1、問題的提出

    車用非金屬材料透氣（qì）度的檢測，尤其是在紡織品、土工布及無紡布行業，長期以來都是采用傳統的弗雷澤壓差測試法，大部分測（cè）試儀器也都是以手動和半（bàn）自動型式為主。近年來隨著電子測（cè）量技術突飛猛進的發展，尤其是氣流流量控製技術與壓力（lì）傳感技術的突破，使透（tòu）氣度的電子自動化測試（shì）成為可能。近年來，國內外很多知名企業，在不同的材（cái）料（liào）領域開發出了一係列電子或電動透氣測試儀器，例如（rú）：英國 WIRA公司（sī）、SDL公司、美國Gurley、中國的濟南（nán）MD传媒视频機電技術有限公司等（děng）。為了使大家對這類測試設備有一個更加全麵（miàn）的了解，下麵我將（jiāng）就（jiù）電子技術在透氣度測量上的具體應用作一下介紹。

2、電子透氣度測試儀的工作（zuò）原理

    由於透氣度測試儀可以（yǐ）測（cè）試聚氨脂泡沫塑料、皮革、紡（fǎng）織品（pǐn）、濾芯紙板等多種非金屬材料，根據不同的標準規定，歸納起來可得出透氣度檢測的兩種試驗方法。一種試驗（yàn）方法是定流（liú）量測（cè）壓（yā）差△P值，另一種試驗方法是定壓差測流量qv值。在（zài）上期內容中，我們了解到△P、qv值雖然不是材料測試最終所要（yào）的實（shí）驗結果，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，用於確定流量的流量控製器、以及（jí）用於確定壓差的（de）壓力控製器，可以（yǐ）直接輸出電信號，以便於（yú）微機進行（háng）數據采集與處理（lǐ），通過係統計算得出最終實驗結（jié）果，這是（shì）電子透氣度測試儀最大的優（yōu）點（diǎn）之（zhī）一（yī）。這裏（lǐ）所說的“最終實驗結（jié）果”，對於不同（tóng）的（de）測試材料，最後出具的實驗結果的內容也不一樣。比如：紡織品的最終測試結果是透氣率 R（mm/s）；多孔泡（pào）沫材料的最終測試結果是空氣流（liú）通阻力R S（m²）、空氣透氣（qì）率K（m²）以及空氣線流速ｕ（m·s－1）；而皮革的最終（zhōng）測試（shì）結果卻是透氣量｛mL/（cm²·h）｝。

3、電子透氣（qì）度測試儀的兩種試驗方法介紹

    定流量測（cè）壓差（見測試（shì）方法簡圖 1）是指：先（xiān）在設備（bèi）的操作界麵中輸入一個設定（dìng）的流量（liàng）值，實驗開始後，通（tōng）過真空泵的抽吸係統內會形成一股垂直通過待測試樣的氣流，但在流量控製器的（de）調（diào）整下，會使（shǐ）係統內的氣流（liú）流量漸趨（qū）並最終達到預先的設定值。流量穩定後，試樣兩（liǎng）側所造成的壓差，會通過壓差傳感器輸出（chū）一個相應的電信號，被（bèi）微機進行數據采（cǎi）集與處理，最後通過係統計算而得出最終實驗結果（guǒ）。當然了在實際進行係（xì）統搭建時，為了提高測試精度和效率，還應重點注意如下幾個問題：

• 壓差傳感器應直接安裝在氣室上，並盡可能地靠近試樣。這樣安裝有助（zhù）於提高傳感器數據采集的準確（què）性，避免因管道阻力而使傳感器（qì）人為的增加誤差。
• 流量控製器應直接安裝在氣室上，避免因管道阻力或係統泄露使傳感器增加測量誤差。
• 真（zhēn）空泵應根（gēn）據相關標準，具有足夠的（de）吸氣能力，並且要求吸氣平穩，能保證提供一個平穩的氣流。這是（shì）試驗運行的前提條件，也是流量控製器能否正常工作的條件之一。

    定流量測壓（yā）差，該方法主（zhǔ）要應（yīng）用於聚氨（ān）脂泡沫塑（sù）料（liào）、以及軟質或半硬質多孔彈性材料的測試，該類材料是汽車座（zuò）墊（diàn）、車內頂篷、儀表板墊等製品不可或缺的材料。尤其是聚氨脂材料在汽車上的應用更是廣泛，幾乎能占（zhàn）到汽車用塑（sù）料總量的 19.6%強，僅次於聚丙烯。針對（duì）這類材料（liào）透氣度（dù）的檢測，在ISO4638－1984《高聚物多孔彈性材料（liào）空氣透過率的測定》的標準中，對此有詳（xiáng）細的規定。但是當前國內國際上（shàng）對這類材（cái）料透氣度的測（cè）試設備卻（què）比較少見，這一現象長（zhǎng）久以來也困撓著相關生產廠家。經過多年的不懈努力，由濟南MD传媒视频開發的TQD－G1型電子透氣度測試儀，對這類（lèi）材料有著較好的測試效果，自投（tóu）放市場以來也得到了業內人（rén）士的（de）廣泛肯定。

圖 1　定流量測壓差測試方法（fǎ）簡（jiǎn）圖

    定壓差（chà）測流量（見測試方（fāng）法簡圖 2）是指：先在設備的操作（zuò）界麵中（zhōng）輸入一個設定的壓差值，實驗（yàn）開始後，通過真空（kōng）泵的抽吸係統內會形成一股垂直通過待測試樣的（de）氣流（liú），但在壓力控製（zhì）器的調整下會使係統內的壓差漸趨並最終達（dá）到預先的設定值。壓差穩定後，流量計會輸出一個（gè）相應的電信號，被微（wēi）機進行（háng）數據采集與處理後，最後通過（guò）係統計算而得出最終實驗結果。同樣為了提高係統的測試精（jīng）度和（hé）效率，在實際進行係統搭建時，還應重點注意如下幾個問題（tí）：

• 壓力控製器應直接安裝在氣室上，並盡可能地靠近試樣。這樣安裝有助於提高傳感器（qì）數據（jù）采集的準確（què）性（xìng），避（bì）免因管道阻（zǔ）力（lì）而使（shǐ）傳感器人為的（de）增加誤差。
• 流量（liàng）計安（ān）裝時應盡（jìn）可能（néng）靠近壓力控（kòng）製器位（wèi）置，避免因管道阻力或係統（tǒng）泄露使傳感器增加測（cè）量誤差。
• 真空泵應根據相關標準，也同樣要求應具有足夠的吸氣能力，並且要求吸氣平穩，能保證提供一個平（píng）穩的流量。這是試驗運行的前提條（tiáo）件，也是壓力（lì）控製器能否正常工作的條件之一。

圖 2　定壓差測流量測試方法簡圖

    定壓差測流量，該方法主要應用於紡織品、無（wú）紡布、皮革、土工布等（děng）。通過上期內容，我們了解到汽車工（gōng）業一直以來都是（shì）產業用紡織品的最大用戶，有資料顯（xiǎn）示（shì）平均每輛小汽（qì）車大約含有 20kg的紡織品。所以隨著（zhe）汽車工業的不斷發展，車用紡織品的（de）電子透氣度檢測技術是開（kāi）發最早的，也是最為成熟（shú）的，專業生產廠家也很（hěn）多，例如：英國WIRA公司、美國Gurley等。由濟南MD传媒视频機電技術有（yǒu）限（xiàn）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，對車用紡織物（wù）同樣也（yě）具有較好的檢測效果。該型電子透（tòu）氣度測試儀，最顯著的（de）特點之一就是既可定流量測壓差，也可以定壓差測流量，一機完成兩種（zhǒng）測試方（fāng）法。

4、結（jié）束語

     通過上麵的介紹，我們了解到在汽車非金屬材料透氣度檢測中，通過高精度電子測（cè）試元器件的使用，大大提高（gāo）了設備的（de）測（cè）試精度與效（xiào）率，同時也最大程度上減少了人為測試誤差的發生。當然，因為受電子元器件量（liàng）程的影響，電子式透氣度測試儀也（yě）存在（zài）著測量範圍窄、需要多量程選擇的特點。這就要求采購廠家（jiā）在（zài）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（pèi）的測試儀（yí）器。總之，隨著測量技術的不斷發展，人們（men）一（yī）定（dìng）能找到更理想的測試方法，使電子（zǐ）透氣（qì）度測試（shì）技術更加完（wán）美、更趨合理。

參考文獻：

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• GB/T 10655-2003 高聚物多（duō）孔彈性材料空（kōng）氣透過率的測定
• GB/T 5453-1997 紡織品（pǐn） 織物透氣性的測定

作者簡介（jiè）：侯惠（huì）民，男，山東人，工程師，1993年畢業於（yú）青（qīng）島大學，現從（cóng）事測試設備的研究設計工作。