提升壓差法透氣性測試設備的檢測效率

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(shù)所需的關(guān)鍵元器件技術(shù)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(guò)去的壓差法設備一直存在“測試精度低，檢測效率差”的缺點(diǎn)。近年來(lái)隨著(zhù)測試技術(shù)的進(jìn)步，壓差法的測試精度已經(jīng)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(shí)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(wù)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(mǎn)意。對此，Labthink蘭光適時(shí)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(guò)去對壓差法測試設備的一個(gè)非常普遍的評價(jià)，是由于壓差法設備存在測試時(shí)間長(cháng)和試樣件數有限兩個(gè)主要缺點(diǎn)。這意味著(zhù)要想提高檢測效率，必須縮短測試時(shí)間或者增加試樣件數。

1、 測試時(shí)間

壓差法的代表方法——真空法的測試時(shí)間包括抽真空時(shí)間以及滲透平衡的建立時(shí)間。試驗證明，抽真空時(shí)間過(guò)短會(huì )影響試驗結果。這一方面是由于在試驗的過(guò)程中，真空管路的“出氣”被算作滲透通過(guò)試樣的測試氣體（壓力傳感器不區分氣體的種類(lèi)），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(jìn)行過(guò)預處理，但是材料表面仍會(huì )存在一些雜質(zhì)并有氣體滲入其中。通常，抽真空時(shí)間的長(cháng)短會(huì )影響材料表面雜質(zhì)以及滲入其中的氣體的排除程度，也就是說(shuō)，抽真空越徹底，排除效果越好，測試數據越穩定。長(cháng)期試驗證明，試驗腔的體積與抽真空所需的時(shí)間有關(guān)，體積縮小，則所需的抽真空時(shí)間也會(huì )縮短。但是對于真空法設備，若抽真空時(shí)間太短，則系統不易于保壓。況且抽真空時(shí)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(shí)間分為系統吹掃平衡時(shí)間和滲透測試時(shí)間兩部分。各種測試標準對于吹掃時(shí)間的要求都非常明確， 在A(yíng)STM D 3985-05標準中吹掃時(shí)間甚至被分成了除濕及吹掃零點(diǎn)兩部分，從而使吹掃時(shí)間與真空法中的抽真空時(shí)間不相上下。Labthink蘭光在研發(fā)氧傳感器法檢測設備時(shí)曾對系統吹掃的合理時(shí)間進(jìn)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(jīng)達到極低的狀態(tài)，這樣才能確保較高的測試精度。

可見(jiàn)，兩種方法在滲透開(kāi)始之前的準備時(shí)間（真空法的抽真空時(shí)間以及傳感器法的吹掃時(shí)間）是相當的。至于滲透平衡的建立時(shí)間，主要取決于試樣的透氣性能。由于在滲透平衡的建立過(guò)程中環(huán)境因素會(huì )對該過(guò)程產(chǎn)生影響，因此滲透平衡時(shí)間的長(cháng)短受環(huán)境因素影響比較明顯。最明顯的是溫度變化對滲透過(guò)程產(chǎn)生的影響，溫度波動(dòng)越劇烈，則達到滲透平衡所需的時(shí)間越長(cháng)，試驗數據的重復性越差、準確性越低。需要說(shuō)明的是，環(huán)境變化對壓差法和等壓法都會(huì )造成影響，影響的程度會(huì )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(huì )有利于測試數據的穩定。

綜上所述，兩種測試方法的測試時(shí)間是相當的，一些文獻中片面認為等壓法測試時(shí)間短的說(shuō)法，通過(guò)實(shí)踐證明并不符合實(shí)際情況。

2、 試樣件數

如上所述，僅依靠縮短測試時(shí)間來(lái)提高檢測效率困難很大，而如果能在同一段時(shí)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(guān)檢測，測試系統的密封性是評價(jià)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(shí)，整個(gè)測試系統中可能存在泄漏點(diǎn)的概率就要比僅有1件試樣時(shí)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(wú)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(guò)試樣的試驗氣體中而無(wú)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(zhù)，但要實(shí)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(shù)，要實(shí)現真空法測試中的真空條件，即使可以通過(guò)縮小測試腔的體積將抽真空時(shí)間進(jìn)一步縮短，但是這個(gè)時(shí)間卻很難低于5h。因此要想縮短試驗時(shí)間，就只能在縮短滲透平衡的建立時(shí)間上下功夫。這個(gè)時(shí)間雖是由試樣客觀(guān)決定的，但是測試環(huán)境溫度的穩定性能也會(huì )影響這段時(shí)間的長(cháng)短，因此可以通過(guò)提高環(huán)境溫度的穩定性來(lái)盡量縮短這段時(shí)間。

Labthink VAC-V2采用外置溫度控制系統，通過(guò)水循環(huán)原理有效實(shí)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(shí)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(shí)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(shù)上的難點(diǎn)，可以同時(shí)進(jìn)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(yōu)異，其再抽真空系統能力還具有提升的潛力，因而可進(jìn)一步縮短抽真空時(shí)間，提高檢測效率。(end)