壓差法與等壓法在測(cè)試效率上存在的誤解

壓差法與等壓法在測(cè)試效率上存在的誤解
摘要：本文通過(guò)分析透氣性測(cè)試的測(cè)試時(shí)間，說(shuō)明系統(tǒng)的凈化時(shí)間應(yīng)該計(jì)入測(cè)試時(shí)間的范圍內(nèi)，只將壓差法的抽真空時(shí)間需要計(jì)入測(cè)試時(shí)間，而不將等壓法的吹掃時(shí)間計(jì)入測(cè)試時(shí)間是非常錯(cuò)誤的。同時(shí)，本文還對(duì)影響滲透平衡的因素進(jìn)行了介紹。 

        對(duì)于壓差法與等壓法的測(cè)試效率，有人認(rèn)為等壓法的測(cè)試效率要高于壓差法，這種認(rèn)識(shí)是不對(duì)的，它的形成與對(duì)透氣性測(cè)試的測(cè)試時(shí)間和測(cè)試效率的錯(cuò)誤理解有關(guān)。本文將針對(duì)材料的透氣性檢測(cè)特點(diǎn)來(lái)分析透氣性測(cè)試方法的測(cè)試效率，并從當(dāng)前的檢測(cè)技術(shù)上分析壓差法與等壓法的測(cè)試效率。泄露氣體檢測(cè)儀| 毒性氣體| 氧氣檢測(cè)| VOC檢測(cè)儀| 煙氣分析儀| 臭氧檢測(cè)儀| 空氣品質(zhì)監(jiān)測(cè)儀|  
 
1 . 如何計(jì)算透氣性測(cè)試的效率
 
      評(píng)價(jià)一種測(cè)試方法的測(cè)試效率必須要明確該測(cè)試方法的測(cè)試時(shí)間。與其他物理檢測(cè)不同的是，進(jìn)行透氣性測(cè)試不但要對(duì)測(cè)試試樣進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，而且透氣性檢測(cè)設(shè)備也需要一段調(diào)節(jié)時(shí)間，這個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)間不僅包括設(shè)備的預(yù)熱時(shí)間，還包括系統(tǒng)的凈化時(shí)間。由于無(wú)論采用什么樣的手段都不能避免由于試樣裝夾帶來(lái)的對(duì)透氣性檢測(cè)設(shè)備的測(cè)試腔以及氣體管路中氣體的污染，而氣體雜質(zhì)（非測(cè)試氣體）會(huì)干擾測(cè)試氣體對(duì)試樣的滲透過(guò)程，進(jìn)而影響試驗(yàn)結(jié)果，所以在氣體滲透過(guò)程開(kāi)始之前，必須對(duì)測(cè)試腔以及氣體管路中的雜質(zhì)氣體進(jìn)行凈化。
 
       系統(tǒng)的凈化時(shí)間與測(cè)試時(shí)間有什么關(guān)系？其實(shí)這正是對(duì)透氣性測(cè)試的效率產(chǎn)生錯(cuò)誤理解的根源，即對(duì)于透氣性測(cè)試的測(cè)試時(shí)間沒(méi)有一個(gè)明確的定義，使得凈化時(shí)間是否計(jì)入測(cè)試時(shí)間變得非常隨機(jī)，例如將壓差法的抽真空時(shí)間計(jì)入，而等壓法的吹掃時(shí)間不計(jì)入。透氣性測(cè)試的測(cè)試時(shí)間應(yīng)包括系統(tǒng)的凈化時(shí)間以及滲透平衡的建立時(shí)間，不能只用等壓法的測(cè)試時(shí)間與壓差法的測(cè)試時(shí)間和抽真空時(shí)間的加和比較以評(píng)定測(cè)試效率。
 
1.1 凈化時(shí)間
 
       系統(tǒng)的凈化對(duì)于不同的測(cè)試方法采取了不同的方式，例如在壓差法中采取對(duì)測(cè)試腔以及相關(guān)氣路抽真空，而在等壓法中是使用大流量載氣對(duì)測(cè)試腔以及氣體管路進(jìn)行吹掃。因此凈化時(shí)間對(duì)于不同的測(cè)試方法也是不一樣的，對(duì)于壓差法，系統(tǒng)的凈化時(shí)間就是在滲透過(guò)程開(kāi)始之前的抽真空時(shí)間，而對(duì)于等壓法則是在通入測(cè)試氣體之前使用載氣（一般采用氮?dú)猓��?duì)整個(gè)測(cè)試腔以及氣路進(jìn)行吹掃的吹掃時(shí)間。
 
       長(zhǎng)期試驗(yàn)證明，壓差法測(cè)試腔的體積與抽真空所需的時(shí)間有關(guān)，體積縮小，則所需的抽真空時(shí)間也會(huì)縮短。抽真空時(shí)間在標(biāo)準(zhǔn)中也有要求，國(guó)標(biāo)GB/T 1038中要求在真空系統(tǒng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所要求的真空度后要再持續(xù)抽真空3小時(shí)以上。等壓法測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于吹掃時(shí)間的要求是非常明確的，吹掃時(shí)間與測(cè)試試樣、試樣厚度等因素有關(guān)，而且標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 3985-05中更是將吹掃時(shí)間分成了除濕以及吹掃零點(diǎn)兩部分。在很多地方都說(shuō)明了這個(gè)“吹掃時(shí)間”決不會(huì)很短，一般所需要的時(shí)間與壓差法中的抽真空時(shí)間不相上下。Labthink蘭光在研發(fā)等壓法檢測(cè)設(shè)備時(shí)曾對(duì)系統(tǒng)吹掃的合理時(shí)間進(jìn)行了研究，試驗(yàn)證明將吹掃的載氣引入傳感器中持續(xù)吹掃24小時(shí)后，可認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)部的氧含量已經(jīng)達(dá)到極低的狀態(tài)，這樣吹掃才能得到理想的效果，才能獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。這樣看來(lái)，對(duì)于多數(shù)高聚物材料來(lái)講，試驗(yàn)所需的系統(tǒng)凈化時(shí)間都要比滲透達(dá)到平衡的時(shí)間還要長(zhǎng)。
 
       為了提高測(cè)試效率，有人提議縮短凈化時(shí)間，然而縮短凈化時(shí)間會(huì)帶來(lái)的氣體污染會(huì)給測(cè)試帶來(lái)什么樣的影響呢？蘭光實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)針對(duì)凈化時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)測(cè)試的影響設(shè)立了一個(gè)試驗(yàn)課題，對(duì)于等壓法我們采用縮短吹掃時(shí)間，而對(duì)于壓差法采取縮短抽真空的時(shí)間，然后將測(cè)試結(jié)果與按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)步驟測(cè)試所得的結(jié)果進(jìn)行比較。通過(guò)比對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)可知：對(duì)于壓差法，隨著抽真空時(shí)間的縮短，滲透平衡的建立時(shí)間沒(méi)有明顯的變化，測(cè)試數(shù)據(jù)表現(xiàn)出增大的趨勢(shì)，對(duì)高阻隔試樣測(cè)試影響較大，對(duì)中低阻隔試樣測(cè)試影響較小；對(duì)于等壓法，吹掃時(shí)間的縮短導(dǎo)致滲透平衡的建立時(shí)間有所延長(zhǎng)，而且測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性也明顯降低。對(duì)產(chǎn)生這些情況的原因分析如下：對(duì)于壓差法，由于抽真空時(shí)間的影響，會(huì)使得測(cè)試腔以及氣體管路內(nèi)的雜質(zhì)氣體沒(méi)有達(dá)到理想的凈化效果，雜質(zhì)氣體干擾測(cè)試氣體的滲透過(guò)程，導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)偏大，并且數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差；而對(duì)于等壓法，縮短吹掃時(shí)間會(huì)造成測(cè)試零點(diǎn)的確認(rèn)誤差，同時(shí)雜質(zhì)氣體的凈化效果也不理想，殘存在系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)氣體會(huì)對(duì)滲透過(guò)程產(chǎn)生影響，導(dǎo)致測(cè)試準(zhǔn)確性大大下降。另外，由于吹掃時(shí)間縮短致使部分雜質(zhì)氣體依舊殘存在系統(tǒng)中，只能由之后的測(cè)試氣體攜帶走，因此滲透平衡的建立時(shí)間會(huì)明顯增加�？梢�(jiàn)，縮短吹掃時(shí)間不會(huì)縮短整個(gè)試驗(yàn)的時(shí)間。
 
1.2 滲透平衡的建立時(shí)間
 
        滲透平衡的建立時(shí)間，也就是用于檢測(cè)試樣透氣性能的試驗(yàn)時(shí)間，即從滲透尚未發(fā)生到氣體穩(wěn)定透過(guò)所需要的時(shí)間，這段時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于試樣的透氣性能。利用壓差法和等壓法對(duì)同種材料進(jìn)行檢測(cè)，所需的滲透平衡建立時(shí)間是非常接近的，不存在非常明顯的差別，一般遵循以下的規(guī)律：對(duì)于低阻隔材料大約需要2小時(shí)的時(shí)間，對(duì)于中阻隔材料需要2小時(shí)～6小時(shí)的時(shí)間，對(duì)于高阻隔材料一般需要6小時(shí)以上的時(shí)間。
  
      在實(shí)際測(cè)試的時(shí)候需要按照一定的判斷條件確定是否達(dá)到滲透平衡，從而出具測(cè)試數(shù)據(jù)，然而滲透平衡建立時(shí)間的長(zhǎng)短受環(huán)境因素影響比較明顯，尤其是溫度變化對(duì)滲透過(guò)程產(chǎn)生的影響，溫度波動(dòng)越劇烈則達(dá)到滲透平衡所需的時(shí)間越長(zhǎng)，相應(yīng)地試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性越差、準(zhǔn)確性越低。廣州市駿凱電子科技有限公司這種環(huán)境變化對(duì)所有的透氣性測(cè)試方法都會(huì)產(chǎn)生影響，其影響程度不因測(cè)試方法的不同而存在差異，因此具有控溫控濕功能的設(shè)備在測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性以及測(cè)試效率上都要比沒(méi)有溫濕度控制的設(shè)備優(yōu)秀。
 
2 . 總結(jié)
 
        無(wú)論是從測(cè)試方法上還是針對(duì)具體設(shè)備，壓差法的檢測(cè)效率與等壓法相比是不分仲伯，均可以滿(mǎn)足檢測(cè)任務(wù)的實(shí)際檢測(cè)需要。一些文獻(xiàn)中認(rèn)為等壓法測(cè)試時(shí)間短測(cè)試效率高的觀點(diǎn)是非常片面的，并不正確，也不符合實(shí)際情況。