想讀懂氧氣透過量測定儀?先摸清這“幾大核心組件”的門道!
點擊次數:83 更新時間:2026-05-09
氧氣透過量測定儀(又稱透氧儀、氧氣透過率測試儀)是一種用于精確測量材料對氧氣阻隔性能的專業檢測設備,廣泛應用于食品、藥品、日化、電子、光伏等行業。其核心功能是評估塑料薄膜、復合材料、鋁箔、鍍鋁膜、片材以及瓶、袋、罐等包裝容器的氧氣透過率(OTR),從而判斷其在實際使用中對內容物的保護能力。
該儀器主要基于等壓法(庫侖電量法)原理工作:將待測樣品夾持于測試腔中間,一側通入高純氧氣或空氣,另一側則通入高純氮氣作為載氣。在濃度差驅動下,氧氣分子從高壓側透過材料擴散至低壓側,并被氮氣攜帶至高靈敏度的庫侖傳感器。傳感器通過電化學反應將氧氣濃度轉化為電信號,系統據此計算出單位時間內透過單位面積材料的氧氣量,即氧氣透過率(通常以cm³/(m²·24h·0.1MPa)表示)。
1、測試腔體
功能:作為放置待測樣品的核心部件,測試腔體通過精密設計實現樣品的密封夾持,形成獨立的氣體滲透環境。通常由兩個可緊密閉合的腔室組成,將樣品牢固夾持在中間,分隔為上下或內外兩個獨立氣體空間。
材質與控制:腔體材質需具備高氣密性、耐腐蝕性,并配備高精度溫度控制裝置,確保測試環境穩定,避免因溫度波動影響材料滲透性能。部分儀器支持多腔體獨立測試,提升檢測效率。
2、氣體供應與控制系統
功能:該系統負責提供測試所需的高純度氣體,并精確控制氣體的壓力、流量及成分,確保測試條件符合標準要求。
核心組件
氣源:包括高純氧氣源、高純氮氣或載氣氣源,用于在材料兩側建立氧氣濃度梯度。
流量與壓力控制:配置氣體流量控制器、壓力調節器及精密閥門,保障氣體供應的穩定性,避免因流量波動導致測試誤差。
氣路設計:采用高密封性管路連接,部分儀器配備微型壓差傳感器或泵送系統,動態調節氣體流量以維持恒定的濃度梯度或壓力差。
3、傳感器與檢測單元
功能:作為儀器的“感知器官”,傳感器與檢測單元直接決定測量精度,其性能直接影響測試結果的可靠性。
核心組件
庫侖計氧氣傳感器:用于等壓法測試,通過電化學反應將氧氣濃度轉化為電信號,靈敏度高,適用于低透過率材料。
壓力傳感器或體積測量裝置:用于壓差法測試,通過監測低壓側壓力變化或氣體體積變化計算氧氣透過率。
信號放大與處理模塊:對傳感器輸出的微弱信號進行放大、濾波及線性化處理,確保數據準確性。
4、溫濕度控制系統
功能:材料的氧氣滲透性能對溫濕度高度敏感,該系統通過精確調控測試腔內的溫濕度,確保測試條件符合標準要求,提升結果的可比性和重復性。
核心組件
溫濕度傳感器:實時監測腔內環境,反饋數據至控制系統。
調節裝置:包括加熱器、加濕器、制冷模塊等,動態調節溫濕度,維持環境恒定。部分高d儀器可實現±0.2℃的控溫精度,保障測試環境均勻性。
5、數據采集與處理系統
功能:該系統負責整合傳感器信號,完成數據計算、分析、存儲及輸出,是實現自動化測試的核心模塊。
核心組件
硬件電路:負責信號采集、模數轉換及設備控制指令傳輸。
軟件系統:現代儀器通常配備專業軟件,支持測試參數設置、實時過程監控、滲透曲線繪制、數據自動計算及報告生成,部分軟件還具備數據追溯和合規性管理功能,滿足實驗室信息化需求。
6、輔助功能模塊
樣品適配模塊:針對不同形態的樣品(如薄膜、片材、瓶罐等),儀器配備專用夾具或測試附件,確保樣品安裝的規范性和密封性。例如,容器測試附件可適配瓶、袋、罐等包裝容器,擴展儀器的樣品適應性。
校準與維護模塊:為確保儀器長期穩定運行,配備標準膜、標準氣體等校準工具,以及定期維護所需的過濾器、干燥劑更換裝置等,保障儀器性能的持續性和準確性。
