提升壓差法透氣性測試設備的檢測效率 _知識百科

壓差法是透氣性測試中的基礎方法，而真空法又是壓差法中使用最廣的方法。由于以前該技術所需的關鍵元器件技術相對落后、精度有限，影響到整體設備的檢測精度及效率，所以過去的壓差法設備一直存在“測試精度低，檢測效率差”的缺點。近年來隨著測試技術的進步，壓差法的測試精度已經大大提高，目前達到了0.01 ml/m2·24h·0.1MPa ，甚至更低的水平, 已與等壓法不相上下，同時檢測效率也有了明顯提高。但是面對如今阻隔性檢測的普及以及檢測任務的日益加重，當前壓差法設備的檢測效率仍然顯得不那么令人滿意。對此， Labthink蘭光適時推出了Labthink VAC-V2壓差法氣體滲透儀。檢測效率的影響因素
“檢測效率低”之所以成為過去對壓差法測試設備的一個非常普遍的評價，是由于壓差法設備存在測試時間長和試樣件數有限兩個主要缺點。這意味著要想提高檢測效率，必須縮短測試時間或者增加試樣件數。
1、測試時間
【提升壓差法透氣性測試設備的檢測效率】壓差法的代表方法——真空法的測試時間包括抽真空時間以及滲透平衡的建立時間。試驗證明，抽真空時間過短會影響試驗結果。這一方面是由于在試驗的過程中，真空管路的“出氣”被算作滲透通過試樣的測試氣體（壓力傳感器不區分氣體的種類），導致測試數據偏大和測試數據不穩定；另一方面材料雖然進行過預處理，但是材料表面仍會存在一些雜質并有氣體滲入其中。通常，抽真空時間的長短會影響材料表面雜質以及滲入其中的氣體的排除程度，也就是說，抽真空越徹底，排除效果越好，測試數據越穩定。長期試驗證明，試驗腔的體積與抽真空所需的時間有關，體積縮小，則所需的抽真空時間也會縮短。但是對于真空法設備，若抽真空時間太短，則系統不易于保壓。況且抽真空時間在標準中也有要求，如國標GB 1038中要求在真空系統達到標準所要求的真空度后再持續抽真空3h以上。
等壓法的代表方法——傳感器法的測試時間分為系統吹掃平衡時間和滲透測試時間兩部分。各種測試標準對于吹掃時間的要求都非常明確，在ASTM D 3985-05標準中吹掃時間甚至被分成了除濕及吹掃零點兩部分，從而使吹掃時間與真空法中的抽真空時間不相上下。 Labthink蘭光在研發氧傳感器法檢測設備時曾對系統吹掃的合理時間進行了研究，認為只有將吹掃的載氣引入傳感器中持續吹掃24h后，方可確定系統內部的氧含量已經達到極低的狀態，這樣才能確保較高的測試精度。
可見，兩種方法在滲透開始之前的準備時間（真空法的抽真空時間以及傳感器法的吹掃時間）是相當的。至于滲透平衡的建立時間，主要取決于試樣的透氣性能。由于在滲透平衡的建立過程中環境因素會對該過程產生影響，因此滲透平衡時間的長短受環境因素影響比較明顯。最明顯的是溫度變化對滲透過程產生的影響，溫度波動越劇烈，則達到滲透平衡所需的時間越長，試驗數據的重復性越差、準確性越低。需要說明的是，環境變化對壓差法和等壓法都會造成影響，影響的程度會因測試方法的不同而存在一些差異。不管哪種方法，只要提高透氣性檢測設備的控溫控濕穩定性，就會有利于測試數據的穩定。
綜上所述，兩種測試方法的測試時間是相當的，一些文獻中片面認為等壓法測試時間短的說法，通過實踐證明并不符合實際情況。
2、試樣件數
如上所述，僅依靠縮短測試時間來提高檢測效率困難很大，而如果能在同一段時間內檢測盡可能多的試樣則可以大大提高檢測效率。然而材料的透氣性檢測是一種微觀檢測，測試系統的密封性是評價設備精度以及數據可靠性的基礎。當測試試樣數量并非1件時，整個測試系統中可能存在泄漏點的概率就要比僅有1件試樣時大很多，從而嚴重影響試驗數據。例如在真空法中由于直接檢測的參數是測試腔內的壓力，而壓力傳感器無法識別氣體，因此倘若系統出現泄漏，則滲入的氣體將混入滲透通過試樣的試驗氣體中而無法由傳感器區分，導致其檢測到的壓力值增大，試驗失敗。因此盡管多腔檢測對提高檢測效率作用十分顯著，但要實現多腔真空法檢測的困難很大。
Labthink VAC-V2的改良
從上述分析可知，以目前的真空技術，要實現真空法測試中的真空條件，即使可以通過縮小測試腔的體積將抽真空時間進一步縮短，但是這個時間卻很難低于5h 。因此要想縮短試驗時間，就只能在縮短滲透平衡的建立時間上下功夫。這個時間雖是由試樣客觀決定的，但是測試環境溫度的穩定性能也會影響這段時間的長短，因此可以通過提高環境溫度的穩定性來盡量縮短這段時間。
Labthink VAC-V2采用外置溫度控制系統，通過水循環原理有效實現測試腔溫度高精度地快速升降，使溫度的控制效率獲得明顯提高，同時縮小控溫面積使控溫僅限于測試腔，從而大大增強測試腔內的溫度均勻性，避免實測溫度與腔內溫度出現差距，控溫精度可達±0.1℃ 。
真空法設備Labthink VAC-V2克服了設備結構技術上的難點，可以同時進行3種不同試樣的檢測，并出具獨立試驗數據，其檢測效率是單腔檢測設備的3倍多，與多腔的傳感器法設備不相上下。此外VAC-V2的測試腔密封性能優異，其再抽真空系統能力還具有提升的潛力，因而可進一步縮短抽真空時間，提高檢測效率。