采集卡(4.2b)通过第二USB数据线(4.3b)与计算机(4.4)连接。
2.一种利用权利要求1所述的装置测量材料吸附量-变形-渗透系数的方法，它包括以下步骤：
1)、将材料加工成圆柱形试样(3.2)；
2)、将圆柱形试样(3.2)及第一多孔垫片(3.5a)和第二多孔垫片(3.5b)用密封材料包裹，安放在压力室(3.1)内，在压力室(3.1)内安装好温度传感器(3.4)、轴向变形传感器(3.6)、径向变形传感器(3.7)、加热器(3.8)，连接好压力室(3.1)内与圆柱形试样(3.2)两端第一多孔垫片(3.5a)和第二多孔垫片(3.5b)相连接的注气管路，向压力室(3.1)内注满液压油(3.3)；
3)、将上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内气体排出，上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)活塞推至最顶端，将六通阀(1.3)调至关闭位置，打开管路中的第一阀门(2.7a)、第二阀门(2.7b)、第三阀门(2.7c)、第四阀门(2.7d)、第五阀门(2.7e)、第六阀门(2.7f)、第七阀门(2.7g)、第八阀门(2.7h)，启动真空泵(2.5)，给系统抽真空；
4)、关闭和真空泵(2.5)连接的第六阀门(2.7f)，关闭真空泵(2.5)，关闭第二阀门(2.7b)和第五阀门(2.7e)，将六通阀(1.3)调至氦气气瓶位置，给 上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)充入He，关闭第三阀门(2.7c)和第四阀门(2.7d)，将上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)设置为恒压模式，上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)的压力值相等，分别记下上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内气体的体积和压力值；
5)、给压力室(3.1)内液压油(3.3)加压；
6)、关闭连接上下游管路的第七阀门(2.7g)，打开第二阀门(2.7b)和第五阀门(2.7e)，开始向试样(3.2)注气；
7)、上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内压力稳定后，记下上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内气体的压力和体积；
8)、第4步中气体的体积与第7步中气体的体积的差值为系统的死容积；
9)、将六通阀(1.3)调至放空位置，将上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内气体全部排出，上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)活塞推至顶端，将六通阀(1.3)调至关闭位置，打开管路中的第一阀门(2.7a)、第二阀门(2.7b)、第三阀门(2.7c)、第四阀门(2.7d)、第五阀门(2.7e)、第六阀门(2.7f)、第七阀门(2.7g)和第八阀门(2.7h)，启动真空泵(2.5)，对整个试验系统抽真空；
10)、关闭和真空泵(2.5)连接的第六阀门(2.7f)，关闭真空泵(2.5)，关闭第二阀门(2.7b)、第五阀门(2.7e)，将六通阀(1.3)调至二氧化碳气瓶位置，给上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)充满CO2，关闭第三阀门(2.7c)和第四阀门(2.7d)，将上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)设置为恒压模式，上游计量泵(2.2a)的压力大于下游计量泵(2.2b)的压力值，记录上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内CO2气体的体积和压力值；
11)、给压力室(3.1)内液压油(3.3)加压；
12)、关闭连接上下游管路的第七阀门(2.7g)，打开第二阀门(2.7b)和第五阀门(2.7e)，开始向试样(3.2)注气；
13)、记录上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内气体体积的变化速率，采集差压计(2.3)、轴向变形传感器(3.6)、径向变形传感器(3.7)的数据；
14)、当上游计量泵(2.2a)注气速率与下游计量泵(2.2b)吸气速率相等时，材料的吸附达平衡，记下此速率，差压计的读数及上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)内气体的体积和压力值；
15)、第10步中CO2的体积与第14步中CO2的体积以及系统死容积的差值为材料吸附CO2气体的量，变形由传感器直接得到，渗透系数根据达西定律由第14步中的速率和差压求得；
16)、改变第10步中上游计量泵(2.2a)和下游计量泵(2.2b)的设定压力值，测量不同压力下材料吸附CO2气体的量，变形以及渗透系数；
17)、重复第3和10-15步各一次，第10步中将六通阀(1.3)调至其它气瓶位置，所述气瓶包括氮气气瓶和甲烷气瓶，测量材料对其它气体的吸附量、变形和渗透系数。

材料吸附量-变形-渗透系数测量的方法及装置 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及工程材料的特性试验技术领域，更具体涉及一种工程材料的吸附能力(吸附量)、吸附变形和渗透系数测量的方法，同时还涉及一种工程材料的吸附量、吸附变形和渗透系数测量的装置。该方法及装置可广泛由于工程材料的吸附能力(吸附量)、吸附变形和渗透系数的测量。 \n背景技术\n[0002] 很多材料(如活性炭、煤等)由于包含大量孔隙，其表面积很大，因而具有对气体的吸附能力。材料吸附气体后，其物理、力学性质会产生变化。比如材料吸附气体后体积会膨胀或者收缩，从而改变其孔隙系统的结构，孔隙结构的变化会导致材料渗透系数改变，从而影响材料的力学性质。材料对不同气体的吸附量不相同，因此，材料吸附不同气体后，其变形也不相同，从而对渗透系数的影响效果不一样，及对材料的力学性质的影响会有很大区别。 \n[0003] 因此，研究材料的吸附能力(吸附量)、吸附变形以及渗透系数变化对研究材料吸附引起的力学性质变化有很重要的意义。 \n发明内容\n[0004] 本发明的目的是在于提供了一种工程材料吸附量-变形-渗透系数测量的方法，该方法可以同时测量材料的吸附量、变形和渗透系数。 \n[0005] 本发明的另一个目的是在于提供了一种工程材料吸附量-变形-渗透系数测量的装置，该装置可以实现材料的吸附量、变形和渗透系数的同时测量。 \n[0006] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案： \n[0007] 一种材料吸附量-变形-渗透系数的测量方法如下： \n[0008] 1、将材料加工成圆柱形试样； \n[0009] 2、将圆柱形试样及多孔垫片用密封材料包裹，然后安放在压力室内，并在压力室内安装好温度传感器、轴向变形传感器、径向变形传感器、加热器，连接好压力室内与圆柱形试样两端多孔垫片相连接的注气管路，向压力室内注满液压油； \n[0010] 3、将计量泵内气体全部排出，此时计量泵活塞推至最顶端，将六通阀调至关闭位置，打开管路中所有阀门，启动真空泵，对整个试验系统抽真空； \n[0011] 4、关闭和真空泵连接的阀门，关闭真空泵，关闭计量泵出气阀门，将六通阀调至氦气(He)气瓶位置，给计量泵充入He(约300-500ml即可)，关闭计量泵进气阀门，将计量泵设置为恒压模式，并且两台计量泵的压力值相等，分别记下计量泵内气体的体和压力值； [0012] 5、给压力室内液压油加压，压力的大小根据具体的试验方案而定； [0013] 6、关闭连接上下游管路的阀门，打开计量泵出气阀门，开始向试样注气； [0014] 7、待计量泵内压力稳定后，记下计量泵内气体的压力和体积； \n[0015] 8、第4步中气体的体积与第7步中气体的体积的差值即为系统的死容积； [0016] 9、将六通阀调至放空位置，将计量泵内气体全部排出，此时计量泵活塞推至最顶端，将六通阀调至关闭位置，打开管路中所有阀门，启动真空泵，对整个试验系统抽真空； [0017] 10、关闭和真空泵连接的阀门，关闭真空泵，关闭计量泵出气阀门，将六通阀调至二氧化碳(CO2)气瓶位置，给计量泵充满CO2，关闭计量泵进气阀门，将计量泵设置为恒压模式，压力的大小根据具体的试验方案而定，并且上游计量泵的压力稍大于下游计量泵的压力值，压差为ΔP，记录计量泵内CO2气体的体积和压力值； \n[0018] 11、给压力室内液压油加压，压力的大小根据具体的试验方案而定； [0019] 12、关闭连接上下游管路的阀门，打开计量泵出气阀门，开始向试样注气； [0020] 13、记录计量泵内气体体积的变化速率，采集差压计、轴向变形传感器、径向变形传感器的数据； \n[0021] 14、当上游计量泵注气速率与下游计量泵吸气速率相等时，材料的吸附即达平衡，记下此速率，差压计的读数及计量泵内气体的体积； \n[0022] 15、第10步中CO2的体积与第14步中CO2的体积以及系统死容积的差值 即为材料吸附CO2气体的量，变形可由传感器直接得到，渗透系数可根据达西定律由第14步中的速率和差压求得； \n[0023] 16、改变第10步中计量泵的设定压力值即可测量不同压力下材料吸附CO2气体的量，变形以及渗透系数； \n[0024] 17、重复第3和10-15步各一次，第10步中将六通阀调至其它气瓶位置，即可测量材料对其它气体的吸附量、变形和渗透系数。 \n[0025] 一种材料吸附量-变形-渗透系数测量装置主要包括气源子系统、气体注入与控制子系统、加载子系统、数据采集子系统和恒温水槽。其特征在于：气源子系统通过不锈钢管与气体注入与控制子系统内的三通连接，为系统提供气源；气体注入与控制子系统通过不锈钢管与加载子系统内的多孔垫片连接，为试样注气；气体注入与控制子系统中的管路部分放在恒温水槽中保持恒温；气体注入与控制子系统中的差压计和压力传感器以及加载子系统中的温度传感器和变形传感器通过电缆与数据采集子系统内的采集卡连接。其中，气源子系统包括气瓶、减压阀、六通阀；气体注入与控制子系统包括不锈钢管、计量泵(共\n2台)、压力传感器、差压计、真空泵、真空表、阀门(共8个)、三通(共4个)、四通(共2个)；加载子系统包括压力室、试样、液压油、温度传感器、多孔垫片(共2个)、轴向变形传感器、径向变形传感器，加热器；数据采集子系统包括电缆、采集卡、USB数据线、计算机。各部件具体结构连接关系如下： \n[0026] 气源子系统：气瓶与减压阀连接，用于调节从气瓶出来的气体压力；减压阀与六通阀连接，用于选择气体种类。 \n[0027] 气体注入与控制子系统：一个三通通过不锈钢管与气源子系统中的六通阀连接；\n三通另两端分别与上游计量泵和下游计量泵的进气阀门连接，用于向计量泵充气；上游计量泵和下游计量泵分别有出气阀门，用于控制计量泵注气；上游计量泵出气阀门与一个三通连接；三通一端连接一个阀门，用于将上下游管路连通，另一端和一个四通连接；四通一端连接差压计，用于测量试样两端管路的差压，另一端连接一个压力传感器，用于测量上游管路的压力，压力传感器和差压计通过电缆与数据采集子系统连接，最后与一个阀门连接，用于控制向试样注气；下游计量泵出气阀门与一个四通连接；四通一端与一个阀门连接，该阀门连接一个三通，该一端与真空泵连接另一端连接真空泵，用于对系统抽真空，四通另一端 与连接上下游管路的阀门相连，四通最后连接一个阀门，该阀门用于控制向试样注气。 \n[0028] 加载子系统：试样两端分别与多孔垫片接触，用于给试样均匀注气；两个多孔垫片分别通过不锈钢管与气体注入与控制子系统中的上下游管路连接；压力室内安放有加热器和温度传感器，用于给压力室加热和测定压力室内温度；试样表面安放有轴向变形传感器和径向变形传感器，用于测量试样的变形；温度传感器、轴向变形传感器以及径向变形传感器通过电缆与数据采集子系统连接。 \n[0029] 数据采集子系统：采集卡通过USB数据线与计算机连接。 \n[0030] 恒温水槽：气体注入与控制子系统中的管路部分放在恒温水槽中保持恒温。 [0031] 本发明具有以下优点和积极效果： \n[0032] 1、一种材料吸附量-变形-渗透系数测量方法，该方法中变形由测量直接得到，吸附量和渗透系数均由测量数据通过简单的计算得到；原理简单正确，结果准确可信。 [0033] 2、一种材料吸附量-变形-渗透系数测量装置，该装置用两台计量泵测定吸附量和流量，用差压计测定差压，同时用变形传感器测定变形；原理简单，结构清晰，操作简便。 [0034] 3、应用本发明进行材料吸附量、变形、渗透系数的同时测量，使原来需要进行几次的试验一次、同时完成，大大节省了试验时间和成本。 \n附图说明\n[0035] 图1为一种材料吸附量-变形-渗透系数测量装置结构示意图，其中： [0036] 1-气源子系统(包括气瓶1.1、减压阀1.2、六通阀1.3)； \n[0037] 2-气体注入与控制子系统(包括不锈钢管2.1、上游计量泵2.2a、下游计量泵\n2.2b、压力传感器2.3、差压计2.4、真空泵2.5、真空表2.6、阀门2.7(2.7a、2.7b、2.7c、\n2.7d、2.7e、2.7f、2.7g、2.7h共8个)、三通2.8(包括2.8a、2.8b、2.8c、2.8d共4个)、四通\n2.9(2.9a、2.9b共2个))； \n[0038] 3-加载子系统(包括压力室3.1、试样3.2、液压油3.3、温度传感器3.4、多孔垫片\n3.5(3.4a、3.4b共2个)、轴向变形传感器3.6、径向变形传感器3.7，加热器3.8)； [0039] 4-数据采集子系统(包括电缆4.1(4.1a、4.1b、4.1c、4.1d、4.1e共5根)、采集卡\n4.1(4.2a、4.2b共2个)，USB数据线(4.3a、4.3b共2个)、计算机4.4)； \n[0040] 5-恒温水槽。 \n具体实施方式\n[0041] 下面结合附图对本发明作进一步的说明： \n[0042] 一种材料吸附量-变形-渗透系数的测量方法如下： \n[0043] 1、将材料加工成圆柱形试样3.2； \n[0044] 2、将圆柱形试样3.2及多孔垫片3.5a、3.5b用密封材料包裹，然后安放在压力室\n3.1内，并在压力室3.1内安装好温度传感器3.4、轴向变形传感器3.6、径向变形传感器\n3.7、加热器3.8，连接好压力室3.1内与圆柱形试样3.2两端多孔垫片3.5a、3.5b相连接的注气管路，向压力室3.1内注满液压油3.3； \n[0045] 3、将上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内气体全部排出，此时上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b活塞推至最顶端，将六通阀1.3调至关闭位置，打开管路中所有阀门\n2.7，启动真空泵2.5，对整个试验系统抽真空； \n[0046] 4、关闭和真空泵2.5连接的阀门2.7f，关闭真空泵2.5，关闭上游计量泵2.2a出气阀门2.7b和下游计量泵2.2b出气阀门2.7e，将六通阀1.3调至氦气(He)气瓶位置，给上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b充入He(约300-500ml 即可)，关闭上游计量泵2.2a进气阀门2.7c和下游计量泵2.2b进气阀门2.7d，将上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b设置为恒压模式，并且上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b的压力值相等，分别记下上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内气体的体和压力值； \n[0047] 5、给压力室3.1内液压油3.3加压，压力的大小根据具体的试验方案而定； [0048] 6、关闭连接上下游管路的阀门2.7g，打开上游计量泵2.2a出气阀门2.7b和下游计量泵2.2b出气阀门2.7e，开始向试样3.2注气； \n[0049] 7、待上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内压力稳定后，记下上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内气体的压力和体积； \n[0050] 8、第4步中气体的体积与第7步中气体的体积的差值即为系统的死容积； [0051] 9、将六通阀1.3调至放空位置，将上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内气体全部排出，此时上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b活塞推至最顶端，将六通阀1.3调至关闭位置，打开管路中所有阀门2.7，启动真空泵2.5，对整个试验系统抽真空； [0052] 10、关闭和真空泵2.5连接的阀门2.7f，关闭真空泵2.5，关闭上游计量泵2.2a出气阀门2.7b和下游计量泵2.2b出气阀门2.7e，将六通阀1.3调至二氧化碳(CO2)气瓶位置，给上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b充满CO2，关闭上游计量泵2.2a进气阀门2.7c和下游计量泵2.2b进气阀门2.7d，将上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b设置为恒压模式，压力的大小根据具体的试验方案而定，并且上游计量泵2.2a的压力稍大于下游计量泵\n2.2b的压力值，压差为ΔP，记录上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内CO2气体的体积和压力值； \n[0053] 11、给压力室3.1内液压油3.2加压，压力的大小根据具体的试验方案而定； [0054] 12、关闭连接上下游管路的阀门2.7g，打开上游计量泵2.2a出气阀门2.7b和下游计量泵2.2b出气阀门2.7e，开始向试样3.2注气； \n[0055] 13、记录上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内气体体积的变化速率，采集差压计\n2.3、轴向变形传感器3.6、径向变形传感器3.7的数据； \n[0056] 14、当上游计量泵2.2a注气速率与下游计量泵2.2b吸气速率相等时，材料的吸附即达平衡，记下此速率，差压计的读数及上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b内气体的体积； \n[0057] 15、第10步中CO2的体积与第14步中CO2的体积以及系统死容积的差值即为材料吸附CO2气体的量，变形可由传感器直接得到，渗透系数可根据达西定律由第14步中的速率和差压求得； \n[0058] 16、改变第10步中上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b的设定压力值即可测量不同压力下材料吸附CO2气体的量，变形以及渗透系数； \n[0059] 17、重复第3和10-15步各一次，第10步中将六通阀1.3调至其它气瓶位置，即可测量材料对其它气体的吸附量、变形和渗透系数。 \n[0060] 一种材料吸附量-变形-渗透系数测量装置主要包括气源子系统1、气体注入与控制子系统2、加载子系统3、数据采集子系统4和恒温水槽5。其特征在于：气源子系统1通过不锈钢管2.1与气体注入与控制子系统2内的三通2.8d连接， 为系统提供气源；气体注入与控制子系统2通过不锈钢管2.1与加载子系统3内的多孔垫片3.5连接，为试样注气；气体注入与控制子系统2中的管路部分放在恒温水槽5中保持恒温；气体注入与控制子系统2中的差压计2.4和压力传感器2.3分别通过电缆4.1e和4.1d与数据采集子系统\n4内的采集卡4.2a连接；加载子系统3中的温度传感器3.4、轴向变形传感器3.6和径向变形传感器3.7分别通过电缆4.1a、4.1b和4.1c与数据采集子系统4内的第二采集卡4.2b连接。其中，气源子系统1包括气瓶1.1、减压阀1.2、六通阀1.3；气体注入与控制子系统2包括不锈钢管2.1、上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b、压力传感器2.3、差压计2.4、真空泵2.5、真空表2.6、阀门2.7(2.7a、2.7b、2.7c、2.7d、2.7e、2.7f、2.7g、2.7h共8个)、三通\n2.8(2.8a、2.8b、2.8c、2.8d共4个)、四通2.9(2.9a、2.9b共2个)；加载子系统3包括压力室3.1、试样3.2、液压油3.3、温度传感器3.4、多孔垫片(3.5a、3.5b共2个)、轴向变形传感器3.6、径向变形传感器3.7，加热器3.8；数据采集子系统4包括电缆4.1(4.1a、4.1b、\n4.1c、4.1d、4.1e共5根)、采集卡4.2(4.2a、4.2b共2个)、USB数据线4.3(4.3a、4.3b共\n2个)、计算机4.4。各部件具体结构连接关系如下： \n[0061] 气源子系统1(现有产品)：气瓶1.1(二个)与减压阀1.2(二个)连接，用于调节从气瓶1.1出来的气体压力；减压阀1.2与六通阀1.3连接，用于选择气体种类。 [0062] 气体注入与控制子系统2，其连接关系是：三通2.8d通过不锈钢管2.1与气源子系统1中的六通阀1.3连接；三通2.8d两端分别与上游计量泵2.2a进气阀门2.7c和下游计量泵2.2b的进气阀门2.7d连接，用于向上游计量泵2.2a和下游计量泵2.2b充气；上游计量泵2.2a有出气阀门2.7b，下游计量泵2.2b有出气阀门2.7e，分别用于控制上游计量泵2.2a和下游计量泵注气；上游计量泵2.2a出气阀门2.7b与三通2.8a连接；三通2.8a一端连接一个阀门2.7g，用于将上下游管路连通，三通2.8a另一端和一个四通2.9a连接；\n四通2.9a一端连接差压计2.4，用于测量试样3.2两端管路的差压，四通2.9a另一端连接一个压力传感器2.3，用于测量上游管路的压力，压力传感器2.3通过电缆4.1d与数据采集子系统4连接，差压计2.4通过电缆4.1e与数据采集子系统4连接，差压计2.4最后与阀门2.7a连接，用于控制向试样3.2注气；下游计量泵2.2b出气阀门2.7e与四通 2.9b连接；四通2.9b一端与阀门2.7f连接，阀门2.7f连接三通2.8c，三通2.8c一端与真空表\n2.6连接，三通2.8c另一端与真空泵2.5连接，用于对系统抽真空，四通2.9b另一端与连接上下游管路的阀门2.7g相连，四通2.9b与阀门2.7h连接，阀门2.7h用于控制向试样3.2注气。 \n[0063] 加载子系统3：试样3.2两端分别与多孔垫片3.5a、3.5b接触，用于给试样3.2均匀注气；两个多孔垫片3.5a、3.5b分别通过不锈钢管2.1与气体注入与控制子系统2中的上下游管路连接；压力室3.1内安放有加热器3.8和温度传感器3.4，用于给压力室3.1加热和测定压力室3.1内温度；试样3.2表面安放有轴向变形传感器3.6和径向变形传感器\n3.7，用于测量试样3.2的变形；温度传感器3.4通过电缆4.1a与数据采集子系统4的采集卡4.2b连接、轴向变形传感器3.6通过电缆4.1b与数据采集子系统4的采集卡4.2b连接，径向变形传感器3.7通过电缆4.1c与数据采集子系统4的采集卡4.2b连接。 [0064] 数据采集子系统4：采集卡4.2a通过USB数据线4.3a与计算机4.4连接，采集卡\n4.2b通过USB数据线4.3b与计算机4.4连接。 \n[0065] 恒温水槽5：气体注入与控制子系统2中的管路部分放在恒温水槽5中保持恒定温度。