ASTM F1307 Скорост на предаване на кислород през сухи пакети с помощта на кулонометричен сензор

Стандартният метод за изпитване ASTM F1307 за скорост на подаване на кислород през сухи пакети с помощта на кулонометричен сензор , разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на стационарната скорост на подаване на кислороден газ през пакетите. По-конкретно, този метод е приложим за пакети, които ще обграждат суха среда при нормална употреба.

За целите на този стандарт се прилагат следните термини и определения:

• Скоростта на пропускане на кислороден газ е количеството кислороден газ, което преминава през повърхността на опаковката за единица време, когато е приложено към нея. Трябва да се уточнят условията на изпитване, включително температура, парциално налягане на кислорода и влажност от двете страни на опаковката. Конвенционално фолио За да се разграничи от резултатите за скоростта на пренос на кислороден газ, терминът „опаковка“ се използва в мерната единица за скорост на пренос. За разлика от филмовите тестове, където тестовата площ винаги е известна, измерването на скоростта на пренос на кислород на опаковка често включва сложни системи, включително уплътнения и затваряния, през които се осъществява преносът на кислород. Изпитването за скорост на пренос на кислороден газ на опаковка обикновено е тест на система за опаковане, а не просто тест на компонент.
• Коефициентът на кислородна пропускливост е произведение от пропускливостта на бариерата и нейната дебелина. Пропускливостта е от значение само за хомогенни материали, като в този случай тя е свойство, характерно за насипния материал. Тази величина не трябва да се използва, освен ако връзката между дебелината и пропускливостта не е била проверена в тестове с различни дебелини на материала.
• Кислородната пропускливост изразява съотношението на скоростта на преминаване на кислороден газ към разликата между парциалното налягане на кислорода от двете страни на стената на опаковката.

Този метод на изпитване използва кулонометричен кислороден сензор и свързано с него оборудване в схема, подобна на описаната в ASTM D3985, „Стандартен метод за изпитване на скоростта на пренос на кислороден газ през пластмасово фолио и листове с помощта на кулонометричен сензор“. Скоростта на пренос на кислороден газ се определя, след като опаковката е монтирана в тестово приспособление и е уравновесена в тестовата среда.

Опаковката е монтирана така, че външната ѝ част е изложена на кислород с известна концентрация, докато вътрешността ѝ се продухва бавно с поток от азот. Опаковката може да бъде изложена на околния въздух в помещението, съдържащ 20,8 процента кислород, или потопена в 100 процента кислородна атмосфера. Тъй като кислородът дифундира през стените на опаковката в газообразния носител азот, той се транспортира до кулометричния детектор, където генерира електрически ток, пропорционален на количеството кислород, постъпващ към детектора за единица време.

Скоростта на пропускане на кислород е важен фактор за защитата, осигурена от бариерните материали. Тя обаче не е единственият фактор и трябва да се използват допълнителни емпирични тестове, за да се съпоставят характеристиките на опаковката със скоростта на пропускане на кислород. Този метод за изпитване е подходящ като рецензиран метод за изпитване, ако потребителят и източникът са съгласни относно процедурите за вземане на проби, процедурите за стандартизация, условията на изпитване и критериите за приемане.

Наличието на определени смущаващи вещества в потока от газ-носител може да доведе до нежелани електрически изходи и фактори на грешки. Смущаващите вещества включват свободен хлор и някои силни окислители. Излагането на въглероден диоксид също трябва да бъде сведено до минимум, за да се предотврати повреда на сензора чрез реакция с електролита калиев хидроксид.

Апаратът за пренос на кислороден газ, използван в тестовете, се състои от следните части:

• Станциите за изпитване на пакети осигуряват вход и изход на потоци от азотен газ-носител без значителни загуби или течове. Опитът показва, че устройствата, използващи множество станции за изпитване на пакети, са практичен начин за увеличаване на броя на измерванията, достъпни от кулометричен сензор. Разпределителен колектор свързва страната на газ-носителя на всяка тестова станция със сензора по предварително определен модел. Газът-носител непрекъснато продухва страните на газ-носителя на пакетите, които не са свързани към сензора. Подходящият тестов газ (100 процента кислород) или нормален стаен въздух (20,8 процента кислород) влиза в контакт с външната страна на пакета.
• Дифузионната клетка е метално парче, състоящо се от две половини, които, когато са затворени върху филма, използван за калибриране на системата, точно ще определят кръглата площ на този филм. Типичните площи на дифузионните клетки са 100 cm² и 30 cm². Обемите в клетката над и под затворения филм не са критични; те трябва да са достатъчно малки, за да позволят бърз газообмен, но не толкова малки, че надвиснал или изпъкнал неподдържан филм да се докосне до горната или долната част на клетката. Предвидени са инструменти за измерване на температурата на клетката.
• Подходящо оразмерен жлеб, машинно изрязан в страната на кислорода (или тестовия газ) на дифузионната клетка, държи неопренов О-пръстен. Тестовата зона се определя като площта, създадена от вътрешния контактен диаметър на компресирания О-пръстен, когато дифузионната клетка е притисната към тестовата проба. Тази площ може да се определи чрез измерване на вътрешния диаметър на отпечатъка, оставен от О-пръстена върху пробата след отстраняване от дифузионната клетка.
• Страната на дифузионната клетка, която е с азот (или газ-носител), трябва да има плосък, повдигнат ръб. Този ръб е уплътнителната повърхност, към която се притиска изпитваната проба, така че тя трябва да е гладка и равна, без драскотини, които биха могли да доведат до изтичане. И двете половини на дифузионната клетка трябва да имат подходящи връзки за входа и изхода на газа без значителни загуби или изтичане. Желателно е термостатично управление на дифузионната клетка. За тази цел е достатъчен обикновен резистивен нагревател, свързан към страната на газ-носителя на клетката, за да се осигури добър термичен контакт. Термисторен сензор и подходяща управляваща верига ще регулират температурата на клетката, освен ако измерванията не се правят близо до околната температура. В този случай е желателно да се осигурят охлаждащи серпентини за отвеждане на част от топлината.
• Катализаторният слой е малка метална тръба с фитинги за свързване към входа на пневматичния фитинг за азотен газ, съдържащ от 3 до 5 процента платинен или паладиев катализатор върху алуминиев оксид, и осигурява по същество безкислороден газ-носител към дифузионната клетка и всяка тестова станция за пакети.
• Необходим е разходомер с работен диапазон от 5 до 100 mL/min, за да се следи дебитът на газа-носител азот, преминаващ през всяка тестова станция.
• Разпределителните вентили за поток са два или повече вентила за превключване на потоците азот и тестов газ.
• За да се следи количеството доставен кислород, се използва кислородно-чувствителен кулометричен сензор, който работи с почти постоянна ефективност.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, се гордее със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги по тестване в съответствие със стандартния метод за изпитване на скоростта на предаване на кислород през сухи пакети с помощта на кулонометричен сензор ASTM F1307.