一种薄膜透氧性测试仪校准装置及校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及计量校准方法及装置技术领域，尤其涉及一种薄膜透氧性测试仪校准装置及校准方法，校准方法包括：在压差或等压条件下，通过外观及功能完整性检查、密封性测试、传感器示值误差校准、示值重复性测试、绝缘电阻性能测试、传感器响应时间、以及零位漂移的判断方法对薄膜透氧性测试仪进行校准，使得薄膜透氧性测试仪在压差法、等压法两种不同条件下进行校准，克服了传统参考膜法离散、无法重复使用的缺陷。的缺陷。的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜透氧性测试仪校准装置及校准方法


[0001]本专利技术涉及计量校准方法及装置
，尤其涉及一种薄膜透氧性测试仪校准装置及校准方法。

技术介绍

[0002]薄膜透氧性检测仪广泛应用膜材料企业，是塑料薄膜、复合膜、高阻隔材料、片材在各种温度和气压下的氧气透过率、扩散系数、渗透系数的检测设备，是判断膜材料质量好坏的设备之一。
[0003]该设备按照原理不同，分为压差法和等压法。其工作原理是：将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间，夹紧，首先对低压腔(下腔)进行真空处理(或冲入氮气)，当达到规定的真空度后(即无氧状态)，关闭测试下腔，向高压腔(上腔)充入一定压力的氧气，并保证在试样两侧形成一个恒定的压差或等压的不同气体(一般为氧气和氮气)，这样氧气会在设定压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透，通过对低压侧内压强的监测处理，从而得出所测试样的氧气透过率参数。
[0004]目前薄膜透氧性检测仪内置传感器较为隐蔽、不易拆卸校准，各厂家因价格不同功能不一，其内部传感器主要为氧含量、压力、温度、湿度和流量传感器。厂家对该仪器的校准方法为等压条件下的参考膜法或标准气体法，参考膜法原理是在上下腔体等压或压差的条件下将125μm和300μmPET聚脂薄膜标准物质分布放置在腔体中间进行标定，保持24小时后观察屏幕显示值，判断出设备性能；标准气体法是在等压条件下，分别连续通入不同的标准浓度氧气进行标定，观察仪器显示值与标准气体浓度的差异，判断出氧传感器示值误差。以上两种方法仅能校准氧气传感器的浓度，对于薄膜透氧性检测仪内置压力、流量和温湿度传感器的准确与否无法进行校准判断。且参考膜法仅为两点的离散性校准，不具有连续性，PET聚脂薄膜标准物质产量很低、一次性使用、保存麻烦、价格较贵；标准气体法由于没有中间阻挡，进气口和出气口大小相同，因此只能在等压条件下进行，无法进行差压校准。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种薄膜透氧性测试仪校准装置及校准方法，使得薄膜透氧性测试仪在压差法、等压法两种不同条件下进行校准，克服了传统参考膜法离散、无法重复使用的缺陷。
[0006]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：一种薄膜透氧性测试仪校准装置，包括单片机、氧浓度传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感器、湿度传感器和上位机，氧浓度传感器、压力传感器和流量传感器将各自采集到的模拟信号发送给单片机，温度传感器和湿度传感器将采集到的数字量输入到单片机中，单片机通过无线模块发送到上位机，上位机将接收到的数值与薄膜透氧性测试仪上显示数值进行比较，代入示值误差和重复性计算公式，并将最终计算出的校准结果进行显示。
[0007]作为本专利技术的优化方案，薄膜透氧性测试仪校准装置还包括目视观察仪，目视观
察仪用于检查薄膜透氧性测试仪的外观，目视观察仪还用于检查通电时薄膜透氧性测试仪功能的完整性。
[0008]作为本专利技术的优化方案，薄膜透氧性测试仪校准装置还包括设置在两端的密封圈，通过密封圈检测薄膜透氧性测试仪的密封性。
[0009]作为本专利技术的优化方案，薄膜透氧性测试仪校准装置还包括绝缘电阻测试仪，绝缘电阻测试仪用于测量薄膜透氧性测试仪的绝缘电阻值。
[0010]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：采用薄膜透氧性测试仪校准装置进行校准的方法，包括：
[0011]1)通过目视观察仪检查薄膜透氧性测试仪的外观，并检查通电时薄膜透氧性测试仪功能的完整性；
[0012]2)将薄膜透氧性测试仪的腔体和气路密闭后，进行密封性测试；
[0013]3)在压差法和等压法条件下，通过单片机、氧浓度传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感器、湿度传感器和上位机进行示值误差校准和示值重复性测试；
[0014]4)使用绝缘电阻测试仪测量薄膜透氧性测试仪的绝缘电阻值；
[0015]5)测试薄膜透氧性测试仪包含的传感器由零位到设定值所需要的响应时间；
[0016]6)在压差法和等压法条件下，测试薄膜透氧性测试仪的零点漂移和量程漂移。
[0017]作为本专利技术的优化方案，薄膜透氧性测试仪功能的完整性检查包括通电时显示的正常性、欠压时提示、在压差法和等压条件下异常情况的报警情况。
[0018]作为本专利技术的优化方案，示值误差校准方法为：在压差法、等压条件下，通入浓度约为满量程20％、50％和80％的氮中氧标准气体，待读数稳定后，每点重复测量3次，取薄膜透氧性测试仪校准装置测量示值的算术平均值为薄膜透氧性测试仪各点的示值，按式(1)计算各点的示值误差：
[0019][0020]式中：Δx为薄膜透氧性测试仪中氧传感器示值误差，为3次薄膜透氧性测试仪校准装置测量示值的算术平均值，x
s
为通入薄膜透氧性测试仪氮中氧标准气体的浓度值，取绝对值最大的Δx为薄膜透氧性测试仪的氧传感器的示值误差。
[0021]作为本专利技术的优化方案，示值重复性测试过程为：薄膜透氧性测试仪预热稳定后，在压差法、等压条件下，通入满量程50％的氮中氧标准气体，记录薄膜透氧性测试仪稳定示值C
i
，关闭氮中氧标准气体，在相同条件下重复操作6次，按式(2)计算的相对标准偏差为重复性：
[0022][0023]式中：s
r
为单次测量的相对标准偏差，为6次测量的平均值，x
i
为第i次的示值。
[0024]作为本专利技术的优化方案，零点漂移和量程漂移的测试过程为：在压差法、等压条件
下，通入氧气浓度小于0.5ppb氮中氧标准气体至薄膜透氧性测试仪示值稳定后，记录薄膜透氧性测试仪显示值x
z0
，然后通入氧气浓度为薄膜透氧性测试仪满量程80％的氮中氧标准气体，待读数稳定后，记录薄膜透氧性测试仪示值x
s0
，关闭氮中氧标准气体，连续运行6h，每间隔l h重复上述步骤一次；同时记录薄膜透氧性测试仪显示值x
zi
及x
si
，其中，i＝1，2，3，4，5，6；按式(3)计算零点漂移，取绝对值最大的Δz
i
，作为薄膜透氧性测试仪的零点漂移：
[0025]Δz
i
＝x
zi
‑
x
z0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0026]式中：Δz
i
为薄膜透氧性测试仪第i次的零点漂移，x
zi
为薄膜透氧性测试仪第i次的零点示值，x
z0
为薄膜透氧性测试仪首次的零点示值；
[0027]按式(4)计算量程漂移，取绝对值最大的Δs
i
，作为薄膜透氧性测试仪的量程漂移；
[0028]Δs
i
＝(x
si
‑
x
zi
)
‑
(x
s0
‑
x
z0
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜透氧性测试仪校准装置，其特征在于：包括单片机(1)、氧浓度传感器(2)、压力传感器(3)、流量传感器(4)、温度传感器(5)、湿度传感器(6)和上位机(7)，氧浓度传感器(2)、压力传感器(3)和流量传感器(4)将各自采集到的模拟信号发送给单片机(1)，温度传感器(5)和湿度传感器(6)将采集到的数字量输入到单片机(1)中，单片机(1)通过无线模块发送到上位机(7)，上位机(7)将接收到的数值与薄膜透氧性测试仪上显示数值进行比较，代入示值误差和重复性计算公式，并将最终计算出的校准结果进行显示。2.根据权利要求1所述的一种薄膜透氧性测试仪校准装置，其特征在于：薄膜透氧性测试仪校准装置还包括目视观察仪，目视观察仪用于检查薄膜透氧性测试仪的外观，目视观察仪还用于检查通电时薄膜透氧性测试仪功能的完整性。3.根据权利要求2所述的一种薄膜透氧性测试仪校准装置，其特征在于：薄膜透氧性测试仪校准装置还包括设置在两端的密封圈(8)，通过密封圈(8)检测薄膜透氧性测试仪的密封性。4.根据权利要求3所述的一种薄膜透氧性测试仪校准装置，其特征在于：薄膜透氧性测试仪校准装置还包括绝缘电阻测试仪，所述的绝缘电阻测试仪用于测量薄膜透氧性测试仪的绝缘电阻值。5.采用权利要求1所述的一种薄膜透氧性测试仪校准装置进行校准的方法，其特征在于：包括：1)通过目视观察仪检查薄膜透氧性测试仪的外观，并检查通电时薄膜透氧性测试仪功能的完整性；2)将薄膜透氧性测试仪的腔体和气路密闭后，进行密封性测试；3)在压差法和等压法条件下，通过单片机(1)、氧浓度传感器(2)、压力传感器(3)、流量传感器(4)、温度传感器(5)、湿度传感器(6)和上位机(7)进行示值误差校准和示值重复性测试；4)使用绝缘电阻测试仪测量薄膜透氧性测试仪的绝缘电阻值；5)测试薄膜透氧性测试仪包含的传感器由零位到设定值所需要的响应时间；6)在压差法和等压法条件下，测试薄膜透氧性测试仪的零点漂移和量程漂移。6.根据权利要求5所述的一种薄膜透氧性测试仪校准装置进行校准的方法，其特征在于：薄膜透氧性测试仪功能的完整性检查包括通电时显示的正常性、欠压时提示、在压差法和等压条件下异常情况的报警情况。7.根据权利要求5所述的一种薄膜透氧性测试仪校准装置进行校准的方法，其特征在于：示值误差校准方法为：在压差法、等压条件下，通入浓度约为满量程20％、50％和80％的氮中氧标准气体，待读数稳定后，每点重复测量3次，取薄膜透氧性测试仪校准装置测量示值的算术平均值为薄膜透氧性测试仪各点的示值，按式(1)计算各点的示值误差：式中：Δx为薄膜透氧性测试仪中氧传感器示值误差，为3次薄膜透氧性测试仪校准装置测量示值的算术平均值，x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，李守祥，庄苏宁，姚绍卫，刘小谜，
申请(专利权)人：宿迁市计量测试所，
类型：发明
国别省市：