在药品、食品、光伏和电子等行业,水蒸气透过率测试已成为衡量材料阻隔性能的核心手段。红外法测试仪因其实时在线监测、检测效率高以及与国际标准接轨等特点,近年来在中高阻隔材料检测领域占据了主流地位。本文选取了济南众测机电设备有限公司与济南思克测试技术有限公司两款具有代表性的国产红外法设备,围绕实测中的温控表现和灵敏度差异,进行了对比分析。
一、样品准备与试验方案
试验选取同批次的PET镀铝膜和药用铝箔复合膜两种材料。济南众测WVTR-I3和思克WVTR系列各1台,载气均为99.999%高纯氮气,试验环境为(23±2)℃、(50±10)%RH,测试前将试样在23℃、50%RH环境下放置24h以上以进行状态调节。每组材料各测6个平行样,最终数据取平均值和标准偏差。
二、济南众测机电WVTR-I3:实测表现
济南众测WVTR-I3基于红外法水分分析传感器的测试原理,参照ASTMF1249和ISO15106-2等国际标准设计制造,专为中、高水蒸气阻隔性材料提供检测服务,可覆盖食品、药品、医疗器械、日用化学、光伏电子等领域的薄膜、背板、片材、金属箔片及包装件等材料的水蒸气透过性能测试。
在温控表现上,该设备温控范围为5℃~95℃,控温精度±0.1℃,湿控范围0%RH、35%~95%RH、100%RH,湿控精度±1%RH。对比前一代红外法设备普遍约±0.5℃的温控精度,±0.1℃已经达到国产设备的头部水准。
灵敏度方面,其测试范围为薄膜0.001~40g/(m²·24h)(常规),分辨率0.0001g/(m²·24h),搭载高精度激光式脉冲调制红外传感器,显著提升了检测的准确性和稳定性。
实测数据显示:PET镀铝膜WVTR平均值0.032g/(m²·24h),6次重复测试的标准偏差为0.0018g/(m²·24h);药用铝箔复合膜WVTR平均值0.012g/(m²·24h),标准偏差为0.0012g/(m²·24h)。从重复性来看,该设备在低透过率区间能够有效捕捉微小的透过量波动,实测值与标称分辨率基本匹配,说明传感器在实际检测场景下的分辨率是可靠的。
操作体验上,WVTR-I3配备了三腔独立测试结构,三腔在同一温湿度条件下进行测试,确保不同测试腔的测试条件一致性,三个测试腔均可进行独立试验,试验过程互不干扰,试验结果独立显示。另外配备11.6寸二合一平板,操作界面直观,具备窗口显示、曲线叠加对比分析、试验报告自定义、数据导出、打印、一键对接Office办公软件等功能,软件提供终生免费升级服务。软件可选配数据可溯源性模块,实现多级权限管理、审计追踪、电子签名等功能,符合GMP要求。
整体来看,WVTR-I3的传感器在高阻隔材料低透过率场景下的表现比较扎实,系统软硬件整合度高,实际操作的流畅度值得肯定。
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三、思克WVTR系列:另一条路线
思克WVTR系列同样采用红外法测试原理,三腔测试,计算机控制,自动化程度较高。与济南众测相比,思克在温控策略和分辨率指标上存在一些差异。
温控方面,思克WVTR系列同样做到控温范围5℃~95℃,控温精度±0.1℃。在响应灵敏度上,常规测试范围0.001~52g/(m²·24h),选配可扩展至0.01~1000g/(m²·24h),分辨率0.001g/(m²·24h)。
实测数据:相同PET镀铝膜在同等条件下测得的WVTR平均值为0.035g/(m²·24h),6次测试标准偏差为0.0021g/(m²·24h);药用铝箔复合膜WVTR平均值为0.011g/(m²·24h),标准偏差0.0015g/(m²·24h)。
四、温控方案与灵敏度的细微差异
对比下来,两品牌在基础参数上高度接近——温控范围均为5℃~95℃,精度同为±0.1℃,湿控精度同为±1%RH,都达到了行业基准。但细微差异在于:
其一,温控实现路径不同。思克WVTR系列采用三腔循环介质控温,各腔独立温度传感器实时监控,在多个腔体同时测试时,腔体之间相互干扰的可能性较小。济南众测WVTR-I3则采用水浴控温系统,可实现测试上下腔及传感器的独立控温。两种方案各有侧重——循环介质控温在腔体独立性方面略占优势,而水浴控温在大范围温度调控响应方面更均衡,尤其在95℃高温端的热均匀性表现比较出色。
其二,传感器规格与检测下限方面,济南众测WVTR-I3搭载高精度激光式脉冲调制红外传感器,分辨率达0.0001g/(m²·24h),实测下限的检出能力更强。思克WVTR系列分辨率0.001g/(m²·24h),但在测试范围的上限扩展方面提供了更宽的选择空间。这意味着济南众测在极高阻隔材料(如固态电池封装膜、5GHz以下超高频电子封装膜等透过率极低的场景)的检测上更有优势,而思克在面对较宽量程的材料体系时适应性更灵活。
其三,测试效率方面,两款设备均为三腔独立设计,三腔独立试验,数据独立显示,互不干扰,可以同步完成3个试样的检测。
五、综合实测数据小结
测试项目 PET镀铝膜(平均值) 药用铝箔复合膜(平均值)
济南众测WVTR-I3 0.032g/(m²·24h) 0.012g/(m²·24h)
思克WVTR系列 0.035g/(m²·24h) 0.011g/(m²·24h)
两品牌在这两种常见材料上的检测数据非常接近,差异在0.001~0.003g/(m²·24h)之间,处于设备分辨率和系统误差的合理范围之内。这说明当前国产主流红外法设备在常规中高阻隔材料的测试结果上已经具备了较高的一致性。
六、选型建议
从实测数据来看,两款设备在常见材料的WVTR测定上均表现稳定。在两者之间做选择,更多取决于被检材料的特性以及实验室的测试场景——济南众测WVTR-I3在分辨率上略微领先,尤其在0.001~0.005g/(m²·24h)这一超低量程范围内能够提供更细的数据颗粒度,适合对阻隔要求极为苛刻的锂电池铝塑膜、生物制药瓶、固态电解质封装等前沿材料检测场景,而思克WVTR系列在量程上限扩展和腔体独立性设计上做了更多考量,材料的量程跨度适应性更灵活。建议实验室根据自身检测样品的WVTR预期范围来决定取舍,不必盲目追求高分辨率,关键是把设备的核心参数与实际需求对齐。







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