紙張透氣度測(cè)試儀的本質(zhì)是測(cè)定特定壓差下單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積紙張的氣體流量。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(如ISO 5636、GB/T 458等),主流的測(cè)試方法分為以下兩類:
?Gurley法(延時(shí)法)?
通過測(cè)量固定體積(通常100 mL)空氣透過紙張所需的時(shí)間(單位:秒/100mL),時(shí)間越長(zhǎng),透氣度越低。該方法適用于低透氣度紙張(如防油紙)。
?Bendtsen法(流量法)?
在恒定壓差下(通常為1.22 kPa),直接測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)通過紙張的空氣流量(單位:mL/min)。適用于高透氣度紙張(如濾紙)。
兩種方法的數(shù)學(xué)表達(dá)分別為:
(為流量,為固定體積)
?Bendtsen值?
(為壓差,為面積,為空氣黏度,為紙張厚度)
?氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?
:采用比例積分微分(PID)算法調(diào)節(jié)氣泵或真空發(fā)生器的輸出,確保測(cè)試腔內(nèi)的壓差穩(wěn)定在±0.5%誤差范圍內(nèi)。
:選用熱式質(zhì)量流量計(jì)(如Sensirion SFM3000系列),量程需覆蓋0.1~1000 mL/min,分辨率達(dá)到0.1 mL/min。
:腔體材質(zhì)為硬質(zhì)鋁合金,配合O型硅膠密封圈,確保測(cè)試區(qū)域(ISO標(biāo)準(zhǔn)為2 cm2)無側(cè)向泄漏。
?環(huán)境補(bǔ)償模塊?
溫度與濕度變化會(huì)顯著影響空氣黏度和紙張孔隙結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中需集成溫濕度傳感器(如SHT35),并通過以下公式修正數(shù)據(jù):
其中,為空氣動(dòng)力黏度,為大氣壓。
?機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)?
采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓板,確保紙張夾持力均勻(推薦值:5~10 N/cm2),并配備壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)夾持狀態(tài),避免因過度壓縮導(dǎo)致孔隙變形。
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