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氣體透過率測試儀的壓差法與等壓法原理比較

來源：時間：2025-05-06 10:50:33 瀏覽：2543次

氣體透過率測試儀的壓差法與等壓法原理比較

氣體透過率測試儀是評估材料阻隔性能的關鍵設備，其測試原理主要分為壓差法與等壓法兩種。這兩種方法在測試原理、適用范圍、優缺點等方面存在顯著差異。

一、測試原理

壓差法

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

具體來說，測試下腔在真空處理后，整個系統也會被抽真空，當達到規定的真空度后，關閉測試下腔，向高壓腔充入一定壓力的試驗氣體。此時，氣體會在濃度梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透。通過對低壓側壓強的監測處理，可以得出所測試樣的各項阻隔性參數。

等壓法

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

在等壓法測試中，預先處理好的試樣被夾緊于上下測試腔之間。氧氣或空氣在薄膜的一側（上腔）流動，高純氮氣在薄膜的另一側（下腔）流動。氧分子穿過薄膜擴散到另一側（下腔）中的高純氮氣中，被流動的氮氣攜帶至傳感器。通過對傳感器測量到的氧氣濃度進行分析，可以計算出氧氣透過率等參數。對于包裝容器而言，高純氮氣則在容器內流動，空氣或高純氧氣包圍在容器外側。

二、適用范圍

壓差法

壓差法氣體透過率測試儀廣泛應用于塑料薄膜、復合膜、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。它能夠測量這些材料在各種溫度下的氣體透過率、溶解度系數、擴散系數和滲透系數等參數。由于壓差法測試速度較快，且不受氧氣濃度的限制，因此適用于需要快速測試大批量樣品的場合。

等壓法

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

三、優缺點分析

壓差法

優點：測試速度快，適用范圍廣，能夠測量多種材料和溫度下的氣體透過率等參數。

缺點：受氧氣濃度限制，測試結果可能受到影響。雖然可以通過控制測試條件來減小這種影響，但仍需要一定的技術水平和經驗。

等壓法

優點：能夠更準確地模擬實際使用條件下的氧氣透過情況，測試結果更真實可靠。適用于測試透氧面積較大的被測物品。

缺點：測試速度較慢，適用范圍有限。由于需要形成一定的差壓并測量氧氣透過量，因此測試過程相對復雜且耗時較長。