一、基本定義與功能
 

　　氧氣透過率測試儀是用于測量氣體(主要為氧氣)在一定條件下透過包裝材料(如塑料薄膜、復合材料、紙張、金屬箔等)的速率及滲透量的專業(yè)分析儀器。其核心功能是通過量化材料的氧氣阻隔性能，為包裝材料的研發(fā)、質量控制、包裝設計及產品保質期評估提供關鍵數據支持。該儀器廣泛應用于食品、醫(yī)藥、日化、電子等行業(yè)——例如，食品包裝需嚴格控制氧氣透過率以防止氧化變質，醫(yī)藥包裝則需確保氧氣阻隔性以維持藥品穩(wěn)定性。
 

　　二、工作原理與技術類型
 

　　根據測試原理不同，氧氣透過率測試儀主要分為以下幾類：
 

　　1.庫侖法(電解法)
 

　　原理：利用氧氣透過薄膜后與電解池中的電解質發(fā)生電化學反應，產生與氧氣量成正比的電流，通過測量電流強度計算氧氣透過率。
 

　　特點：測量精度高(可達0.01cm?/(m?·d))，響應速度快，適用于低透過率材料(如高阻隔包裝)，但需定期更換電解池耗材。
 

　　2.壓差法(氣體壓差法)
 

　　原理：將測試腔分為上下兩部分，上腔充入氧氣，下腔抽真空或充入惰性氣體，通過監(jiān)測兩側的壓差變化，計算氧氣透過薄膜的速率。
 

　　特點：測試范圍廣，可同時測量多種氣體透過率，但精度相對庫侖法較低，適用于中高透過率材料。
 

　　3.傳感器法(光學法)
 

　　原理：利用光學傳感器(如氧氣敏感膜)檢測透過薄膜的氧氣濃度變化，通過標準曲線換算透過率。
 

　　特點：非破壞性測試，無需復雜預處理，適合快速篩查，但傳感器壽命有限，需定期校準。
 

　　4.重量法(適用于極低透過率場景)
 

　　原理：通過測量材料兩側因氧氣滲透導致的重量變化來計算透過率，需搭配高精度天平。
 

　　特點：操作復雜，耗時較長，僅用于科研或特殊高阻隔材料測試。
 

　　三、儀器結構與關鍵組件
 

　　氧氣透過率測試儀通常由以下部分組成：
 

　　1.測試腔系統(tǒng)：包含樣品夾持裝置、氣體腔室，確保樣品密封并形成穩(wěn)定的測試環(huán)境。
 

　　2.氣體控制系統(tǒng)：調節(jié)測試氣體(如純氧、混合氣體)的壓力、流量和濕度，模擬實際應用場景(如高溫、高濕環(huán)境)。
 

　　3.檢測系統(tǒng)：根據不同原理配置電解池、壓差傳感器或光學傳感器，實時監(jiān)測氧氣滲透量。
 

　　4.數據處理與控制系統(tǒng)：通過軟件自動記錄數據、生成測試報告，并支持參數設置(如溫度、濕度、測試時間)。
 

　　5.恒溫恒濕裝置：控制測試環(huán)境的溫濕度(如溫度23℃±2℃，濕度50%±5%)，確保數據重復性。
 

　　四、行業(yè)標準與測試規(guī)范
 

　　為保證測試結果的一致性，氧氣透過率測試需遵循國際或國內標準：
 

　　國際標準：
 

　　ASTMD3985(庫侖法)
 

　　ISO151051(壓差法)
 

　　ISO151052(傳感器法)
 

　　國家標準：
 

　　GB/T19789《包裝材料氧氣透過率的測定庫侖計法》
 

　　GB/T21332《包裝材料氧氣透過率的測定壓差法》
 

　　行業(yè)應用標準：
 

　　醫(yī)藥行業(yè)：YBB00082003《包裝材料氧氣透過量測定法》
 

　　食品行業(yè)：BB/T0008《包裝材料氧氣透過率試驗方法》
 

　　五、應用場景與典型案例
 

　　1.食品包裝：測試薯片、堅果包裝袋的氧氣透過率，優(yōu)化包裝材料以延長保質期；例如，高阻隔性鋁塑復合膜的氧氣透過率需<0.1cm?/(m?·d)。
 

　　2.醫(yī)藥包裝：檢測藥品泡罩包裝、安瓿瓶密封膜的氧氣阻隔性，防止藥物氧化失效(如維生素C片劑包裝)。
 

　　3.電子行業(yè)：評估鋰電池封裝材料的氧氣透過率，避免電極材料與氧氣反應導致電池性能衰減。
 

　　4.科研領域：研發(fā)新型阻隔材料時，通過測試氧氣透過率優(yōu)化配方(如納米復合薄膜、涂層材料)。
 

　　六、儀器選型與維護要點
 

　　選型參考：
 

　　1.低透過率材料(如藥品包裝)：優(yōu)先選擇庫侖法或傳感器法，精度≥0.01cm?/(m?·d)；
 

　　2.中高透過率材料(如普通塑料薄膜)：可選用壓差法，測試范圍≥100cm?/(m?·d)；
 

　　3.需模擬實際環(huán)境：選擇帶溫濕度控制功能的儀器。
 

　　維護要點：
 

　　1.定期校準傳感器(建議每36個月)；
 

　　2.測試前后清潔樣品腔，避免雜質影響密封性能；
 

　　3.長期停用前，需用惰性氣體(如氮氣)吹掃儀器內部，防止傳感器老化。
 

　　七、技術發(fā)展趨勢
 

　　1.智能化與自動化：集成物聯(lián)網技術，支持遠程監(jiān)控與數據云端存儲，適配工業(yè)4.0生產線。
 

　　2.多參數同步測試：結合氧氣、水蒸氣透過率等多指標測試功能，提升包裝材料綜合評估效率。
 

　　3.微型化與便攜化：開發(fā)便攜式儀器，適用于現(xiàn)場抽檢或戶外科研場景(如農產品運輸包裝測試)。
 

　　4.高精度與寬范圍：新型傳感器技術(如熒光淬滅法)可將測試精度提升至0.001cm?/(m?·d)，同時覆蓋從高阻隔到透氣膜的全范圍材料。
 

　　氧氣透過率測試儀作為包裝材料性能評估的核心設備，其技術進步直接推動了食品、醫(yī)藥等行業(yè)的包裝革新，未來將在綠色包裝(如可降解材料阻隔性能優(yōu)化)、智能包裝(如氧氣響應型指示劑)等領域發(fā)揮更關鍵的作用。