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[導(dǎo)讀]等壓法透氧測(cè)試的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO15105-2、ASTM D3985和中國(guó)國(guó)標(biāo)GB/T 19789都要求采用庫(kù)侖電量傳感器,并且明確說明該庫(kù)侖電量傳感器是一種無需校準(zhǔn)的絕對(duì)值傳感器。但是在市場(chǎng)上還存在一種采用電化學(xué)傳感器的透氧儀,其

等壓法透氧測(cè)試的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO15105-2、ASTM D3985和中國(guó)國(guó)標(biāo)GB/T 19789都要求采用庫(kù)侖電量傳感器,并且明確說明該庫(kù)侖電量傳感器是一種無需校準(zhǔn)的絕對(duì)值傳感器。但是在市場(chǎng)上還存在一種采用電化學(xué)傳感器的透氧儀,其檢測(cè)精度和穩(wěn)定性都無法和庫(kù)侖電量傳感器相比,以下是對(duì)這兩種傳感器的分析介紹:

一、庫(kù)侖電量傳感器

1、庫(kù)侖電量傳感器是國(guó)際公認(rèn)的絕對(duì)值傳感器

庫(kù)侖電量傳感器符合法拉第定律,每進(jìn)入一個(gè)氧氣分子,就會(huì)釋放出四個(gè)電子,輸出效率高達(dá)98%,這個(gè)線性正比關(guān)系不受滲透濃度和傳感器環(huán)境變化影響。

2、庫(kù)侖電量傳感器對(duì)滲透過來的氧氣進(jìn)行100%的檢測(cè),不漏掉一個(gè)。

3、庫(kù)侖傳感器是無需校準(zhǔn)的

平時(shí)只需要對(duì)樣品的測(cè)試環(huán)境,如溫濕度、流量、基準(zhǔn)噪音等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制。可以利用MOCON提供的具有NIST有效追溯性的標(biāo)準(zhǔn)膜對(duì)透氧儀整機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證,而非校準(zhǔn)。

4、庫(kù)侖絕對(duì)值傳感器不受環(huán)境溫度、傳感器溫度和載氣流速的影響

5、庫(kù)侖電量傳感器的使用壽命長(zhǎng)。

在正常的連續(xù)高阻隔測(cè)試情況下,可使用5年。

5、只有MOCON公司的透氧儀采用了真正的庫(kù)侖電量絕對(duì)值傳感器

只有MOCON透氧儀真正符合ISO10105-2、ASTM D3985和GB/T 19789等標(biāo)準(zhǔn)求,其精度、可靠性之高是全球公認(rèn)的。

二、電化學(xué)傳感器:

1、電化學(xué)傳感器是一種相對(duì)值傳感器。

為了延長(zhǎng)傳感器的使用壽命,電化學(xué)傳感器外層包覆著一層軟膜,從樣品滲透過來的氧氣中只有一小部分能透過這層軟膜,最終進(jìn)入傳感器而產(chǎn)生電信號(hào),這層軟膜的存在使?jié)B透過程變成了兩次,使這個(gè)傳感器成為了一個(gè)相對(duì)值傳感器,不能根據(jù)氧分子數(shù)量線性地輸出電信號(hào)。

2、電化學(xué)傳感器只檢測(cè)一小部分滲透過來的氧氣。

而大部分滲透過來的氧氣從旁路直接排出,沒有被100%地檢測(cè),軟膜的自身滲透性能變化(如老化、溫度變化等)直接影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。

3、電化學(xué)傳感器需要用不同濃度的氧氣進(jìn)行分段校準(zhǔn)補(bǔ)償。

但是由于電化學(xué)傳感器只對(duì)一部分氧氣進(jìn)行檢測(cè),無法達(dá)到線性的輸出,所以只用幾種濃度的氧氣進(jìn)行校準(zhǔn)仍然無法保證全量程精度。只要透氧儀需要校準(zhǔn)補(bǔ)償,它即是采用了不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的電化學(xué)傳感器。

4、電化學(xué)傳感器會(huì)受環(huán)境溫度、傳感器溫度和載氣流速的影響

由于傳感器位于儀器的機(jī)箱中,傳感器溫度會(huì)隨環(huán)境溫度而變化,這個(gè)軟膜自身的透氧率也會(huì)因而變化,這樣傳感器測(cè)試精度就很容易受環(huán)境溫度變化的影響。一般標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度波動(dòng)在4~5℃之間(±2~3℃),這會(huì)給它們的傳感器帶來0.5cc/m2day以上的漂移,這個(gè)漂移對(duì)高阻隔材料的測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

5、電化學(xué)傳感器的使用壽命短

在正常的連續(xù)高阻隔測(cè)試情況下,使用壽命只有一年左右。

6、電化學(xué)傳感器沒有受到ASTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的認(rèn)可。

根據(jù)ASTM委員會(huì)主持的數(shù)據(jù)對(duì)比試驗(yàn),尤其在測(cè)量低透過率的材料時(shí),它的測(cè)試結(jié)果會(huì)出現(xiàn)極大的偏差,不能滿足ASTM D3985要求。ASTM委員會(huì)最終的結(jié)論是保持ASTM標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)庫(kù)侖電量傳感器的要求。

3.MOCON提供溯源NIST的標(biāo)準(zhǔn)膜來驗(yàn)證設(shè)備

MOCON所用的絕對(duì)值傳感器無需校準(zhǔn),輸出結(jié)果完全是線性的。但是MOCON公司仍可提供溯源N.I.S.T.的標(biāo)準(zhǔn)薄膜,給客戶作為一個(gè)選擇性的驗(yàn)證手段,用戶可以在需要驗(yàn)證儀器的時(shí)候使用。標(biāo)準(zhǔn)膜共有三種不同的數(shù)量級(jí),只要這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)膜的測(cè)量值在允許誤差范圍之內(nèi),根據(jù)線性關(guān)系,就能保證儀器處于最佳的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)全量程上的測(cè)試精度。在日常工作時(shí),用戶只需要使用最接近平時(shí)測(cè)試范圍的那張膜即可。

其他生產(chǎn)商的透氧儀由于使用的是相對(duì)值傳感器,所以它們必須要使用標(biāo)準(zhǔn)薄膜進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償,使用三張標(biāo)準(zhǔn)膜,其實(shí)只能對(duì)三種氧氣濃度梯度進(jìn)行校準(zhǔn),只不過是對(duì)一條曲線上的三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了校準(zhǔn)而已,由于沒有線性度,這個(gè)校準(zhǔn)對(duì)全量稱范圍內(nèi)的其他點(diǎn)是無效的。對(duì)于這三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn),做完補(bǔ)償后,再用同一片膜做驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性并不能代表其它點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

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