氧氣透過(guò)率測(cè)定儀設(shè)備工藝原理

氧氣透過(guò)率測(cè)定儀設(shè)備工藝原理概述氧氣透過(guò)率測(cè)定儀是一種用于測(cè)量材料在特定條件下氧氣透過(guò)率的設(shè)備，通常用于包裝材料質(zhì)量的檢測(cè)和研究。其中，氧氣透過(guò)率是指單位面積、單位時(shí)間內(nèi)氧氣分子從一個(gè)側(cè)面穿過(guò)材料薄膜到達(dá)另一個(gè)側(cè)面的數(shù)量。氧氣透過(guò)率測(cè)定儀的工作原理與一般滲透儀相似，通過(guò)在容器內(nèi)建立不同壓力差的氧氣濃度梯度，測(cè)量材料對(duì)氧氣透過(guò)率的影響。本文將介紹氧氣透過(guò)率測(cè)定儀的設(shè)備工藝原理，以及常用的試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理方法。設(shè)備工藝原理氧氣透過(guò)率測(cè)定儀主要由三部分組成：壓力差控制系統(tǒng)、測(cè)試倉(cāng)和氣體分析系統(tǒng)。其中，壓力差控制系統(tǒng)用于控制測(cè)試倉(cāng)內(nèi)外氣體壓力差，從而建立氧氣濃度梯度；測(cè)試倉(cāng)則用于裝載待測(cè)材料，同時(shí)保持材料與測(cè)試儀器周?chē)h(huán)境的隔離；氣體分析系統(tǒng)則用于檢測(cè)測(cè)試倉(cāng)內(nèi)外氧氣濃度的變化，從而計(jì)算材料的氧氣透過(guò)率。以下分別介紹這三部分的工藝原理：壓力差控制系統(tǒng)為了建立恒定的氧氣濃度梯度，氧氣透過(guò)率測(cè)定儀通常采用兩個(gè)平行的測(cè)試倉(cāng)，其間通過(guò)一個(gè)恒流量閥門(mén)連接，同時(shí)接入兩個(gè)壓力傳感器和兩個(gè)流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)試倉(cāng)內(nèi)氧氣濃度隨時(shí)間變化可以表示為：$$C_{in}(t)=C_{0}+\\frac{q}{v}\\frac{R}{P}\\cdott$$其中，Cint表示測(cè)試倉(cāng)內(nèi)氧氣濃度，C0表示測(cè)試倉(cāng)內(nèi)氧氣濃度初始值，q表示向測(cè)試倉(cāng)內(nèi)注入氧氣的恒定流量，v表示測(cè)試倉(cāng)的體積，類(lèi)似地，測(cè)試倉(cāng)外氧氣濃度隨時(shí)間變化可以表示為：$$C_{out}(t)=C_{0}-\\frac{q}{v}\\frac{R}{P_{0}-\\DeltaP}\\cdott$$其中，Coutt表示測(cè)試倉(cāng)外氧氣濃度，為了使兩個(gè)測(cè)試倉(cāng)內(nèi)外氧氣濃度差恒定，氧氣透過(guò)率測(cè)定儀通常會(huì)采用微型壓差傳感器控制氧氣流量或泵送速率，從而保持恒定的氧氣濃度梯度。測(cè)試倉(cāng)測(cè)試倉(cāng)是氧氣透過(guò)率測(cè)定儀的核心部件，其主要功能是裝載待測(cè)材料，并實(shí)現(xiàn)材料對(duì)氧氣的隔離。常用的測(cè)試倉(cāng)形式包括平板型、圓杯型、圓筒型等。材料的尺寸和形狀對(duì)測(cè)試結(jié)果有較大影響，通常需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。國(guó)際上常用的標(biāo)準(zhǔn)試樣包括邊長(zhǎng)為100mm的正方形、直徑為54mm的圓片等。氣體分析系統(tǒng)氣體分析系統(tǒng)是氧氣透過(guò)率測(cè)定儀用于檢測(cè)測(cè)試倉(cāng)內(nèi)外氧氣濃度的部件，其中主要包括氣體分析儀、功率放大器和數(shù)據(jù)采集器等。通常，氣體分析儀用于檢測(cè)測(cè)試倉(cāng)內(nèi)外氧氣濃度的變化，功率放大器用于放大信號(hào)，數(shù)據(jù)采集器用于記錄并計(jì)算氧氣透過(guò)率數(shù)據(jù)。試驗(yàn)方法氧氣透過(guò)率測(cè)定儀的試驗(yàn)方法主要包括標(biāo)準(zhǔn)方法和非標(biāo)準(zhǔn)方法，其中標(biāo)準(zhǔn)方法通常由ISO、ASTM等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定。以下是常用的試驗(yàn)方法：平板法平板法是一種常見(jiàn)的氧氣透過(guò)率測(cè)定儀試驗(yàn)方法，其工作原理如下：準(zhǔn)備兩個(gè)面積相同的標(biāo)準(zhǔn)試樣和兩個(gè)平板試驗(yàn)儀。將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣橫放于一個(gè)平板試驗(yàn)儀上，并涂抹均勻的膠水。將另一標(biāo)準(zhǔn)試樣放在涂有膠水的試驗(yàn)儀上，并將兩個(gè)試樣緊密壓在一起，確保膠水鋪滿(mǎn)整個(gè)試樣。將另一個(gè)試驗(yàn)儀放置在第二個(gè)試樣上，并用重物壓緊。在兩個(gè)試驗(yàn)儀內(nèi)側(cè)注入不同濃度的氧氣，建立氧氣濃度梯度。測(cè)量測(cè)試儀內(nèi)外氧氣濃度隨時(shí)間變化的曲線，計(jì)算樣品的氧氣透過(guò)率。圓杯法圓杯法是一種圓形樣品的氧氣透過(guò)率測(cè)定儀試驗(yàn)方法，其工作原理如下：準(zhǔn)備一個(gè)圓杯型樣品和一組帶有密封裝置的測(cè)試儀。將樣品置于測(cè)試儀底部，并涂抹上膠水，然后將測(cè)試儀蓋緊，使得樣品周?chē)耆c周?chē)綦x。在測(cè)試儀內(nèi)側(cè)注入不同濃度的氧氣，建立氧氣濃度梯度。測(cè)量測(cè)試儀內(nèi)外氧氣濃度隨時(shí)間變化的曲線，計(jì)算樣品的氧氣透過(guò)率。數(shù)據(jù)處理方法氧氣透過(guò)率測(cè)定儀的數(shù)據(jù)處理方法主要包括組合法、連續(xù)記錄法和不連續(xù)記錄法等。以下是常用的數(shù)據(jù)處理方法：組合法組合法是一種將多個(gè)測(cè)試結(jié)果組合在一起，以提高準(zhǔn)確度的方法。例如，在多個(gè)樣品上進(jìn)行測(cè)試后，可以將測(cè)試結(jié)果相加，并計(jì)算其平均值。連續(xù)記錄法連續(xù)記錄法是一種實(shí)時(shí)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)進(jìn)行處理的方法，通常需要配合計(jì)算機(jī)或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備使用。不連續(xù)記錄法不連續(xù)記錄法是一種在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析的方法。通常需要設(shè)定記錄頻次和終點(diǎn)，超過(guò)終點(diǎn)后停止記錄?？偨Y(jié)氧氣透過(guò)率測(cè)定儀是一種用于測(cè)量材料在特定條件下氧氣透過(guò)率的設(shè)備，其工作原理并不復(fù)雜