1、問題的提出

    車（chē）用非金（jīn）屬（shǔ）材料透氣度的檢測，尤其是在紡織品、土工布及無紡布行業，長期以來都（dōu）是采用傳統的弗（fú）雷澤壓差測試法（fǎ），大部分（fèn）測試（shì）儀器也都是以手動和半（bàn）自動型式為主。近年來隨著電（diàn）子測量（liàng）技術突飛猛進的發展，尤其是氣流流（liú）量控製技術與（yǔ）壓力傳感技術的突破，使透氣度的電子自動化測試成為（wéi）可能。近年來，國內外很多知名企業，在不同的材料領域開發（fā）出了一係列電子或電動（dòng）透氣測試儀器，例如：英國 WIRA公司、SDL公司、美（měi）國Gurley、中國（guó）的濟（jì）南17C.COM機（jī）電技術有限公司等。為了使大家對這類測試設備有一個更（gèng）加全麵的了（le）解，下麵我將（jiāng）就電子技術在透氣度測量上的具體應用作一（yī）下介紹。

2、電子透氣度測試儀的工作原理

    由於透氣度測試儀可以測試聚氨脂泡沫塑料、皮革、紡織品、濾芯紙板等（děng）多種非（fēi）金屬（shǔ）材料，根據不同的（de）標準規定（dìng），歸納起來可得出透氣度檢測的（de）兩種試驗方法。一（yī）種試驗方法是定流量測壓差△P值，另一種試驗方法（fǎ）是定壓差測流量qv值。在上期內容中，我們了解到△P、qv值雖然（rán）不是材料測試最終所要的實驗結果（guǒ），但在計算公式中卻是必需求得的物理量。與傳統的測試設備相比（bǐ），用（yòng）於確定流量的流量控製器、以及用於確定壓差的（de）壓力控製器，可以直接輸出電信號（hào），以便於微機進行數據采集與處理，通過係統計（jì）算得出最終實驗結果（guǒ），這是電（diàn）子透氣度測試儀最大的優點之（zhī）一。這裏所說的“最終實驗結果”，對於不同的測試材（cái）料，最後出具的實驗結果的內容（róng）也不一樣。比如：紡（fǎng）織品的最終測試（shì）結果是透氣率 R（mm/s）；多孔泡沫材料的最終測試結果是空氣流通（tōng）阻力R S（m²）、空氣透（tòu）氣率K（m²）以及空氣線流速ｕ（m·s－1）；而皮革的最終測試（shì）結果卻是透氣量（liàng）｛mL/（cm²·h）｝。

3、電子透氣度測試（shì）儀的兩種試驗方法介紹

    定流（liú）量（liàng）測壓差（見（jiàn）測（cè）試方法簡圖 1）是指：先在設備的操（cāo）作界（jiè）麵中輸入一個設定的流量值，實驗開始後，通過真空泵的抽吸係統內會（huì）形成一股垂直通過待測試樣（yàng）的氣流，但在流量控製器的調整下，會使係統內的（de）氣流流量漸趨並最終達到預先的（de）設定值（zhí）。流量穩定後，試樣兩側所造成的壓差，會通過壓差傳感（gǎn）器輸出一個相應的電信號，被微機進行數（shù）據采集與處理，最後通過係統計算而得出最終實驗結果。當然了在實際進行（háng）係統搭建時，為了提高（gāo）測（cè）試精度和效率，還（hái）應重（chóng）點（diǎn）注意如下幾個問題：

• 壓差傳感器應直接安裝在（zài）氣室上，並盡可能地（dì）靠近試樣。這樣安裝（zhuāng）有助於提高（gāo）傳感器數據采集的準確性，避免因管道阻力而使傳感器人為的增（zēng）加誤差。
• 流量控製（zhì）器應直接安裝在氣室上，避免因（yīn）管道阻力或係統泄露使傳感器增加測量誤差。
• 真空泵應根據相關（guān）標準，具有足夠的吸氣能力，並且要求吸氣平穩，能保證提供一（yī）個平穩（wěn）的氣流。這是試驗運行的前提條（tiáo）件（jiàn），也是流量控製器能否正常工作的條（tiáo）件（jiàn）之一。

    定流量測壓差，該方法主要應用於聚氨脂泡沫塑料、以及軟質或半硬質多孔（kǒng）彈性材料的測試，該類材料是汽車（chē）座墊、車內（nèi）頂（dǐng）篷、儀表板墊等製品不可或缺的材料。尤其是聚（jù）氨脂（zhī）材料在汽（qì）車上的應用更（gèng）是廣泛，幾乎能占到汽車用（yòng）塑料總（zǒng）量的 19.6%強，僅次於聚丙烯（xī）。針對這類材料（liào）透氣度的檢測，在ISO4638－1984《高聚物多孔彈性（xìng）材料空氣透過率（lǜ）的測定》的標準中（zhōng），對此有詳（xiáng）細的規定。但是當前國內國際上對這類材料透氣（qì）度的測（cè）試設備卻比較少見，這一現象長久以來也困撓著相關生產廠家。經過多（duō）年的不懈努力，由（yóu）濟南17C.COM開發的TQD－G1型電子透氣度測（cè）試儀，對這類材料有著較好的測試效果，自投放（fàng）市場以來也得到了業內人士的廣泛肯定。

圖 1　定流量測壓差測試方法簡圖

    定壓差測流（liú）量（見測試方法簡圖 2）是指：先在設備的操作界麵中輸入一（yī）個設定的壓差值，實驗開始後，通過真空（kōng）泵的抽吸係統內會形成一股垂（chuí）直通過待測試樣的氣流，但在壓力控製器的調整下會使係統內的壓差漸趨並最終達到預先的設定值。壓差穩定後，流量計會輸出一個相應的電信號，被微機進行數據采集與處理後，最後（hòu）通過係統計算而得出最終實驗結果。同（tóng）樣為了提高係統的測試精度和效率，在實際進行（háng）係統搭建時，還應重點注意如下幾個問題：

• 壓力控製（zhì）器應直接安裝在氣室上，並盡可能地靠近試樣（yàng）。這樣安裝有（yǒu）助於提高（gāo）傳感器（qì）數據采集的準確性，避（bì）免因管（guǎn）道阻力而使傳感器人為的增加（jiā）誤差。
• 流量計安裝時應盡可能靠近壓力控製器位置（zhì），避免因管道阻力或係統泄露使傳感器增加測量誤差（chà）。
• 真空泵應根據相關標準，也同樣要求應具有（yǒu）足夠的吸氣能力，並且要求吸氣平穩，能保證提供一個平穩的流量。這是試驗運（yùn）行的前提條（tiáo）件，也是壓力控（kòng）製器能否正常工（gōng）作的條件之一。

圖 2　定（dìng）壓差測流量測試方法簡圖（tú）

    定壓差測流量，該方法主要應用於紡（fǎng）織品、無紡布、皮革、土工布等。通過（guò）上期（qī）內容，我們了解到汽車工業一直以來都是產業用紡織品的（de）最（zuì）大用戶（hù），有資料（liào）顯示平均每輛小汽車大約含有 20kg的紡織品（pǐn）。所以隨著汽車工業的不斷發展，車用紡織品的電子透氣度檢測技術是開發最早的，也是（shì）最（zuì）為成熟的（de），專業生產廠（chǎng）家（jiā）也很多，例如（rú）：英（yīng）國WIRA公司、美國（guó）Gurley等。由濟南17C.COM機電技術有限公司開發的TQD－G1型透氣度測試儀，不但可以檢測多孔彈性材料，對車（chē）用紡織物同樣也具有較（jiào）好的檢測效果。該型電子透氣度測試儀，最顯著（zhe）的特（tè）點之一就是既可定流量測（cè）壓差，也可以（yǐ）定壓差測流量，一機完成兩種測試方法。

4、結束語

     通過上麵的介（jiè）紹，我們了解到在汽車非金屬材料透氣度檢測（cè）中，通過高精度電子測試元器件的（de）使用，大（dà）大提高了設備的測試精（jīng）度與效（xiào）率，同（tóng）時也最大程度（dù）上（shàng）減少了人為測試誤（wù）差的發生。當然，因為受電子元器件量程的影響，電子式透氣度測試儀也存在著（zhe）測量範圍窄、需要多量程選擇的特點。這就要求采購廠家在購置設備前，應先大體估計一下材料的透氣能力，再選購與之相匹配的測試儀器。總之（zhī），隨著測量技術（shù）的（de）不斷發展，人們一定能找到更理想的測試方法，使（shǐ）電子透氣度（dù）測試技術更加完美、更趨合理。

參考文獻：

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• GB/T 10655-2003 高（gāo）聚物多孔（kǒng）彈性材料空氣（qì）透過率的測定
• GB/T 5453-1997 紡織品（pǐn） 織物透氣性的測定

作者簡介：侯惠民，男，山東人，工程師，1993年畢業於青島大學，現從事測試設備（bèi）的研究設計工作。