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

        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來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(jiān)測儀|  
 
1 . 如何計算透氣性測試的效率
 
      評價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間。與其他物理檢測不同的是，進行透氣性測試不但要對測試試樣進行狀態(tài)調(diào)節(jié)，而且透氣性檢測設(shè)備也需要一段調(diào)節(jié)時間，這個調(diào)節(jié)時間不僅包括設(shè)備的預(yù)熱時間，還包括系統(tǒng)的凈化時間。由于無論采用什么樣的手段都不能避免由于試樣裝夾帶來的對透氣性檢測設(shè)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）會干擾測試氣體對試樣的滲透過程，進而影響試驗結(jié)果，所以在氣體滲透過程開始之前，必須對測試腔以及氣體管路中的雜質(zhì)氣體進行凈化。
 
       系統(tǒng)的凈化時間與測試時間有什么關(guān)系？其實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間沒有一個明確的定義，使得凈化時間是否計入測試時間變得非常隨機，例如將壓差法的抽真空時間計入，而等壓法的吹掃時間不計入。透氣性測試的測試時間應(yīng)包括系統(tǒng)的凈化時間以及滲透平衡的建立時間，不能只用等壓法的測試時間與壓差法的測試時間和抽真空時間的加和比較以評定測試效率。
 
1.1 凈化時間
 
       系統(tǒng)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行吹掃。因此凈化時間對于不同的測試方法也是不一樣的，對于壓差法，系統(tǒng)的凈化時間就是在滲透過程開始之前的抽真空時間，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）對整個測試腔以及氣路進行吹掃的吹掃時間。
 
       長期試驗證明，壓差法測試腔的體積與抽真空所需的時間有關(guān)，體積縮小，則所需的抽真空時間也會縮短。抽真空時間在標準中也有要求，國標GB/T 1038中要求在真空系統(tǒng)達到標準所要求的真空度后要再持續(xù)抽真空3小時以上。等壓法測試標準中對于吹掃時間的要求是非常明確的，吹掃時間與測試試樣、試樣厚度等因素有關(guān)，而且標準ASTM D 3985-05中更是將吹掃時間分成了除濕以及吹掃零點兩部分。在很多地方都說明了這個“吹掃時間”決不會很短，一般所需要的時間與壓差法中的抽真空時間不相上下。Labthink蘭光在研發(fā)等壓法檢測設(shè)備時曾對系統(tǒng)吹掃的合理時間進行了研究，試驗證明將吹掃的載氣引入傳感器中持續(xù)吹掃24小時后，可認為系統(tǒng)內(nèi)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(jié)果。這樣看來，對于多數(shù)高聚物材料來講，試驗所需的系統(tǒng)凈化時間都要比滲透達到平衡的時間還要長。
 
       為了提高測試效率，有人提議縮短凈化時間，然而縮短凈化時間會帶來的氣體污染會給測試帶來什么樣的影響呢？蘭光實驗室曾經(jīng)針對凈化時間的長短對測試的影響設(shè)立了一個試驗課題，對于等壓法我們采用縮短吹掃時間，而對于壓差法采取縮短抽真空的時間，然后將測試結(jié)果與按照標準試驗步驟測試所得的結(jié)果進行比較。通過比對測試數(shù)據(jù)可知：對于壓差法，隨著抽真空時間的縮短，滲透平衡的建立時間沒有明顯的變化，測試數(shù)據(jù)表現(xiàn)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，吹掃時間的縮短導(dǎo)致滲透平衡的建立時間有所延長，而且測試數(shù)據(jù)重復(fù)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，由于抽真空時間的影響，會使得測試腔以及氣體管路內(nèi)的雜質(zhì)氣體沒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程，導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)偏大，并且數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差；而對于等壓法，縮短吹掃時間會造成測試零點的確認誤差，同時雜質(zhì)氣體的凈化效果也不理想，殘存在系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)氣體會對滲透過程產(chǎn)生影響，導(dǎo)致測試準確性大大下降。另外，由于吹掃時間縮短致使部分雜質(zhì)氣體依舊殘存在系統(tǒng)中，只能由之后的測試氣體攜帶走，因此滲透平衡的建立時間會明顯增加�？梢姡�縮短吹掃時間不會縮短整個試驗的時間。
 
1.2 滲透平衡的建立時間
 
        滲透平衡的建立時間，也就是用于檢測試樣透氣性能的試驗時間，即從滲透尚未發(fā)生到氣體穩(wěn)定透過所需要的時間，這段時間的長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行檢測，所需的滲透平衡建立時間是非常接近的，不存在非常明顯的差別，一般遵循以下的規(guī)律：對于低阻隔材料大約需要2小時的時間，對于中阻隔材料需要2小時～6小時的時間，對于高阻隔材料一般需要6小時以上的時間。
  
      在實際測試的時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(shù)據(jù)，然而滲透平衡建立時間的長短受環(huán)境因素影響比較明顯，尤其是溫度變化對滲透過程產(chǎn)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，相應(yīng)地試驗數(shù)據(jù)的重復(fù)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(shè)備在測試數(shù)據(jù)重復(fù)性以及測試效率上都要比沒有溫濕度控制的設(shè)備優(yōu)秀。
 
2 . 總結(jié)
 
        無論是從測試方法上還是針對具體設(shè)備，壓差法的檢測效率與等壓法相比是不分仲伯，均可以滿足檢測任務(wù)的實際檢測需要。一些文獻中認為等壓法測試時間短測試效率高的觀點是非常片面的，并不正確，也不符合實際情況。