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2/21 M10x型超高灵敏度透氧仪将检测范围提高到10-4级别

201311月,美国MOCON公司正式发布了2/21 M10x型超高灵敏度的氧气透过率测试仪,将检测范围提高到5x10^(-4) cc/ (m^2-day),比2/21ML型提高了一个数量级,进一步满足了OLED等行业对超高阻隔材料的检测要求。

美国MOCON透氧仪采用真正的库仑氧气绝对值传感器(MOCON专利Coulox,对渗透的氧分子进行100%的检测,库仑电量传感器根据1个氧分子输出4个电子的比例,保证线性输出,测试精度不受温度、压力、流量和振动的影响,是一种绝对值传感器,不需要进行补偿式校准。另外,MOCON的库仑传感器具有超大容量的设计,有着超凡的稳定性和耐久性,可以稳定使用5年以上。

透氧率测试的国际标准 ISO 15105-2ASTM D-3985ASTM F-1927DIN 53380JIS K-7126ASTM F-1307中国国标GB/T 19789-2005、以及即将颁布的包装件透氧率测试标准(库仑法),这些标准明确要求采用库仑电量绝对值传感器Coulometric Sensor),所以只有MOCON透氧仪才能真正符合这些标准。

市场上其它品牌的透氧仪使用的都是电化学氧气传感器,电化学传感器的测试容量小,仪器只能检测渗透过样品的氧气中的一小部分(1~2%,大部分渗透氧气从旁路直接排出,很容易受环境温度、传感器温度和载气流速波动的影响,无法保证线性输出,测试精度低,达不到其称的测试范围,是一种相对值传感器,依赖于经常性的校准,而且使用寿命短

一、技术提升:

要进一步提高和保证仪器的灵敏度,就必须最大程度地降低基准噪音值,与2/21ML型相比,2/21 M10x型在以下几个方面进行了减噪的技术提升:

1、传感器:

氧气传感器中的结构和密封材质有了进一步革新,提高了传感器的密封性能,降低了传感器的基准噪音值。

2、电子器件:

采用了更高灵敏度的电子器件和电路设计,分辨率比第一代提高了5倍,提高了性噪比。

3、气路密封性:

对气路中的两通和三通电磁阀都采用了氮气保护,减少了环境中氧气对气路的渗入干扰。

4、测试腔密封性:

采用了最新的TruSealTM技术,对于样品在测试腔中的密封,采用了氮气环流保护技术,减少了因样品边缘泄漏造成的基准噪音。


二、测试数据比较:

检测值在0.005 cc/m2day附近时的数据稳定性(2/21 ML vs 2/21 M10x


图中蓝色曲线为2/21 ML的检测数据,褐色曲线为2/21M10x的检测数据,可以看到,M10x的测试稳定性比ML更高,噪音波动更低。

三、校准:

MOCON透氧仪采用的库仑传感器,其100%的检测效率以及全量程线性输出,使其成为无需校准的绝对值传感器;MOCON可提供3~4种不同量程可溯源NIST的标准膜,可用于验证仪器的线性,从而保证全量程的测试精度。

而市场上其它品牌所采用的大多数是相对值型或浓度型的传感器,因此都依赖于经常性的校准补偿。由于这些传感器通常只测量一部分或一定比例的氧气,无法保证全量程的线性,因此,它的工作范围只能局限在可校准范围内。目前在国内常规供应的标准气体中,氧气最低的浓度为5ppm±10%,客户很难买到更低浓度的标准氧气。如果采用此浓度来校准氧气传感器,传感器上所受到的氧气浓度只相当于在测试透氧率为14 cc/ (m2-day)的样品时的浓度,所以根本无法保证更低测试量程时的精度。

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