专利名称：一种塑胶气密性测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量例如塑料薄膜、薄片、加工纸等气密性的气密性测量装置及方法。
背景技术：
由于塑料薄膜和薄片等软包装材料具有成本低、质量轻、加工易的优点，在食品、 药品等各种日用产品包装中具有广泛的应用。根据不同的工程应用需要，对塑料薄膜和薄片等软包装材料的阻隔性要求不同，有时需要阻隔氧气的高阻隔性，以防止氧气的侵入，有时候需要透氧性较好的低阻隔性，以利于包装内外氧气的交换。为了更好地把塑料薄膜和薄片等软包装材料应用于不同的包装行业中，需要对塑料薄膜和薄片等软包装材料的透气性能进行测试。目前，处理塑料薄膜透气性测试的方法有压力法(压差法和等压法)、浓度法、体积法、气相色谱法和热传导法。根据不同的测试方法，国内外已研制出类型不同的塑料薄膜透气性测试装置。其中压差法是塑料薄膜透气性测试中的首要方法。国际上基于压差法的薄膜透气性测试标准有ASTM D1434、IS015105-1、JIS K7U6等，我国执行的标准为GB/ T 1038-2000。芬兰推出的新型纸张透气度测量仪，它能在线检测抄纸过程中纸幅的透气性能，使用该透气度测量仪，取代纸产品的实验室检测方法，既可提高测试效率，也可便于测试管理；德国BRUGGER公司生产的⑶P-C气体透过率测试仪，既能检测气体的透过性能，也能检测气体的扩散系数和溶解度；日本“东洋精机”公司生产了塑料透气性能测试仪。这些基于压差法的测试装置都存在一个相同的缺点其测试容器由试验气体腔体和测试腔体组成，试验气体腔体设有高压室，测试腔体设低压室，高压室导入一个大气压的气体，低压室抽成真空，成本较高，且低压室的泄露直接影响测试装置的测试结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑胶气密性测试装置及方法，能方便、准确地测试塑胶或其它材料试样的气密性。为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案本发明一种塑胶气密性测试装置， 包括有气泵、减压阀、滤气器、进气通断阀、高压测压元件、压差计量元件、气管、测试室、参照室和三通卡套球阀组成，测试室由高压室、低压室、密封圈和塑胶试样组成，参照室由高压室、低压室、密封圈和参照铁片试样组成，测试室与参照室结构尺寸相同，两者相互对照， 减少系统误差；气泵出气口依次与减压阀、滤气器、进气通断阀、高压测压元件通过气管连接，减压阀可使充入装置内的气体压力降低，使进气平稳，滤气器可在进气通断阀之前滤去空气中的灰尘和杂质，并将空气中的水分分离出来，避免对测试结果的干扰，进气通断阀用于阻隔气体，在实验过程中防止高压室内的气体泄漏，测试室与参照室并联，测试室与参照室的高压室通过气管与高压测压元件连接，其低压室间并联设置压差计量元件与三通卡套球阀，并通过气管将两低压室连接，所述三通卡套球阀用于实验开始前使测试室的低压室和参照室的低压室与大气相通，保证其初始压力为大气压，实验过程中可以通过压差计量元件直接读出测试室的低压室与参照室的低压室之间的压力差；测试室的高压室与低压室通过螺纹连接，并将设置于其中的塑胶试样压紧，高压室和低压室与塑胶试样接触的位置均设置有密封圈；参照室的高压室与低压室也通过螺纹连接，并将设置于其中的参照铁片试样压紧，高压室和低压室与参照铁片试样接触的位置均设置有密封圈，所述密封圈用于保证试样边缘与高压室和低压室之间的密封性，防止气体从试样周边泄漏，影响实验结果。本发明一种塑胶气密性测试装置，测试室和参照室的高压室和低压室可采用其它快压紧固连接方式。本发明一种塑胶气密性测试装置，高压测压元件可以是压力表或压力传感器，压差计量元件可以是压差式压力表或压差式压力传感器。本发明一种塑胶气密性测试装置，塑胶试样及参照铁片试样与低压室接触的一面各设置一外径小于密封圈内径的金属多孔板，或多孔板位于小于密封圈内径的沉孔中，多孔板与塑胶试样及参照铁片试样之间可放置单层或多层过滤网，多孔板与过滤网组合在一起用于托住塑胶试样及参照铁片试样，防止塑胶试样及参照铁片试样在高压室气体作用下变形或蠕变向低压室下垂给测量造成误差，计算透气性时只计算多孔板中的孔的面积之和作为塑胶试样的有效面积。由于参照铁片试样不易变形，可以不用设置多孔板和过滤网，但为了保证两个低压室机构完成相同才同时设置多孔板和过滤网。本发明一种塑胶气密性测试装置的测试方法，其特征在于测试步骤如下(1)将被测塑胶试样及参照铁片试样分别放置于测试室的高压室与低压室之间， 并通过螺纹连接方式紧固，保证密封圈处不存在泄露；(2)初始状态检查确认气泵出气口开关关闭，进气通断阀关闭，三通卡套球阀开启(处于使两低压室连通并与大气相通状态)；(3)打开气泵出气口开关，然后慢慢旋动进气通断阀使其打开，直至高压测压元件的压力达到设定值时，按次序关闭进气通断阀与气泵出气口开关；(4)关闭三通卡套球阀(处于使两低压室隔断且不与大气相通状态)；(5)待塑胶试样透气过程平稳后(约1小时后)，记录高压测压元件示数、压差计量元件示数和环境温度，测试开始。(6)测试时间达到后，记录压差计量元件示数，打开三通卡套球阀，压差计量元件示数归位，测试结束；(7)采用记录的数据计算材料的气体透过量或透气系数。本发明一种塑胶气密性测试装置的测试方法，其特征在于数据的记录、气体透过量或透气系数的计算也可通过数据采集系统和微机处理系统实现。由以上技术方案可知，本发明与现有技术相比具有如下优点(1)本技术方案中， 设有参照室，参照室与测试室尺寸完全相同，两者相互对照，减少系统误差；(2)低压室初始测试压力为大气压，减少气体泄漏，无需抽真空，减少设备投资，节能。
图1是本发明一种塑胶气密性测试装置的原理中1-气泵，2-滤气器，3-进气通断阀，4-高压测压元件，5、11_高压室，6-塑胶试样，7,9-低压室，8-压差计量元件，10-参照铁片试样，12-测试室，13-参照室，14-气管， 15-三通卡套球阀，16-密封圈，17-减压阀
具体实施例方式如图1所示，一种塑胶气密性测试装置，包括有气泵1、减压阀17、滤气器2、进气通断阀3、高压测压元件4、压差计量元件8、气管14、测试室12、参照室13和三通卡套球阀 15组成，测试室12由高压室5、低压室7、密封圈16、和塑胶试样6组成，参照室13由高压室11、低压室9、密封圈16和参照铁片试样10组成，测试室12与参照室13结构尺寸相同， 两者相互对照，减少系统误差；气泵1出气口依次与减压阀17、滤气器2、进气通断阀3、高压测压元件4通过气管14连接，减压阀17可使充入装置内的气体压力降低，使进气平稳， 滤气器2可在进气通断阀3之前滤去空气中的灰尘和杂质，并将空气中的水分分离出来，避免对测试结果的干扰，进气通断阀3用于阻隔气体，防止高压室5、高压室11内的气体在实验过程中发生泄漏，测试室12与参照室13并联，其高压室5、高压室11通过气管14与高压测压元件4连接，其低压室7、低压室9间并联设置压差计量元件8与三通卡套球阀15， 并通过气管14将低压室7、低压室9连接，所述三通卡套球阀15用于实验开始前使测试室 12的低压室7和参照室13的低压室9与大气相通，保证其初始压力为大气压，实验过程中可以通过压差计量元件8直接读出测试室12的低压室7与参照室13的低压室9之间的压力差；测试室12的高压室5与低压室7通过螺纹连接，并将设置于其中的塑胶试样6压紧， 高压室5和低压室7与塑胶试样6接触的位置均设置有密封圈16 ；参照室13的高压室11 与低压室9也通过螺纹连接，并将设置于其中的参照铁片试样10压紧，高压室11和低压室 9与参照铁片试样10接触的位置均设置有密封圈16，所述密封圈16用于保证塑胶试样6、 参照铁片试样10边缘与高压室5、高压室11和低压室7、低压室9之间的密封性，防止气体从试样周边泄漏，影响实验结果；本发明一种塑胶气密性测试装置，其特征在于测试室12和参照室13的高压室 5、高压室11和低压室7、低压室9可采用其它快压紧固连接方式。本发明一种塑胶气密性测试装置，其特征在于高压测压元件4可以是压力表或压力传感器，压差计量元件8可以是压差式压力表或压差式压力传感器。本发明一种塑胶气密性测试装置的测试方法，其特征在于测试步骤如下(1)将被测塑胶试样6放置于测试室的高压室5与低压室7之间，并通过螺纹连接方式紧固；(2)初始状态检查确认气泵1出气口开关关闭，进气通断阀3关闭，三通卡套球阀15开启(处于使两低压室连通并与大气相通状态)；(3)打开气泵1出气口开关，然后慢慢旋动进气通断阀3使其打开，直至高压测压元件4的压力达到设定值时，按次序关闭进气通断阀3与气泵1出气口开关；(4)关闭三通卡套球阀15 (处于使两低压室7、9隔断且不与大气相通状态)；(5)待塑胶试样6透气过程平稳后(约1小时后)，记录高压测压元件4示数、压差计量元件示数8和环境温度，测试开始。(6)测试时间达到后，记录压差计量元件8示数，打开三通卡套球阀15，压差计量元件8示数归位，测试结束；
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(7)采用记录的数据计算材料的气体透过量或透气系数。本发明一种塑胶气密性测试装置的测试方法，其特征在于数据的记录、气体透过量或透气系数的计算也可通过数据采集系统和微机处理系统实现。
权利要求
1.一种塑胶气密性测试装置，其特征在于包括有气泵、减压阀、滤气器、进气通断阀、 高压测压元件、压差计量元件、气管、测试室、参照室和三通卡套球阀组成，测试室由高压室、低压室、密封圈和塑胶试样组成，参照室由高压室、低压室、密封圈和参照铁片试样组成，测试室与参照室结构尺寸相同；气泵出气口依次与减压阀、滤气器、进气通断阀、高压测压元件通过气管连接，测试室与参照室并联，测试室与参照室的高压室通过气管与高压测压元件连接，测试室与参照室的低压室间并联设置压差计量元件与三通卡套球阀，并通过气管将两低压室连接；测试室的高压室与低压室通过螺纹连接，并将设置于其中的塑胶试样压紧，高压室和低压室与塑胶试样接触的位置均设置有密封圈；参照室的高压室与低压室也通过螺纹连接，并将设置于其中的参照铁片试样压紧，高压室和低压室与参照铁片试样接触的位置均设置有密封圈。
2.根据权利要求1所述的一种塑胶气密性测试装置，其特征在于测试室与参照室的高压室和低压室可采用快压紧固连接方式。
3.根据权利要求1所述的一种塑胶气密性测试装置，其特征在于高压测压元件为压力表或压力传感器，压差计量元件为压差式压力表或压差式压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种塑胶气密性测试装置，其特征在于塑胶试样及参照铁片试样与低压室接触的一面各设置一外径小于密封圈内径的金属多孔板，或多孔板位于小于密封圈内径的沉孔中，多孔板与塑胶试样及参照铁片试样之间可放置单层或多层过滤网，多孔板与过滤网组合在一起托住塑胶试样及参照铁片试样。
5.采用根据权利要求1所述的一种塑胶气密性测试装置的测试方法，其特征在于，测试步骤如下第一步、将被测塑胶试样及参照铁片试样分别放置于测试室的高压室与低压室之间， 并通过螺纹连接方式紧固；第二步、初始状态检查确认气泵出气口开关关闭，进气通断阀关闭，三通卡套球阀开启；第三步、打开气泵出气口开关，然后慢慢旋动进气通断阀使其打开，直至高压测压装置的压力达到设定值时，按次序关闭进气通断阀与气泵出气口开关；第四步、关闭三通卡套球阀；第五步、待试样透气过程平稳后，记录高压测压装置示数、压差计量装置示数和环境温度，测试开始；第六步、测试时间达到后，记录压差计量装置示数，打开三通卡套球阀，压差计量装置示数归位，测试结束；第七步、采用记录的数据计算材料的气体透过量或透气系数。
6.根据权利要求5所述的一种塑胶气密性测试装置的测试方法，其特征在于数据的记录、气体透过量或透气系数的计算通过数据采集系统和微机处理系统实现。
全文摘要
本发明公开了一种塑胶气密性测试装置及方法。该装置由包括有气泵、减压阀、滤气器、进气通断阀、高压测压元件、压差计量元件、气管、测试室、参照室和三通卡套球阀组成，测试室由高压室、低压室、密封圈和塑胶试样组成，参照室由高压室、低压室、密封圈和参照铁片试样组成，测试室与参照室结构尺寸相同。本技术方案中，设有参照室，参照室与测试室尺寸完全相同，两者相互对照，减少系统误差；低压室初始测试压力为大气压，减少气体泄漏，无需抽真空，减少设备投资，节能。
文档编号G01M3/26GK102445312SQ20111030298
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者丁玉梅, 姜鹏, 杨卫民, 焦志伟, 谢鹏程 申请人:北京化工大学