奉永道 牟軍 李煒

摘 要：通過(guò)對(duì)試樣的安裝、密封機(jī)械結(jié)構(gòu)、防側(cè)漏機(jī)構(gòu)、高壓室密封技術(shù)的改進(jìn)，有效保障了氣體滲透儀密封效果，提高了壓差法氣體滲透儀的測(cè)試精度。

關(guān)鍵詞：壓差法；密封技術(shù)；改進(jìn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.16.094

壓差法氣體透過(guò)率測(cè)試儀檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和穩(wěn)定性取決于其密封性，真空管路閉合和真空腔的密封技術(shù)直接影響真空腔內(nèi)真空度是否達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室常用的試樣密封方法為手工密封，這樣容易使試樣裝夾中存在泄漏點(diǎn)，那么很可能長(zhǎng)時(shí)間抽真空而未達(dá)到理想的真空度，以及試樣上所吸附的雜質(zhì)和干擾氣體、真空氣路泄露等因素都會(huì)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、重復(fù)性、試驗(yàn)時(shí)間以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性等產(chǎn)生明顯的影響。為此，我們通過(guò)對(duì)壓差法氣體滲透儀密封技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，有效提高了檢測(cè)效果和精度。

在改進(jìn)過(guò)程中，我們逐一對(duì)試樣的安裝、密封機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、防側(cè)漏機(jī)構(gòu)的改進(jìn)、高壓室密封槽的改進(jìn)，最終達(dá)到理想效果。

1 試樣安裝的改進(jìn)

在真空室試驗(yàn)臺(tái)上涂一層真空密封油脂，注意油脂不要粘附在真空室空穴中以及化學(xué)分析濾紙上。把預(yù)先調(diào)節(jié)好的試樣平鋪在真空室試驗(yàn)臺(tái)上，輕輕按壓試樣與試驗(yàn)臺(tái)貼合的邊緣，使試樣緊貼試驗(yàn)臺(tái)，在真空閥以及真空泵的作用下，試樣緊貼試濾紙；蓋上安裝有O型密封圈于帶有凹槽的高壓腔室，（O型圈涂覆微量真空密封脂）通過(guò)壓緊高壓腔室使密封圈壓緊試樣邊緣，使整個(gè)透氣室密封。

以上測(cè)試條件的每一項(xiàng)改變，配置各部件的性能優(yōu)劣，真空室的容積測(cè)量準(zhǔn)確性，以及系統(tǒng)的密封性，括閥門(mén)和樣品的密封方式和密封槽的結(jié)構(gòu)，以及樣品安裝密封方式都會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。

氣體透過(guò)量測(cè)量的數(shù)學(xué)模型。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式推導(dǎo)：

由克拉伯龍方程：

2 密封機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

密封圈安裝的密封槽U型槽結(jié)構(gòu)如圖2。

密封圈壓合試樣時(shí)，密封圈的壓縮后，密封圈去填充U型槽，因不同試驗(yàn)人員操作，壓合密封圈密封試樣時(shí)，密封圈的壓縮量不同，對(duì)試樣的壓合力有變化，因此會(huì)對(duì)試樣的有效透過(guò)面積，密封效果產(chǎn)生影響。

雙密封圈結(jié)構(gòu)密封方式，沒(méi)有試樣密封的防側(cè)漏機(jī)構(gòu)，在厚度方向或貼合面對(duì)樣品進(jìn)行密封防側(cè)漏。

測(cè)試腔室雙層密封圈結(jié)構(gòu)對(duì)試樣壓緊密封。兩個(gè)密封圈之間存在一個(gè)大氣壓空氣，依然存在側(cè)漏。此種密封不能解決兩個(gè)密封圈之間的空氣通過(guò)試樣厚度方向或者試樣與低壓室的貼合面滲透到低壓室。這樣的泄漏直接影響試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，抽真空的效率，脫吸附能力。

測(cè)試腔室雙層密封圈對(duì)試樣壓緊密封，試樣穿過(guò)兩個(gè)密封圈，將密封圈之間的空間分隔成兩個(gè)獨(dú)立空間，并且對(duì)其中靠近低壓室的空間抽真空。此種密封可以解決兩個(gè)密封圈之間的空氣通過(guò)試樣與低壓室的貼合面滲透到低壓室，但不能阻止環(huán)境空氣在試樣厚度方向滲透到低壓室，依然影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，抽真空的效率，脫吸附能力，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)試以及影響測(cè)試精度和效率。

3 防側(cè)漏機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

在低壓室壓合時(shí)的內(nèi)層密封圈和輔助密封圈壓合中間鉆一直徑3mm孔，和增加一個(gè)防側(cè)漏低泄漏真空閥，在抽真空階段真空閥打開(kāi)與真空泵連接，對(duì)試樣厚度延伸到兩密封圈形成的保護(hù)腔室抽真空，使樣品厚度延伸到的腔室與真空室的壓差接近0，從而實(shí)現(xiàn)樣品的在厚度方向的密封。

4 高壓室密封槽的改進(jìn)

改進(jìn)后的密封槽結(jié)構(gòu)，能確保密封圈在壓合密封試樣時(shí)，確保密封圈壓縮時(shí)，材料填滿凹槽，多出部分往試樣外邊緣流動(dòng)，確保了試樣的有效透過(guò)面積，確保了安裝試樣時(shí)，壓緊試樣的壓合力穩(wěn)定性，提高了試樣在厚度方向的密封性。

改制加工：對(duì)高壓室安裝密封圈的槽，根據(jù)密封圈規(guī)格配合尺寸和壓縮量設(shè)計(jì)，進(jìn)行車(chē)床精加工，加工雙層密封槽，且內(nèi)層與外層密封圈存在高程差。

通過(guò)對(duì)試樣密封技術(shù)的改進(jìn)前后測(cè)試數(shù)據(jù)的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的測(cè)試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)更集中，更穩(wěn)定，解決了“測(cè)試精度低、檢測(cè)效率差”的問(wèn)題，確保了檢測(cè)數(shù)據(jù)的精、準(zhǔn)、穩(wěn)。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 1038-2000 塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗(yàn)方法 壓差法＼[S＼].2000：1-2.

[2]壓差法氣體滲透儀操作規(guī)程＼[EB/OL＼].2011.

[3]姜允中.氣體阻隔檢測(cè)裝置＼[P＼].濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司，200820174120.3，2009，（07）.