壓差法與等壓法在測試效率上存在的誤解
摘要：本文通過(guò)分析透氣性測試的測試時(shí)間，說(shuō)明系統的凈化時(shí)間應該計入測試時(shí)間的范圍內，只將壓差法的抽真空時(shí)間需要計入測試時(shí)間，而不將等壓法的吹掃時(shí)間計入測試時(shí)間是非常錯誤的。同時(shí)，本文還對影響滲透平衡的因素進(jìn)行了介紹。 

        對于壓差法與等壓法的測試效率，有人認為等壓法的測試效率要高于壓差法，這種認識是不對的，它的形成與對透氣性測試的測試時(shí)間和測試效率的錯誤理解有關(guān)。本文將針對材料的透氣性檢測特點(diǎn)來(lái)分析透氣性測試方法的測試效率，并從當前的檢測技術(shù)上分析壓差法與等壓法的測試效率。泄露氣體檢測儀| 毒性氣體| 氧氣檢測| VOC檢測儀| 煙氣分析儀| 臭氧檢測儀| 空氣品質(zhì)監測儀|  
 
1 . 如何計算透氣性測試的效率
 
      評價(jià)一種測試方法的測試效率必須要明確該測試方法的測試時(shí)間。與其他物理檢測不同的是，進(jìn)行透氣性測試不但要對測試試樣進(jìn)行狀態(tài)調節，而且透氣性檢測設備也需要一段調節時(shí)間，這個(gè)調節時(shí)間不僅包括設備的預熱時(shí)間，還包括系統的凈化時(shí)間。由于無(wú)論采用什么樣的手段都不能避免由于試樣裝夾帶來(lái)的對透氣性檢測設備的測試腔以及氣體管路中氣體的污染，而氣體雜質(zhì)（非測試氣體）會(huì )干擾測試氣體對試樣的滲透過(guò)程，進(jìn)而影響試驗結果，所以在氣體滲透過(guò)程開(kāi)始之前，必須對測試腔以及氣體管路中的雜質(zhì)氣體進(jìn)行凈化。
 
       系統的凈化時(shí)間與測試時(shí)間有什么關(guān)系？其實(shí)這正是對透氣性測試的效率產(chǎn)生錯誤理解的根源，即對于透氣性測試的測試時(shí)間沒(méi)有一個(gè)明確的定義，使得凈化時(shí)間是否計入測試時(shí)間變得非常隨機，例如將壓差法的抽真空時(shí)間計入，而等壓法的吹掃時(shí)間不計入。透氣性測試的測試時(shí)間應包括系統的凈化時(shí)間以及滲透平衡的建立時(shí)間，不能只用等壓法的測試時(shí)間與壓差法的測試時(shí)間和抽真空時(shí)間的加和比較以評定測試效率。
 
1.1 凈化時(shí)間
 
       系統的凈化對于不同的測試方法采取了不同的方式，例如在壓差法中采取對測試腔以及相關(guān)氣路抽真空，而在等壓法中是使用大流量載氣對測試腔以及氣體管路進(jìn)行吹掃。因此凈化時(shí)間對于不同的測試方法也是不一樣的，對于壓差法，系統的凈化時(shí)間就是在滲透過(guò)程開(kāi)始之前的抽真空時(shí)間，而對于等壓法則是在通入測試氣體之前使用載氣（一般采用氮氣）對整個(gè)測試腔以及氣路進(jìn)行吹掃的吹掃時(shí)間。
 
       長(cháng)期試驗證明，壓差法測試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。抽真空時(shí)間在標準中也有要求，國標GB/T 1038中要求在真空系統達到標準所要求的真空度后要再持續抽真空3小時(shí)以上。等壓法測試標準中對于吹掃時(shí)間的要求是非常明確的，吹掃時(shí)間與測試試樣、試樣厚度等因素有關(guān)，而且標準ASTM D 3985-05中更是將吹掃時(shí)間分成了除濕以及吹掃零點(diǎn)兩部分。在很多地方都說(shuō)明了這個(gè)“吹掃時(shí)間”決不會(huì )很短，一般所需要的時(shí)間與壓差法中的抽真空時(shí)間不相上下。Labthink蘭光在研發(fā)等壓法檢測設備時(shí)曾對系統吹掃的合理時(shí)間進(jìn)行了研究，試驗證明將吹掃的載氣引入傳感器中持續吹掃24小時(shí)后，可認為系統內部的氧含量已經(jīng)達到極低的狀態(tài)，這樣吹掃才能得到理想的效果，才能獲得準確的測試結果。這樣看來(lái)，對于多數高聚物材料來(lái)講，試驗所需的系統凈化時(shí)間都要比滲透達到平衡的時(shí)間還要長(cháng)。
 
       為了提高測試效率，有人提議縮短凈化時(shí)間，然而縮短凈化時(shí)間會(huì )帶來(lái)的氣體污染會(huì )給測試帶來(lái)什么樣的影響呢？蘭光實(shí)驗室曾經(jīng)針對凈化時(shí)間的長(cháng)短對測試的影響設立了一個(gè)試驗課題，對于等壓法我們采用縮短吹掃時(shí)間，而對于壓差法采取縮短抽真空的時(shí)間，然后將測試結果與按照標準試驗步驟測試所得的結果進(jìn)行比較。通過(guò)比對測試數據可知：對于壓差法，隨著(zhù)抽真空時(shí)間的縮短，滲透平衡的建立時(shí)間沒(méi)有明顯的變化，測試數據表現出增大的趨勢，對高阻隔試樣測試影響較大，對中低阻隔試樣測試影響較��；對于等壓法，吹掃時(shí)間的縮短導致滲透平衡的建立時(shí)間有所延長(cháng)，而且測試數據重復性也明顯降低。對產(chǎn)生這些情況的原因分析如下：對于壓差法，由于抽真空時(shí)間的影響，會(huì )使得測試腔以及氣體管路內的雜質(zhì)氣體沒(méi)有達到理想的凈化效果，雜質(zhì)氣體干擾測試氣體的滲透過(guò)程，導致測試數據偏大，并且數據穩定性差；而對于等壓法，縮短吹掃時(shí)間會(huì )造成測試零點(diǎn)的確認誤差，同時(shí)雜質(zhì)氣體的凈化效果也不理想，殘存在系統內的雜質(zhì)氣體會(huì )對滲透過(guò)程產(chǎn)生影響，導致測試準確性大大下降。另外，由于吹掃時(shí)間縮短致使部分雜質(zhì)氣體依舊殘存在系統中，只能由之后的測試氣體攜帶走，因此滲透平衡的建立時(shí)間會(huì )明顯增加�？梢�(jiàn)，縮短吹掃時(shí)間不會(huì )縮短整個(gè)試驗的時(shí)間。
 
1.2 滲透平衡的建立時(shí)間
 
        滲透平衡的建立時(shí)間，也就是用于檢測試樣透氣性能的試驗時(shí)間，即從滲透尚未發(fā)生到氣體穩定透過(guò)所需要的時(shí)間，這段時(shí)間的長(cháng)短主要取決于試樣的透氣性能。利用壓差法和等壓法對同種材料進(jìn)行檢測，所需的滲透平衡建立時(shí)間是非常接近的，不存在非常明顯的差別，一般遵循以下的規律：對于低阻隔材料大約需要2小時(shí)的時(shí)間，對于中阻隔材料需要2小時(shí)～6小時(shí)的時(shí)間，對于高阻隔材料一般需要6小時(shí)以上的時(shí)間。
  
      在實(shí)際測試的時(shí)候需要按照一定的判斷條件確定是否達到滲透平衡，從而出具測試數據，然而滲透平衡建立時(shí)間的長(cháng)短受環(huán)境因素影響比較明顯，尤其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)，相應地試驗數據的重復性越差、準確性越低。廣州市駿凱電子科技有限公司這種環(huán)境變化對所有的透氣性測試方法都會(huì )產(chǎn)生影響，其影響程度不因測試方法的不同而存在差異，因此具有控溫控濕功能的設備在測試數據重復性以及測試效率上都要比沒(méi)有溫濕度控制的設備優(yōu)秀。
 
2 . 總結
 
        無(wú)論是從測試方法上還是針對具體設備，壓差法的檢測效率與等壓法相比是不分仲伯，均可以滿(mǎn)足檢測任務(wù)的實(shí)際檢測需要。一些文獻中認為等壓法測試時(shí)間短測試效率高的觀(guān)點(diǎn)是非常片面的，并不正確，也不符合實(shí)際情況。