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氣體透過率測(cè)試儀的壓差法與等壓法原理比較

來源：時(shí)間：2025-05-06 10:50:33 瀏覽：910次

氣體透過率測(cè)試儀的壓差法與等壓法原理比較

氣體透過率測(cè)試儀是評(píng)估材料阻隔性能的關(guān)鍵設(shè)備，其測(cè)試原理主要分為壓差法與等壓法兩種。這兩種方法在測(cè)試原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)等方面存在顯著差異。

一、測(cè)試原理

壓差法

壓差法氣體透過率測(cè)試儀基于壓差法的測(cè)試原理，通過測(cè)量氣體在一定時(shí)間內(nèi)透過薄膜試樣的壓力差來計(jì)算氣體透過率。在測(cè)試過程中，試樣被放置在測(cè)試腔內(nèi)，上下兩面分別與兩個(gè)測(cè)量室相連。測(cè)試下腔（低壓腔）會(huì)進(jìn)行真空處理，然后向高壓腔（上腔）充入一定壓力的試驗(yàn)氣體，從而在試樣兩側(cè)形成一個(gè)恒定的壓差（可調(diào)）。由于氣體透過試樣，上測(cè)量室中的壓力逐漸下降，通過測(cè)量上測(cè)量室和下測(cè)量室的壓力差，可以計(jì)算出氣體的透過率。

具體來說，測(cè)試下腔在真空處理后，整個(gè)系統(tǒng)也會(huì)被抽真空，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的真空度后，關(guān)閉測(cè)試下腔，向高壓腔充入一定壓力的試驗(yàn)氣體。此時(shí)，氣體會(huì)在濃度梯度的作用下，由高壓側(cè)向低壓側(cè)滲透。通過對(duì)低壓側(cè)壓強(qiáng)的監(jiān)測(cè)處理，可以得出所測(cè)試樣的各項(xiàng)阻隔性參數(shù)。

等壓法

等壓法透氧儀則是通過將被測(cè)物品與氧氣分割開來形成一定的差壓，在一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量被測(cè)物品中氧氣的透過量來評(píng)估其透氧性能。其原理是利用被測(cè)物品兩側(cè)的氧氣壓力差來驅(qū)動(dòng)氧氣通過被測(cè)樣品的微孔或孔隙，通過測(cè)量壓力差和時(shí)間來計(jì)算透氧速率。透氧速率可以表示被測(cè)物品透氧性能的好壞。

在等壓法測(cè)試中，預(yù)先處理好的試樣被夾緊于上下測(cè)試腔之間。氧氣或空氣在薄膜的一側(cè)（上腔）流動(dòng)，高純氮?dú)庠诒∧さ牧硪粋?cè)（下腔）流動(dòng)。氧分子穿過薄膜擴(kuò)散到另一側(cè)（下腔）中的高純氮?dú)庵?，被流?dòng)的氮?dú)鈹y帶至傳感器。通過對(duì)傳感器測(cè)量到的氧氣濃度進(jìn)行分析，可以計(jì)算出氧氣透過率等參數(shù)。對(duì)于包裝容器而言，高純氮?dú)鈩t在容器內(nèi)流動(dòng)，空氣或高純氧氣包圍在容器外側(cè)。

二、適用范圍

壓差法

壓差法氣體透過率測(cè)試儀廣泛應(yīng)用于塑料薄膜、復(fù)合膜、高阻隔材料、片材、金屬箔片、橡膠、輪胎氣密性、滲透膜等材料的阻隔性能檢測(cè)。它能夠測(cè)量這些材料在各種溫度下的氣體透過率、溶解度系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)和滲透系數(shù)等參數(shù)。由于壓差法測(cè)試速度較快，且不受氧氣濃度的限制，因此適用于需要快速測(cè)試大批量樣品的場(chǎng)合。

等壓法

等壓法透氧儀則更適用于測(cè)試透氧面積較大的被測(cè)物品，如透氣膜、紡織品等。由于其原理和測(cè)試方式的特點(diǎn)，等壓法透氧儀可以更準(zhǔn)確地模擬實(shí)際使用條件下的氧氣透過情況。因此，等壓法測(cè)試結(jié)果更真實(shí)可靠，但測(cè)試速度相對(duì)較慢，適用范圍有限。

三、優(yōu)缺點(diǎn)分析

壓差法

優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試速度快，適用范圍廣，能夠測(cè)量多種材料和溫度下的氣體透過率等參數(shù)。

缺點(diǎn)：受氧氣濃度限制，測(cè)試結(jié)果可能受到影響。雖然可以通過控制測(cè)試條件來減小這種影響，但仍需要一定的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)。

等壓法

優(yōu)點(diǎn)：能夠更準(zhǔn)確地模擬實(shí)際使用條件下的氧氣透過情況，測(cè)試結(jié)果更真實(shí)可靠。適用于測(cè)試透氧面積較大的被測(cè)物品。

缺點(diǎn)：測(cè)試速度較慢，適用范圍有限。由于需要形成一定的差壓并測(cè)量氧氣透過量，因此測(cè)試過程相對(duì)復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)。

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