阻隔性測試現狀及發展趨勢

　　當前在我國使用最多的還是壓差法（氣體透過率檢測）和稱重法（水蒸氣透過率檢測）設備，等壓法（氣體透過率檢測）和電解法（水蒸氣透過率檢測）設備也有一定數量的應用。

在氣體透過率檢測方法中，壓差法的測試氣體種類寬，而且該方法已在包裝物整體的氣體透過率測試技術上取得突破性進展，壓差法設備測試精度已與等壓法設備一樣優秀；等壓法設備在中空容器的整體氣體透過率測試方面具有更多優勢，但是該方法測試氣體單一的問題一直沒有解決。在水蒸氣透過率檢測方法中，稱重法設備已經達到了與電解法、紅外法設備一致的檢測精度，但其超寬的檢測量程是其他方法設備難以達到的，所以在檢測透過率未知或者大透過率的試樣時，稱重法成為不二選擇。同時，稱重法也廣泛應用於建築、紡織等領域的材料檢測；電解法和紅外法在中空容器整體水蒸氣透過率的測試技術上日趨成熟，但是檢測量程窄的缺點依舊突出。

　　首先，市場應持發展的眼光科學地評價設備的檢測精度。設備的檢測精度取決於設備所使用的傳感器，基於同一種測試方法制造的設備在不同的時期其精度、穩定性等會有不同的表現，僅憑一個時期內的設備表現來評價一種方法是錯誤的。例如，隨著壓力傳感器和稱重傳感器在最近一二十年間取得的巨大進步，壓差法和稱重法的測試精度已經達到歷史新高，但有些報道在引用資料文獻時往往忽視了這一點，依然沿用了上世紀文獻中對這兩類設備的評價，很明顯這不符合實際情況。當然，隨著設備檢測精度的不斷提昇，人工操作對檢測數據的影響也就越來越突出，操作人員的經驗和技術有時會成為左右數據穩定性、重復性的關鍵。

　　其次，設備選擇的關注重點。有些使用者在挑選等壓法設備和傳感器法設備時格外關心設備所用的傳感器是絕對值傳感器還是相對值傳感器（庫侖電量傳感器和電解法水分傳感器是絕對值傳感器，電化學傳感器和紅外線水分傳感器是相對值傳感器），筆者認為這樣選擇並不合適，設備選擇應關注設備的整體性能，將關注重點轉移到個別元器件的性能上會對設備選擇產生誤導。從使用角度來講，絕對值傳感器與相對值傳感器優勢相當，有些宣傳中說電化學傳感器的使用壽命短，這點筆者就很難認同。出於研究需要，筆者長期使用采用電化學傳感器的透氧儀進行試驗，而檢測樣品的阻隔性也有好有壞，但從近幾年的使用情況看，只要正常操作，避免出現操作失誤，那麼傳感器要穩定使用三年以上是沒有任何問題的（遠遠高於一些報道中的描述），而且絕對值傳感器的壽命相對來講要短一些，最近出臺的標准也證明了上述觀點的片面性。

　　針對阻隔性設備的選擇，筆者有以下建議：首先，按照生產產品的阻隔性情況確定設備量程，一般阻隔性設備的下限都可以滿足檢測需要，應特別關注檢測上限；第二，根據產品阻隔性的高低決定是否購買等壓法或者傳感器法設備，檢測中低阻隔性材料對於這類設備的損耗型傳感器的影響可能是致命的；第三，關注設備的數據重復性和穩定性。通常，對於樣品情況不確定的檢測機構來講，選擇一款大量程、精度合理的設備（通常是壓差法、稱重法）是非常必要的，而對於資金有限的實驗室或者企業，筆者也建議購買壓差法、稱重法這種相對“萬能”的設備。

　　第三，阻隔性檢測設備如何獲得計量認證一直是質檢系統實驗室特別關心的問題。阻隔性檢測設備與傳統的力學、化學檢測設備不同，最佳方法是使用標准物質——具有標准透過率數據的薄膜或者薄片（即通常所說的“標准膜”）——通過試驗對設備進行檢定及標定。有信息顯示只有N.I.S.T.可以提供這種薄膜，但當筆者直接與N.I.S.T.取得聯系之後發現該機構實際上也沒有這種薄膜，因此利用薄膜校准阻隔性檢測設備只能作為一種企業方法，無法成為一種計量手段。以氣體透過率檢測設備為例，當前對於壓差法設備，計量時可以分別對壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器進行計量；而對於等壓法設備無論采用的傳感器是絕對值傳感器還是相對值傳感器，都只能通過標准氣體計量傳感器，無法使用標准氣體標定的設備在進行計量檢測時定會遇到不少麻煩，這點應引起特別重視。使用多種標准物質進行多點標定是計量常用方法，在力學、光學、色譜等技術中廣泛應用，多點標定准確、客觀，可大大降低標定失敗的概率。

　　雖然當前阻隔性檢測設備在檢測精度、檢測方法上已經獲得了極大的發展，然而隨著阻隔性檢測領域的拓展、檢測要求的進一步提昇，阻隔性檢測的未來發展趨勢主要有以下幾方面。

　　第一，針對不同行業研發專用阻隔性檢測設備，目前一款設備通用於多個行業的情況普遍存在，專用設備的問世將改善檢測設備專用性差的情況。隨著材料阻隔性應用的推廣，阻隔性檢測已經不僅限於包裝領域，汽車、紡織、醫療、建築、航空、電子等行業中所用到的一些材料都有阻隔性檢測需求，而阻隔性指標更是材料選擇的依據。但是通常情況下，在這些行業中所用材料的阻隔性檢測與包裝材料的阻隔性檢測並非完全一致，差別可能在於單位、測試條件，也可能是設備的量程（例如包裝薄膜和紡織品的氣體透過率可能就會相差百萬倍），有時測試結果的計算公式也不一致。因此，針對各個行業的實際情況研發專用阻隔性設備會成為一個發展趨勢。

　　第二，擴充可檢測的滲透物質。最初，阻隔性檢測僅包括對於常規氣體和水蒸氣的滲透測試，然而隨著研究領域的擴展，特殊氣體透過率檢測成為阻隔性檢測中的一個新興領域，市場對各類有機氣體、易燃易爆危險氣體、惰性氣體的檢測需求增長迅速。對部分特殊氣體的檢測已經通過改進壓差法測試設備得以實現，而對於一些氣體特性與常規氣體差別很大或者具有危險性的氣體來講，必須研發專業檢測設備來滿足檢測需要。因此，擴充可檢測的滲透物質也是阻隔性設備的一個發展趨勢。