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紙張透氣度測試儀的設(shè)計(jì)原理與技術(shù)實(shí)現(xiàn)
閱讀:79 發(fā)布時(shí)間:2025-3-13一,、透氣度測試的核心原理
紙張透氣度測試儀的本質(zhì)是測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)國際標(biāo)準(zhǔn)(如ISO 5636、GB/T 458等),,主流的測試方法分為以下兩類:
?Gurley法(延時(shí)法)?
通過測量固定體積(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,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:
- ?Gurley值?
(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)
二、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
?氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?
- ?恒壓控制模塊?
: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,,確保測試腔內(nèi)的壓差穩(wěn)定在±0.5%誤差范圍內(nèi),。
- ?流量傳感器?
: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,。
- ?密封測試腔?
:腔體材質(zhì)為硬質(zhì)鋁合金,配合O型硅膠密封圈,,確保測試區(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)測夾持狀態(tài),,避免因過度壓縮導(dǎo)致孔隙變形。