[发明专利]一种检测薄膜水蒸气透过率的测试装置及其测试方法

说明书

本发明涉及一种检测薄膜水蒸气透过率的测试装置及其测试方法。测试装置包括渗透腔和水蒸气检测系统。渗透腔包括湿腔与干腔；湿腔与干腔之间用于装夹检测薄膜，检测薄膜将湿腔与干腔隔开；湿腔顶部设有样气入口和样气出口；干腔底部设有载气入口和载气出口。水蒸气浓度检测系统包括安装在干腔内的多次反射池、激光器、光电探测器和激光器驱动及处理单元。激光器的输入端与激光器驱动及处理单元的输出端相连，输出端与多次反射池相连。光电探测器的输入端与多次反射池相连，光电探测器的输出端与激光器驱动及处理单元的输入端相连。本发明能够实现薄膜水蒸气透过率的免标定、快速、无扰和较大线性区间的准确测量，且能简化薄膜水蒸气透气率测试程序，提高测试效率。

技术领域

本发明涉及薄膜水蒸气透过率测试技术领域，具体涉及一种检测薄膜水蒸气透过率的测试装置及其测试方法。

背景技术

薄膜材料广泛应用于食品，药品的包裹等用途，薄膜材料的水蒸气透过率直接影响包装对象的保质期和新鲜程度。因此对包装薄膜材料水蒸气透过率检测是必要的。

目前，现有检测薄膜水蒸透过率的方法有杯式法和电解分析法。杯式法是将试样固定在特制的透湿杯上，通过测定透湿杯的重量增量来计算药用薄膜、薄片及药用铝箔的水蒸气透过量的分析方法，杯式法是该领域的标准的方法，但其测试周期太长一个膜需要几天的时间测试，而且一般适用于水蒸气透过量不低于2 g/（m²•24 h）的薄膜、薄片。电解分析法是利用水蒸气遇电极电解为氢气和氧气，通过电解电流计算出单位时间内水蒸气透过总量的水蒸气透过量分析方法。该方法适用于透湿数据较小的药用薄膜、薄片及药用铝箔的水蒸气透过量的测定，对于大透过量的薄膜检测准确度降低，且需要多个标准薄膜进行校准，无法实现无源、无损检测。

发明内容

为了克服传统薄膜水蒸气透气率测试方法存在的测试周期长、测量线性区间小、需标定和准确度低等不足，本发明提供一种检测薄膜水蒸气透过率的测试装置及其测试方法，该测试装置及测试方法能够实现薄膜水蒸气透过率的免标定、快速、无扰和较大线性区间的准确测量，且能够简化薄膜水蒸气透气率测试程序，提高测试效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种检测薄膜水蒸气透过率的测试装置，包括渗透腔和水蒸气检测系统。

具体地说，所述渗透腔包括自上向下依次设置的湿腔与干腔；所述湿腔与干腔之间用于装夹检测薄膜，检测薄膜将湿腔与干腔隔开；所述湿腔顶部设有样气入口和样气出口；所述干腔底部设有载气入口和载气出口。

所述水蒸气浓度检测系统包括多次反射池、DFB激光器、光电探测器和激光器驱动及处理单元；所述多次反射池安装在干腔内；所述DFB激光器的输入端与激光器驱动及处理单元的输出端相连，DFB激光器的输出端通过入射光纤与多次反射池相连；所述光电探测器的输入端通过出射光纤与多次反射池相连，光电探测器的输出端与激光器驱动及处理单元的输入端相连。

进一步的，所述湿腔与干腔之间设有O型密封圈。

进一步的，所述激光器驱动及数据处理单元分别通过信号电缆与DFB激光器、光电探测器相连。

进一步的，所述DFB激光器和光电探测器的封装结构均采用了无水密封处理。

进一步的，所述DFB激光器的输出波长为1368.5±0.5nm。

进一步的，所述多次反射池包括固定轴和分别设置在固定轴左右两端的两面镜子；所述干腔内壁上开设有固定槽，多次反射池的端部通过紫外胶固定在固定槽内。所述多次反射池是本发明所述测试装置的主要传感部件。

进一步的，所述干腔侧壁上开设有两条光纤通道。

本发明还涉及一种上述测试装置的测试方法，该方法包括以下步骤：