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气体透过率测试仪是什么？它主要用于什么方面？
发布时间：
2025-12-05
气体透过率测试仪的概念，介绍，原理及应用
气体透过率测试仪（Gas Permeability Tester），又称气体透过率分析仪或气体渗透仪，是用于检测材料阻隔性能的关键实验室设备。它主要用于测定薄膜、片材或容器在特定条件下对特定气体（如氧气、氮气、二氧化碳等）的透过能力。
以下是关于该仪器的概念、介绍、原理及应用的详细综述：
1. 概念与介绍
定义：气体透过率测试仪是用于测量气体透过率（GTR, Gas Transmission Rate）的仪器。它量化了气体分子穿过某种阻隔材料的速度。
核心指标：除了气体透过率，高端仪器通常还能测定溶解度系数、扩散系数和渗透系数，从而全面分析材料的阻隔特性。
适用范围：广泛应用于塑料薄膜、复合膜、高阻隔材料、金属箔片、橡胶、纸塑复合材料等。
2. 工作原理
目前主流的气体透过率测试方法主要分为两类：压差法和等压法（电量法/传感器法）。
A. 压差法 (Differential Pressure Method)
这是最通用、基于物理原理的测试方法，适用于多种气体（O2, N2, CO2等）。
核心机制：利用压力差驱动气体渗透。
测试过程：
将预处理好的试样安装在测试腔中间，将腔体分为上腔（高压侧）和下腔（低压侧）。
首先对整个系统（包括上下腔）进行真空处理（抽真空）。
关闭下腔排气阀，向高压侧（上腔）充入一定压力的试验气体（如纯氧），使试样两侧形成恒定的压力差。
在压力差的作用下，气体分子从高压侧渗透过试样进入低压侧（真空侧）。
测量：通过高精度压力传感器监测低压侧压力的随时间变化率，利用公式计算出气体的透过率。
B. 等压法 / 电量法 (Equal Pressure / Coulometric Method)
这种方法常用于氧气透过率测试（OTR），通常利用特定的化学传感器。
核心机制：试样两侧总气压相等，利用浓度差驱动渗透，并通过传感器检测。
测试过程：
试样将腔体分为两个独立的系统。
一侧流动测试气体（如氧气），另一侧流动载气（通常为氮气）。两侧压力保持相等，但在载气侧氧分压为零。
氧气分子穿过薄膜渗透到载气侧，被流动的载气带到库仑传感器（Coulometric Sensor）或其他电化学传感器。
测量：传感器发生化学反应产生电流，电流的大小与透过气体的浓度成正比，从而计算出气体透过率。
3. 主要应用领域
气体透过率测试仪在质量控制（QC）和研发（R&D）中扮演着重要角色，主要应用包括：
食品包装行业：
测试软包装袋（如咖啡袋、肉制品包装）的氧气阻隔性，防止食品氧化变质。
测试碳酸饮料瓶的CO2保持能力（防止跑气）。
检测方便面碗、利乐包等纸塑复合材料的透气性。
医药与医疗器械：
药品泡罩包装（Blister Pack）、输液袋的阻隔性能测试，确保药品不受潮、不氧化。
测试无菌医疗器械包装的完整性。
电子与光伏行业：
OLED屏幕、柔性电子产品的封装薄膜测试（对水氧阻隔要求极高）。
光伏背板材料的透气性检测。
新能源与化工：
氢燃料电池质子交换膜的氢气渗透率测试。
充气橡胶轮胎、气囊材料的保气性能测试。
特殊材料研发：
生物降解膜（如淀粉基薄膜）的透气性分析。
航空航天用特种材料（如飞艇气囊材料）的氦气透过率测试。
4. 总结
压差法优势在于通用性强，无需针对不同气体更换传感器，且能测定扩散系数和溶解度系数。
等压法（电量法）通常用于对氧气透过率的超高灵敏度测试，常用于高阻隔材料。
选择哪种类型的仪器取决于具体的测试需求（测试哪种气体）、样品类型（膜、片、容器）以及所需的精度级别。
广州西唐公司经过近二十年的发展，研发出多款气体透过率测试设备。
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