透氣度儀的工作原理
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 458-2008《紙和紙板透氣度的測定》,透氣度測試儀的工作運行遵循三種不同的測試方法:葛爾萊法、肖伯爾法和本特生法。該標(biāo)準(zhǔn)整合并代替了原有的三項單項標(biāo)準(zhǔn),是目前國內(nèi)紙張透氣度檢測的核心依據(jù)。
以下是這三種方法的工作原理和運行流程:
一、核心測試原理
無論采用哪種方法,透氣度測試的基本原理都是在規(guī)定的壓差條件下,測定一定時間內(nèi)垂直通過試樣規(guī)定面積的空氣流量,從而計算透氣度。透氣度的單位通常表示為μm/(Pa·s)。
二、三種測試方法的工作運行原理
根據(jù)GB/T 458-2008,儀器需根據(jù)被測紙張的透氣度范圍,選擇以下三種方法之一進行測試:
1. 葛爾萊法(適用于中等透氣度范圍)
工作原理:
利用浮動在液體上的垂直豎立圓筒的自身重力,壓縮筒內(nèi)空氣,使壓縮空氣與試樣接觸。隨著空氣通過試樣,圓筒便會平衡下落。
運行步驟:
設(shè)定恒定壓差為 1.23 kPa ± 0.01 kPa
測定一定體積的空氣(通常為100ml)通過試樣所需的時間(以秒表示)
透氣度越低,通過時間越長
2. 肖伯爾法(適用于較低透氣度范圍)
工作原理:
在恒定壓差下,通過測試容積來測定透過試樣的氣流量。
運行步驟:
設(shè)定恒定壓差為 1.00 kPa ± 0.01 kPa(氣流量較大時)或 2.50 kPa ± 0.01 kPa(氣流量小于0.13ml/L時)
選擇合適的測試持續(xù)時間
測定透過試樣的氣流量
3. 本特生法(適用于較高透氣度范圍)
工作原理:
基于層流空氣通過材料時的流量測量,通過精密壓力控制系統(tǒng)在試樣兩側(cè)形成固定壓差,利用流量傳感器檢測單位時間內(nèi)透過試樣的空氣體積-7。
運行步驟:
設(shè)定恒定壓差為 1.47 kPa ± 0.02 kPa
夾緊試樣5秒后
記錄通過測試面的氣流量(單位為ml/min)
標(biāo)準(zhǔn)測試面積為 10.0 ± 0.2 cm2
三、儀器運行的標(biāo)準(zhǔn)操作流程
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求,透氣度測試儀的標(biāo)準(zhǔn)工作流程如下:
1. 試樣準(zhǔn)備與預(yù)處理
按照GB/T 450進行試樣的采取
按照GB/T 10739進行試樣處理:在溫度23±1℃、相對濕度50±2%的條件下環(huán)境調(diào)節(jié)至少48小時
裁取試樣尺寸:通常為50mm×50mm,試驗面不能有皺折、裂紋和洞眼
2. 儀器設(shè)置
根據(jù)被測材料選擇合適的測試方法(葛爾萊/肖伯爾/本特生)
設(shè)置相應(yīng)的壓差(1.23kPa/1.00kPa/1.47kPa)
設(shè)置測試面積(常用6.42cm2或10.0cm2)
3. 試樣裝夾
清潔測試腔
將試樣放置在測試下腔上
將測試上腔緊實地壓在試樣上旋緊
現(xiàn)代全自動儀器采用氣動夾持,夾持壓力可調(diào)節(jié)至0.4 MPa~0.6 MPa
4. 自動測試
儀器自動調(diào)節(jié)到設(shè)定壓差
壓差穩(wěn)定后自動讀取氣體流量
記錄測試數(shù)據(jù)(時間或流量)
5. 結(jié)果計算與判定
自動計算透氣度,單位為μm/(Pa·s)
可報告透氣阻力(秒)
如正反面結(jié)果差異較大,需分別報告
四、現(xiàn)代全自動儀器的技術(shù)實現(xiàn)
符合GB/T 458-2008標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代電腦式透氣度測試儀,如山東安尼麥特透氣度儀,通常具備以下技術(shù)特性:
技術(shù)模塊 | 實現(xiàn)方式 |
壓差控制 | 微壓差控制系統(tǒng),精度可達±0.5%,維持測試條件穩(wěn)定性 |
流量檢測 | 熱膜式流量傳感器,量程0-1000 ml/min,分辨率0.1 ml/min |
密封性 | 氣密測試腔,確保試樣夾持時邊緣無泄漏,漏氣量不超過1.0ml/h |
環(huán)境補償 | 溫濕度傳感器實時監(jiān)控,自動修正環(huán)境參數(shù)對測試結(jié)果的影響 |
多功能集成 | 一機集成葛爾萊、肖伯爾、本特生三種方法,通過面罩實現(xiàn)測試面積轉(zhuǎn)換 |
五、適用范圍與限制
GB/T 458-2008標(biāo)準(zhǔn)適用于透氣度在 1×10?2 μm/(Pa·s) ~ 1×102 μm/(Pa·s) 之間的紙和紙板
不適用于:表面粗糙度較大,且不能被牢固夾緊的紙和紙板,如皺紋紙或瓦楞紙板
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