多孔材料气体透过性能检测的设备实现--PAPT-B01D 碳纸透气度测试仪

本文由山东普创工业科技有限公司提供

在氢燃料电池、汽车内饰、纺织与过滤材料等行业，气体在多孔介质中的传输行为越来越被量化为关键质控指标。以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为例，炭纸作为气体扩散层（GDL）的骨架材料，其垂直方向透气率直接影响反应气（氢气、空气）的供给效率、水管理能力与电堆功率密度；而在传统工业领域，纺织品、皮革、海绵、无纺布、纸张等材料的透气度，同样关联到舒适性、过滤效率与合规判定。山东普创工业科技有限公司推出的PAPT-B01D炭纸透气度测试仪，即定位于此类"压差—流量"关系的实验室与产线通用检测设备。

碳纸透气度测试仪

测试原理：定压差与定流量两条路径

透气度的物理本质，是量化气体穿过试样时所受的阻力或单位条件下的通过量。PAPT-B01D同时集成两种国际通用的检测逻辑，用户可按材料特性与执行标准自由切换：

• 方法A（定流量测压差）：使垂直通过试样的气流稳定在一个恒定流量，测定该条件下试样两侧形成的压差，计算空气流通阻力等参数。这种方法更适合低透气、高阻力材料或需要评估"阻碍能力"的场景。
• 法B（定压差测流量）：通过调节使试样两侧形成一个恒定压差，测定一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量，计算透气率。该方法更贴近燃料电池实际运行及ISO 9237、GB/T 5453等纺织品标准的常规评价逻辑。

两种模式互补：研发端常结合使用以全面刻画炭纸在不同工况下的气体传输特征，质检端则多按所依标准固定其一，保证批间可比性。

结构与测量系统：

设备主体为桌面式结构（420×300×165mm，约15kg），采用7英寸工业级彩色触控屏，配套气动夹紧夹具。其测量链路由以下几个部分决定数据质量：

• 传感单元：高精度电子气压与气流传感器，压力范围0–20kPa（可定制5kPa/10kPa），压力精度可达0.01级，压差分辨率0.1s/100mL，从源头降低人工读数与模拟表头的误差。
• 流系统：内置进口免维护抽真空系统，配合洁净压缩空气外供气源（0.3–1.0MPa，Φ8mm聚氨酯管接入），减少气流波动带来的漂移，尤其利于炭纸这类薄型、低刚度材料。
• 持机构：气动夹紧替代手动旋钮，夹紧力一致，避免边缘密封不严或局部压实改变孔隙结构。
• 据输出：支持微型针式打印机现场输出，配备RS232接口与上位机传输，便于实验室信息追溯与批报表管理。

标准试验面积20cm²、样品尺寸5cm×5cm（均可定制），样品厚度常规≤5mm（特殊需定制），覆盖单片炭纸、复合GDL、中厚无纺布等常见试样形态。

碳纸透气度测试仪

标准符合性与行业适配

该仪器列出的适用标准包括：GB/T 20042.7-2024《质子交换膜燃料电池 第7部分：炭纸特性测试方法》、ISO 9237、ISO 4638、ISO 5636、ISO 7231-2010、GB/T 5453、GB/T 10655、GB/T 4689.22、GB/T 13764、ASTM D737、TAPPI T460、JIS P8117等。

其中GB/T 20042.7-2024于2024年发布、2025年7月实施，替代2014版，新增平面方向透气率、弯曲挺度等评价项，对炭纸垂直/平面双向气体传输给出明确压差法与计算式，使国产检测设备在燃料电池材料端有了统一对标依据。

依托上述标准矩阵，PAPT-B01D的应用并不局限于新能源：

• 氢燃料电池材料：炭纸、碳布、含微孔层复合GDL的垂直透气率与阻力分析；
• 汽车内饰与弹性体：聚氨酯、PVC、皮革、纺织品、非织造布的空气透过率/阻力；
• 高聚物多孔材料：海绵等发泡材料的透气评价；
• 日用与防护：纸张、口罩通气阻力与压差、地毯、分离膜、多孔陶瓷/金属等

设备参数：

压差测试范围：10-15000s/100ml

压差分辨率：0.1s/100ml

压力范围：0～20KPa（可定制5KPa、10KPa）

压力精度：0.01（可定制）

测试腔：1 套

样品尺寸：5cm×5cm（可定制）

样品厚度：≤5mm（需定制）

试验面积：20cm2（可定制）

气体规格：洁净压缩空气（气源自备

气源压力：0.3*1.0MPa

接口尺寸：Φ8 mm聚氨酯管

电源：220VAC±10% 50Hz

尺寸：420（L）X：300（B）X：165（H）mm

净重：15kg

碳纸透气度测试仪

透气度测试通常不是孤立动作，而是嵌入"配方—成型—来料—出货"的闭环：炭纸厂通过透气率反馈纤维直径、孔隙率与PTFE疏水处理的工艺偏移；电堆厂以来料透气一致性判断装配预紧力下的性能波动；纺织与汽车供应链则借ISO/GB标准号完成跨厂互认。PAPT-B01D把双模式、宽压力量程、气动密封与标准单位输出放在同一台桌面设备里，降低了中小实验室重复配机的成本，也让同一份数据可在研发记录、质检台账与第三方报告间直接流转。