薄膜气体透过量测定仪的具体介绍

　　薄膜气体透过量测定仪，简称透湿仪或透气仪(具体取决于测试气体)，是包装材料、塑料薄膜、高阻隔材料、锂电池隔膜、建筑用膜等领域核心的质检与研发设备。它用于精确测定气体(如氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等)在单位时间内透过单位面积薄膜的特定量。

　　一、设备概述与核心原理

　　该仪器旨在模拟特定条件(温度、湿度、气压差)，测量气体分子透过薄膜的渗透速率。其核心是提供稳定可控的测试环境，并精准检测通过薄膜的微量气体。

　　压差法

　　原理：在薄膜两侧建立恒定的气压差，高压侧为测试气体，低压侧为真空或已知的低压气体。气体透过薄膜后，会导致低压侧的压力(或体积)发生微小的变化。通过高精度压力传感器或毛细管流量计测量这种变化的速率，即可计算出气体透过率。

　　二、主要结构与组成

　　测试腔体：

　　核心部件，通常由不锈钢制成，确保气密性。

　　设计为上下或左右两部分，用于夹持薄膜试样，将其分隔为高压侧(或高湿侧)和低压侧(或载气侧)。

　　配备精密温控系统(如帕尔贴控温)，确保整个测试过程温度恒定(如23°C ±0.5°C)。

　　气体供应与控制系统：

　　气源：高纯测试气体(如O₂, N₂, CO₂)、载气(N₂)和干燥空气。

　　质量流量控制器/压力调节器：精确控制测试气体的流量或压力，建立稳定的测试条件。

　　湿度发生系统(对于透湿仪)：通过混合干湿气体，在测试腔高湿侧产生并维持恒定的相对湿度(如90%RH ±2%RH)。

　　检测系统：

　　核心传感器：根据原理不同，可能是：

　　高精度压力传感器(压差法)

　　库仑计或红外传感器(等压法水蒸气)

　　燃料电池氧传感器(载气法氧气)

　　传感器要求具有极高的灵敏度、稳定性和低噪声，以检测极微量的气体变化。

　　数据采集与控制系统：

　　计算机/嵌入式工控机：运行专用测试软件。

　　软件功能：控制整个测试流程(温度、湿度、压力、流量)、实时采集传感器数据、绘制透过量-时间曲线、自动计算最终结果、存储和管理测试报告。

　　试样夹持与预处理系统：

　　精密夹具：确保试样平整、无皱褶、边缘密封良好，防止侧漏。

　　多测试站设计：高端仪器可同时测试3个或更多试样，提高效率。

　　内置预处理仓：部分设备允许试样在测试前在设定的温湿度下进行平衡，节省时间。

　　三、核心应用领域与测试目的

　　包装行业：

　　食品包装：测试氧气和水蒸气透过率，以预测食品的货架期(如零食、咖啡、奶粉、肉类)。

　　药品包装：确保泡罩包装、药用铝塑复合膜对氧气和水蒸气的超高阻隔性，保证药品稳定性。

　　电子产品包装：防潮防氧化包装材料(如干燥剂袋、防静电袋)的验证。

　　材料研发与生产：

　　评估新型高分子材料、共混材料、纳米复合材料、涂布/镀膜材料的阻隔性能。

　　优化生产工艺(如拉伸比、结晶度、涂层厚度)。

　　新能源领域：

　　锂电池隔膜：精确测量隔膜对电解液溶剂的阻隔性(需特殊设计的蒸汽透过仪)，这对电池安全性和寿命至关重要。

　　农业与建筑：

　　农用大棚膜、地膜的透气/透湿性。

　　建筑用防水透气膜的性能评估。

　　六、总结

　　薄膜气体透过量测定仪是现代材料科学和工业质检中技术密集度极高的精密分析仪器。它不仅是衡量材料阻隔性能的“标尺”，更是产品保质期预测、新材料研发和工艺控制不可或缺的工具。选择适合自身材料和测试需求的仪器类型(压差法、等压法或传感器法)，并确保其符合相关标准，对于获得可靠、可比的数据至关重要。