陳振強(qiáng)+張正君+付奇+毛鵬輝
CNAS-CL01∶2006《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境做出了規(guī)定:相關(guān)的規(guī)范、方法和程序有要求,或?qū)Y(jié)果的質(zhì)量有影響時(shí),實(shí)驗(yàn)室應(yīng)監(jiān)測(cè)、控制和記錄環(huán)境條件。但CNAS-CL01∶2006并沒有具體說明實(shí)驗(yàn)室環(huán)境會(huì)對(duì)檢測(cè)帶來哪些不利影響,而且并不是所有人都能理解CNAS-CL01∶2006為什么要對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境做出上述規(guī)定,有時(shí)甚至試樣都沒有經(jīng)過必要的環(huán)境處理就開始進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)工作,所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)必然與經(jīng)過環(huán)境處理后所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在差異,進(jìn)而可能對(duì)實(shí)際使用產(chǎn)生誤導(dǎo)。
一般標(biāo)準(zhǔn)對(duì)包裝材料性能檢測(cè)有兩種形式。一種是出廠檢驗(yàn),由生產(chǎn)企業(yè)自行檢測(cè),一般都是常規(guī)項(xiàng)目,不涉及專業(yè)的檢測(cè)儀器和設(shè)備;另一種是型式檢驗(yàn),檢驗(yàn)項(xiàng)目為標(biāo)準(zhǔn)全項(xiàng),需要專業(yè)實(shí)驗(yàn)室才能完成。按照一般標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,終端用戶每年至少應(yīng)當(dāng)對(duì)使用的材料進(jìn)行兩次型式檢測(cè)。對(duì)于需要在標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕條件處理的樣品,標(biāo)準(zhǔn)條件下獲得試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)有以下兩點(diǎn)好處:一是可以作為同一家供應(yīng)商質(zhì)量穩(wěn)定性的判定依據(jù);二是可比較不同供應(yīng)商包裝材料的質(zhì)量差異。
GB/T 10739-2002《紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣》對(duì)實(shí)驗(yàn)室紙張溫濕度處理做出了相應(yīng)規(guī)定,本文主要針對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室試樣溫濕度控制詳細(xì)說明實(shí)驗(yàn)室環(huán)境處理的規(guī)定和意義,期望能讓實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的數(shù)據(jù)更具應(yīng)用價(jià)值。
GB/T 10739-2002標(biāo)準(zhǔn)對(duì)紙張溫濕度處理的規(guī)定
GB/T 10739-2002標(biāo)準(zhǔn)中涉及到的溫濕度處理主要包括兩方面:試樣預(yù)處理和溫濕度處理。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)大氣條件應(yīng)是溫度(23±1)℃、相對(duì)濕度(50±2)%。
1.試樣預(yù)處理
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,由于水分平衡滯后會(huì)給試驗(yàn)帶來誤差,故在試樣處理前,應(yīng)將試樣置于相對(duì)濕度為10%~35%、溫度不高于40℃的大氣條件中預(yù)處理24h。如果預(yù)知溫濕處理后的平衡水分含量相當(dāng)于吸濕過程達(dá)到平衡時(shí)的水分含量,則該預(yù)處理可以省去。在條件允許的情況下,也可以使用硫酸干燥器對(duì)試樣預(yù)處理24h。
2.溫濕度處理
將切好的試樣掛起來,使恒溫恒濕的氣流自由接觸到試樣的各個(gè)面,直至試樣的水分含量與大氣中的水蒸氣達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)間隔1h左右兩次稱量之差不大于總質(zhì)量的0.25%時(shí),就認(rèn)為試樣的水分含量與大氣條件達(dá)到了平衡。對(duì)于高定量的紙張,應(yīng)當(dāng)延長兩次稱量的時(shí)間間隔,其兩次稱量之差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi),以此作為試樣平衡與否的判定依據(jù)。GB/T 10739-2002標(biāo)準(zhǔn)中特別提到:具有良好循環(huán)條件的實(shí)驗(yàn)室,紙張的溫濕處理通常4h足矣;對(duì)于定量較高的紙張一般需要處理5~8h;對(duì)于高定量的紙板和經(jīng)過特殊處理的材料,則至少需要處理48h。
理化實(shí)驗(yàn)室溫濕度處理的意義
GB/T 10739-2002標(biāo)準(zhǔn)適用于對(duì)整體環(huán)境有要求的包裝材料理化性能的檢測(cè),所有檢測(cè)儀器設(shè)備和試樣均應(yīng)處于溫度23℃、相對(duì)濕度50%的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。
眾所周知,包裝材料在實(shí)際流通、儲(chǔ)存過程中可能會(huì)處于低溫高溫或高溫高濕等不同的環(huán)境中,這與標(biāo)準(zhǔn)溫濕度(溫度23℃、相對(duì)濕度50%)或者規(guī)定溫濕度條件完全不同。然而,不同溫濕度條件下,包裝材料的物理性能會(huì)有一定甚至非常大的差異。之所以選擇實(shí)驗(yàn)室恒定溫濕度條件進(jìn)行檢測(cè),就是為了在相同環(huán)境下對(duì)包裝材料的物理性能進(jìn)行長時(shí)間的數(shù)據(jù)積累,以便判斷供貨物品的質(zhì)量連續(xù)性和穩(wěn)定性是否符合相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。只有相同環(huán)境檢測(cè)下的數(shù)據(jù)才具有可比性,否則不同環(huán)境下檢測(cè)的數(shù)據(jù)只能說明單一批次質(zhì)量的好壞,而不能評(píng)定長期質(zhì)量穩(wěn)定性和連續(xù)性。
尤其當(dāng)天氣特別潮濕時(shí),纖維類制品的含水率較高,將這類樣品放置在溫度23℃、相對(duì)濕度50%的條件下通常需要3~7天才能達(dá)到含水率平衡。需要注意的是,含水率較高的樣品在處理時(shí)一定要先經(jīng)過干燥處理,這樣可以有效縮短樣品后期平衡時(shí)間,從而縮短試驗(yàn)時(shí)間,節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用。
理化實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制
一般理化實(shí)驗(yàn)室需要使用恒溫恒濕空調(diào)機(jī)房專用空調(diào)機(jī)來控制溫濕度。通過恒溫恒濕空調(diào)機(jī)房專用空調(diào)機(jī)處理過的實(shí)驗(yàn)室稱為恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)間。恒溫恒濕空調(diào)機(jī)房專用空調(diào)機(jī)一般包括控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、制冷循環(huán)及除濕系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和水冷機(jī)組水循環(huán)系統(tǒng)6大部分。
1.控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過控制器控制和顯示實(shí)驗(yàn)室的溫濕度、空調(diào)機(jī)組的工作狀態(tài),分析各傳感器反饋回來的信號(hào),對(duì)機(jī)組各項(xiàng)功能發(fā)出工作指令,達(dá)到精確控制實(shí)驗(yàn)室溫濕度的目的。精密空調(diào)可控制實(shí)驗(yàn)室環(huán)境穩(wěn)定在溫度(23±0.5)℃、相對(duì)濕度(50±1)%。
2.通風(fēng)系統(tǒng)
通風(fēng)系統(tǒng)機(jī)組內(nèi)的各項(xiàng)功能(制冷、除濕、加熱、加濕等)對(duì)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)房內(nèi)空氣進(jìn)行處理時(shí),均需要空氣流動(dòng)來完成熱、濕的交換,恒溫恒濕空調(diào)機(jī)房內(nèi)氣體還需保持一定流速,防止塵埃沉積,并及時(shí)將懸浮于空氣中的塵埃濾除掉。一般可采用實(shí)驗(yàn)間頂部進(jìn)風(fēng)、地板回風(fēng)的方式。
3.制冷循環(huán)及除濕系統(tǒng)
制冷循環(huán)及除濕系統(tǒng)采用蒸發(fā)壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng),利用制冷劑蒸發(fā)時(shí)吸收汽化潛熱來制冷。
4.加濕系統(tǒng)
加濕系統(tǒng)通過電極加濕罐或紅外加濕燈管等設(shè)備將水加熱形成水蒸氣的方式來工作。加濕量及進(jìn)排水量均由電腦控制,加濕罐的自動(dòng)清洗程序可確保其維持正常的加濕效率。
5.加熱系統(tǒng)
加熱所產(chǎn)生的熱量可作為空調(diào)機(jī)內(nèi)外的補(bǔ)償熱量,加熱系統(tǒng)大多采用電熱管形式。
6.水冷機(jī)組水循環(huán)系統(tǒng)
水冷機(jī)組的冷凝器設(shè)在機(jī)組內(nèi)部,循環(huán)水通過熱交換器,將制冷劑氣體冷卻凝結(jié)成液體。
除上述專用空調(diào),實(shí)驗(yàn)室還需設(shè)計(jì)夾層墻,即實(shí)驗(yàn)室外墻和保溫墻分開做,兩者之間應(yīng)留有至少600mm的間隔。這樣一來,可有效防止外墻在外界低溫時(shí)大量吸收空調(diào)產(chǎn)生的熱量,以及外界高溫時(shí)空調(diào)需要大量的制冷來抵消外部傳遞進(jìn)來的熱量,因?yàn)檫@兩種情形都會(huì)增加空調(diào)的負(fù)擔(dān),不僅浪費(fèi)能耗,還會(huì)縮短空調(diào)壽命。此外,夾層墻還可有效保證環(huán)境溫濕度的穩(wěn)定,避免其出現(xiàn)異常波動(dòng)。
總之,試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的可靠性不僅取決于儀器的好壞,更取決于環(huán)境的良好控制。恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室是保證電子檢測(cè)設(shè)備正常運(yùn)行并獲得準(zhǔn)確試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要溫濕度處理的樣品必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行處理,否則試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確就無從談起。