水蒸汽透过率检测系统333 Manual ZW.doc

目录第一章：介绍.1-1PERMATRAN-W 3/33的总体介绍.1-1 特征.1-1 组成.1-2 主机模块和分机模块.1-2 电脑.1-2 打印机.1-2组装你的PERMATRAN-W 3/33系统.1-2 系统能力.1-2 构建你的3/33系统1-3 检测的总体介绍.1-3 检测是怎样进行的.1-3 PERMATRAN-W 3/33的检测舱.1-4第2章：规格.2-1 外形规格（未拆箱）.2-1 环境要求.2-1 电力要求.2-1 MG和SG模块的操作性能2-1 MW和SW模块的操作性能.2-2 MA和SA模块的操作性能2-2 容器温控箱（PEC）操作性能.2-3 温控箱操作性能.2-4 电脑规格.2-4 打印机规格.2-4第3章：装配.3-1 拆开容器箱.3-1 安装系统组件.3-1 连接系统线路.3-2 连接气路.3-3 氮气（载气）.3-3 气体连接的漏气检测.3-3 设置标识号.3-4第4章：模块准备.4-1 设置氮气瓶压力.4-1 设置系统压力.4-1 PERMATRAN-W 3/33的部件和控制.4-1 安装薄膜.4-3 在检测舱A和B内安装样本4-3 在参考检测舱安装样本.4-3 往G和W模块添加冷却剂.4-4 在A和W模块里的相对湿度产生.4-4 在G模块里的相对湿度产生4-4 使用饱和海绵做100%相对湿度的检测.4-4 系统清气.4-5第5章：使用电脑.5-1 进入PERMATRAN-W 3/33程序.5-1 WinPerm程序.5-1 软件特点.5-1 WinPerm的菜单功能.5-1 主窗口.5-3 新模块设置.5-4 新检测方法.5-5 新校准.5-7 调用校准.5-8 控制检测.5-9 快速启动.5-10 检测舱状态.5-10 模块状态.5-11 诊断.5-12第6章：在你开始检测前.6-1 在你检测前.6-1 温度控制.6-1 相对湿度.6-1 G模块上的相对湿度传感器.6-1 维护相对湿度传感器.6-1 在G模块里用100%相对湿度检测.6-2 为G模块设置相对湿度（35%90%）.6-2 为G模块的增湿器加水.6-3 设置相对湿度压力.6-4 设置相对湿度流量.6-4 选择并设置载气流量.6-4 设置氮气流量.6-5 使用金属垫片.6-5 检测很高阻隔容器.6-5 检测低阻隔容器.6-5 同时检测不同的容器.6-6 产生一张温度图.6-6 特殊的检测要求.6-6 使用比较检测.6-6 使用单独清零程序.6-7 调节检测时间.6-7调节重新清零频率6-7调节适应时间6-8第7章：校准PERMATRAN-W 3/33.7-1 校准步骤.7-1 在校准下工作.7-3第8章：检测平薄膜样本.8-1 检测提示.8-1 样本尺寸-检测舱8-1 样本尺寸-参考检测舱8-1 定位样本.8-1 特殊的检测要求.8-2 检测潮湿敏感薄膜.8-2 检测纸.8-2 在升高的温度下检测平薄膜材料.8-2 低渗透率的平薄膜样本.8-2 高渗透率的平薄膜样本.8-2 进行检测.8-4第9章：检测容器.9-1 检查阀门.9-1 检测提示.9-1 特殊的检测要求.9-2 室内空气检测.9-2 在PEC里用升高的温度检测容器9-2 尝试适应时间.9-2 比较检测.9-2 同时检测不同容器.9-2 检测低渗透容器.9-2 检测高渗透容器.9-2 在降低的相对湿度下检测容器（G模块）.9-2 检测对潮湿敏感的容器.9-3 PEC检测步骤.9-3 为安装PEC准备模块9-4 给PEC加冷却剂9-4 连接PEC到模块上9-5 为容器检测准备一个检测舱.9-7 在检测舱里安装容器环.9-7 容器管路要求.9-7 安装空的容器瓶.9-8 安装空的容器袋.9-10 用密闭金属箱检测9-13在密闭金属箱里安装空的容器瓶.9-14在密闭金属箱里安装空的容器袋.9-16在密闭金属箱里安装充有水蒸汽的容器瓶或容器袋.9-18检测舱块盖子的安装.9-19在温控箱里检测容器.9-19在温控箱里安装空的容器瓶.9-20在温控箱里安装空的容器袋.9-20温控箱的容器管路要求.9-20进行检测.9-20第10章：维护10-1维护相对湿度传感器.10-1校准温度，流量和相对湿度传感器.10-1单点校准.10-1两点校准.10-1温度传感器校准.10-2相对湿度传感器校准.10-2流量传感器校准.10-3更换干燥剂.10-3更换氮气瓶.10-5给增湿器加水.10-5重设时间和日期.10-5清洁PERMATRAN-W 3/33的电脑和模块.10-5清洁检测舱里的磁铁 .10-5维持G和W模块里的冷却剂液位10-5部件和控制.10-6清洁加热/冷却检测舱.10-6系统关闭.10-7系统重新布置，储存或修理.10-7系统恢复.10-7维护鉴定参考薄膜.10-7第11章：错误信息和定义11-1检测预防.11-1操作问题解决.11-1通讯错误.11-3别的软件错误.11-4出现警报后该怎么做.11-5自动恢复文件/重新开始.11-5解决电脑和显示器的问题.11-5解决打印机的问题.11-5第一章：介绍本章简要概述了膜康PERMATRAN-W 3/33水蒸汽透过率检测系统。主要内容有： PERMATRAN-W 3/33的功用和性能。 PERMATRAN-W 3/33的特征。 PERMATRAN-W 3/33的主要系统元件。PERMATRAN-W 3/33简介MOCON(膜康)PERMATRAN-W 3/33是设计用来分析和测量阻隔材料的水蒸汽渗透率。典型的阻隔材料是涂层纸，聚酯和其它的弹性包装材料。一套典型的PERMATRAN-W 3/33系统配置如图1-1所示。图1-1：PERMATRAN-W 3/33系统每个PERMATRAN-W 3/33系统包括一台打印机，一台电脑和最多可达10台的主机和分机检测模块。注意： 为了简单起见，本手册把PERMATRAN-W 3/33的主机模块和分机模块始终称为模块或检测模块。每个模块有两个检测舱，最多可同时检测两个样本。每个检测舱的检测数据可以被打印成报告，上面提供了检测材料的水蒸汽渗透率和检测参数的信息。特征膜康PERMATRAN-W 3/33水蒸汽渗透率检测系统有许多特征，这使它非常灵活并且易于使用： PERMATRAN-W 3/33的模块设计使你能配置符合个人检测要求的系统。 可得到6种不同的组合的PERMATRAN-W 3/33的主机模块和分机模块并且每种都具有不同的检测性能。 一个PERMATRAN-W 3/33系统最多可以让10台主机模块和分机模块连接到一台电脑上。电脑可以同时对所有连接的模块进行检测。这就使你最多能同时进行20个检测。 可选的容器温控箱（PEC）或温控箱能用作检测完整的容器。根据你的模块不同，你可以控制容器一边的温度和相对湿度。 “加强的相对湿度精度”特征（G模块）使你能快速并可重复的产生和输送潮湿气体到检测舱以建立起一个检测梯度（3590%RH）。 在检测开始前，你可以输入样本到达平衡的时间，和/或使用比较检测功能让电脑决定什么时候达到平衡。 气流补偿功能会自动补偿氮气气流的变化。 每个模块有一个参考检测舱用于监控系统的稳定性。组成PERMATRAN-W 3/33的主要由主机模块、分机模块、电脑和打印机组成。以下部分描述了这些组成部件。主机模块和分机模块主机模块和分机模块包含了检测薄膜和容器的检测舱。每个PERMATRAN-W 3/33的组成必须至少有一个主机模块，主机模块和分机模块的总和最多可以达到10个。主机模块直接和电脑连接。它的内部配置允许主机模块和任一连接的分机模块连接到电脑上。可以通过增加分机模块来增强PERMATRAN-W 3/33的检测能力。分机模块具有不同的内部构造。电脑PERMATRAN-W 3/33需要用一台HP奔腾级别的兼容机来控制检测并分析从模块传来的数据。电脑用于设置所有的检测参数并开始和停止检测。电脑还能配置报告，输送报告到打印机和储存检测结果以备将来使用。如果客户自己提供电脑，参考附录A上从A-1页开始的“安装现场准备说明”。打印机PERMATRAN-W 3/33使用一台喷墨打印机。打印机连接到电脑上，用于打印检测报告。详细的操作说明参考打印机手册。配置你的PERMATRAN-W 3/33系统每个主机模块和分机模块的功用和性能已经介绍。你还将学习如何组合主机模块和分机模块，以建立起你自己的PERMATRAN-W 3/33系统。完整的PERMATRAN-W 3/33系列包含了3台不同的主机模块和3台不同的分机模块。每台都有不同的特征和性能。下面部分介绍了如何配置一个系统及如何增加主机模块和分机模块以扩展你的检测性能。系统性能每一个主机模块（MA，MW和MG）都有一台相关的分机模块（SA,SW,SG）。只有主机模块的内部配置允许它与电脑通讯。模块按顺序列出和描述，从A模块（拥有最少的特征）到G模块（拥有最多的特征）。MA主机模块这是一个只能加热的主机模块。MA主机模块加热样本从室温+5C50C（0.5C）。MA主机模块使用100%相对湿度检测样本。SA主机模块这是一个只能加热的分机模块。SA主机模块加热样本从室温+5C50C（0.5C）。SA分机模块使用100%相对湿度检测样本。MW主机模块这是一个低温的主机模块。MW主机模块能把薄膜样本从室温加热到50C（0.5C）。它也能把薄膜样本从室温冷却到5C（0.5C）。MW主机模块使用100%相对湿度检测样本。SW分机模块这是一个低温的分机模块。SW分机模块能把薄膜样本从室温加热到50C（0.5C）。它也能把薄膜样本从室温冷却到5C（0.5C）。SW分机模块使用100%相对湿度检测样本。MG主机模块这是湿度控制主机模块。MG主机模块能把薄膜样本从室温加热到40C（0.5C）。它也能把薄膜样本从室温冷却到10C （0.5C）。MG主机模块也允许操作员在检测舱的外腔（水蒸汽）控制相对湿度。相对湿度（%RH）可以设置为100%RH或35%90%RH（3%RH）。SG分机模块这是湿度控制分机模块。SG分机模块能把薄膜样本从室温加热到40C（0.5C）。它也能把薄膜样本从室温冷却到10C（0.5C）。SG分机模块也允许操作员在检测舱的外腔（水蒸汽）控制相对湿度。相对湿度（%RH）可以设置为100%RH或35%90%RH（3%RH）。配置你的3/33系统当选择主机模块和分机模块时要遵守下面4个规则：1. 每个3/33的配置必须至少有一个主机模块。PERMATRAN-W 3/33系统需要主机模块，用它特有的内部构造和电脑通讯。2. 不能随意的混合和匹配3/33的主机模块和分机模块。大体的规则是你不能用比主机模块等级高的分机模块和主机模块匹配。你可以使用任何分机模块和MG主机模块相配。你可以用SA和/或SW分机模块和MW主机模块相配。你只能用SA分机模块和MA主机模块相配。3. 所有的主机模块（MA，MW和MG）能在一个组合里同时使用。4. 你可以通过增加一个更高等级的主机模块来增强检测功能。 最高等级 最低等级MW主机模块MA主机模块MG主机模块主机模块SG分机模块SW分机模块SA分机模块能够组合的SW分机模块SA分机模块 分机模块SA分机模块图1-2：可能的主机模块/分机模块组合如果你没有按这些规定组建系统，你的3/33将不能工作。检测的简要概述检测是怎么进行的PERMATRAN-W 3/33检测包装材料的水蒸汽渗透率。当检测平面薄膜时，样本材料被放置在检测舱中。检测舱被样本材料分成两个腔。内腔通氮气，外腔通水蒸汽（检测气体）。到了有读数的程度，说明通过包装材料的渗透一定已经发生。在平衡（渗透读数不再变化）时使用渗透读数和样本的面积计算渗透率。渗透系数被称为渗透率。容器，包括容器瓶、容器罐和容器袋，可以在空气中检测，或使用一个温控箱或容器温控箱（PEC）检测。温控箱能为任何PERMATRAN-W 3/33模块进行容器检测时提供温度控制并能用于别的膜康仪器。PEC能控制温度（W和G模块）和相对湿度（只对G模块）。在用PERMATRAN-W 3/33检测前，你必须熟悉你将要检测的材料类型。如果这个材料有很高或很低的渗透率，就需要调节氮气的流量使达到精确的结果。低渗透率率（高阻隔）材料可能还需要更长的清洗时间。当检测多孔材料（纸，涂层纸）时，可能需要降低潮湿氮气的相对湿度（只在G模块）。温度也是决定精确渗透率的一个重要因素。大部分材料都暴露在不同的温度下，因此应该被相应检测。基本的检测程序包含以下几步：1. 设置氮气流量。2. 清洗样本。3. 达到一个基线零（重新清零）。4. 校准系统。5. 检测。6. 生成报告。7. 旁路状态。设置氮气流量氮气（载气）流量是需要调节的。通常的氮气流量是100sccm（每分钟标准立方厘米）。当薄膜或容器需要更大的检测范围时，气流量可能要设置的高一点。当薄膜或容器需要增加的灵敏度时，气流量就可能要设置的低一点。清洗样本几乎所有的材料都需要一段时间去适应检测舱的新环境并达到平衡。软件允许你在开始检测前输入一个清洗时间。重新清零当检测开始后并且经过由操作员决定的间隔以后，PERMATRAN-W 3/33将会重新清零，这就是，它将减去任何可能影响到渗透率的基线数据。校准系统系统应该由一张标准参考薄膜或获得NIST标准认证的鉴定薄膜校准。检测在检测过程中，检测气体（水蒸汽）存在于检测舱的外腔，氮气（载气）被输送到检测舱的内腔。检测舱是由被检测材料的样本分隔成两部分的，水蒸汽是由通过充满HPLC水的增湿器的氮气提供的。A和W模块的水蒸汽是由浸透HPLC级水的海绵提供的（位于检测舱的外盖）。水渗透过材料并被氮气（载气）携带。然后氮气存在于检测舱并通到传感器。传感器测量水蒸汽的数量以确定渗透率。系统既提供了固定数目的检测循环，也提供了自动的比较程序来确定样本已经到达平衡且检测结束。生成报告检测结束后，检测舱从检测舱循环里移除并且没有进一步的渗透率检测。你可以在任一时刻要求得到一份任一检测舱的报告，直到插入新的样本。你还可以成对（时间和渗透率）保存报告为数据文件作为以后的参考。旁路状态为了保持一个低的零基线，当样本清洗或检测完成时检测舱选择阀会自动调到旁路状态。在旁路状态，氮气（干载气）被输送到传感器。注意：本手册包含了比这里的概述更深入的关于检测的信息。第8和9章分别讲述了检测平薄膜和容器的步骤。附录F解释了模块和检测的操作原理。PERMATRAN-W 3/33的检测舱图1-3和1-4显示了检测舱内部的简图。检测舱被薄膜样本分成两个腔。检测舱的边缘被紧密密封，防止外面的空气泄漏进检测舱。在G模块，水蒸汽（以潮湿氮气的形式）被持续通入到检测舱的外腔并允许从排气口排出。在A和W模块，水蒸汽是由浸透HPLC级水的海绵提供的。氮气被持续通入到检测舱的内腔。在通入模块前，氮气通过一个内嵌的分子筛干燥剂。这能帮助确认氮气里不含有任何会影响渗透率数据的水蒸汽。当水蒸汽渗透过薄膜样本时，它被氮气携带并输送到一个调制红外线传感器。传感器的电子设备产生一个和通过传感器的水蒸汽数量成正比的电压。根据使用的模块和选择的选项，可以定义以下的环境状况：a. 检测气体在被输入到检测舱前可以被增湿到100%或3590%的相对湿度。b. 检测舱可以在室温下，也可以被加热或冷却。从传感器来的数据被传输到电脑并计算出一个最终值以描述检测材料的水蒸汽渗透率（WVTR）。图1-3：在所有模块上的100%相对湿度薄膜检测图1-4：在G模块里的产生相对湿度（35-90%相对湿度）平薄膜检测第2章：规格本章内容包含了PERMATRAN-W 3/33的规格。阅读本章可以了解以下的详细内容： 物理规格 环境要求 电力要求 模块操作性能 水蒸汽渗透率（WVTR）检测范围 容器温控箱（PEC）操作性能 温控箱操作性能 电脑和打印机规格外形规格（拆开容器的）模块高宽深 121226（30.4cm30.4cm66cm）重量 68磅（30.9千克）容器温控箱（PEC）高宽深 16107（40.6cm25.4cm17.7cm）重量 27磅（12.3千克）环境要求温度操作范围 22C2C储存范围 10C到30C湿度操作范围 20%到80%相对湿度（无冷凝）储存范围 5%到85%相对湿度（无冷凝）*每小时变化不能超过1C电力要求电压 100VAC10%120 VAC10%220 VAC10%240 VAC10%频率 50Hz60Hz60Hz时的电流 额定电流2.3A(100VAC)额定电流1.7A(120VAC)额定电流1.0A(220VAC)额定电流1.0A(240VAC)最大功率（模块） 500VAMG和SG模块的运作能力加热控制 环境温度到40C0.5C到达加热温度的时间 少于3小时达到40C的98%制冷控制 环境温度到10C0.5C到达制冷温度的时间 少于6小时达到10C的98%电子设备的湿度控制 35%90%RH3RH* 用HPLC级水时100%RH相对湿度薄膜检测舱和检测舱之间的变化 3RH*相对湿度容器检测舱和检测舱之间的变化 3RH*到达设置湿度的时间，薄膜 少于8小时到达设置的相对湿度的98%*用专门的校准技术可能能获得更精确的结果。如果需要更多的信息请联系膜康美国技术服务部，（763）493-7250。MW和SW模块的操作性能加热控制 环境温度到50C0.5C到达加热温度的时间 少于3小时到达50C的98%制冷控制 环境温度到5C0.5C到达制冷温度的时间 少于6小时到达5C的98%湿度产生 用HPLC级水产生100%相对湿度MA和SA模块的操作性能加热控制 环境温度+5C到50C0.5C到达加热温度的时间 少于3小时达到50C设置的98%制冷控制 无湿度产生 用HPLC级水产生100%相对湿度检测范围载气流量必需的最大检测时间校准标准分辨率全范围重复能力10-100gm/(m2-day)0.645-6.45gm/(1002-day)0.05-0.50gm/(pkg-day)100sccm15分钟鉴定薄膜P/N 031-3840.001gm/(m2-day)0.00006gm/(1002-day)0.000005gm/(pkg-day)1.0%1-10gm/(m2-day)0.0645-0.645gm/(1002-day)0.005-0.05gm/(pkg-day)100sccm30分钟鉴定薄膜P/N 031-3850.001gm/(m2-day)0.00006gm/(1002-day)0.000005gm/(pkg-day)1.0%0.1-1gm/(m2-day)0.00645-0.0645gm/(1002-day)0.0005-0.005gm/(pkg-day)100sccm45分钟鉴定薄膜P/N 031-3870.001gm/(m2-day)0.00006gm/(1002-day)0.000005gm/(pkg-day)5.0%0.005-0.1gm/(m2-day)0.0003-0.00645gm/(1002-day)0.0005-0.005gm/(pkg-day)100sccm60分钟鉴定薄膜P/N 031-3860.001gm/(m2-day)0.00006gm/(1002-day)0.000005gm/(pkg-day)35.0%1-10gm/(m2-day)0.0645-0.645gm/(1002-day)0.005-0.05gm/(pkg-day)10sccm30分钟鉴定薄膜P/N 031-3850.001gm/(m2-day)0.000006gm/(1002-day)0.0000005gm/(pkg-day)0.5%0.1-1gm/(m2-day)0.00645-0.0645gm/(1002-day)0.0005-0.005gm/(pkg-day)10sccm45分钟鉴定薄膜P/N 031-3870.001gm/(m2-day)0.000006gm/(1002-day)0.0000005gm/(pkg-day)1.0%0.005-0.1gm/(m2-day)0.0003-0.00645gm/(1002-day)0.0005-0.005gm/(pkg-day)10sccm60分钟鉴定薄膜P/N 031-3860.001gm/(m2-day)0.000006gm/(1002-day)0.0000005gm/(pkg-day)2.0%表2.1；分辨率和可重复能力注意：1. 重新清零循环数必须是检测舱检测数的一倍或更多。2. 在A，B和R检测舱里的样本大小必须相同。3. 校准会在样本检测时的气流量进行。4. 检测在37.8摄式度进行。5. 当检测时间大于等于45分钟时不能用R检测舱进行检测。6. 如果使用产生的相对湿度，G模块全范围可重复能力是5.0%。面积相对湿度流量水蒸汽渗透率检测范围50cm2100%10sccm0.005-10.00gm/(m2-day)0.0003-0.645gm/(100in2-day)0.000025-0.05gm/(pkg-day)50cm2100%100sccm0.035-100.0gm/(m2-day)0.0023-6.45gm/(100in2-day)0.00017-0.05gm/(pkg-day)50cm235%100sccm0.10-286.0gm/(m2-day)0.006-18.5gm/(100in2-day)0.0005-1.43gm/(pkg-day)50cm2100%200sccm0.070-200.0gm/(m2-day)0.0045-12.90gm/(100in2-day)0.00035-1.0gm/(pkg-day)50cm235%200sccm0.20-570gm/(m2-day)0.012-36.8gm/(100in2-day)0.001-2.85gm/(pkg-day)5cm2100%10sccm0.05-100.0gm/(m2-day)0.003-6.45gm/(100in2-day)5cm2100%100sccm0.035-1000.0gm/(m2-day)0.022-64.50gm/(100in2-day)5cm235%100sccm1.0-2860.0gm/(m2-day)0.064-184.0gm/(100in2-day)5cm2100%200sccm0.07-2000.0gm/(m2-day)0.045-129.0gm/(100in2-day)5cm235%200sccm2.0-5700.0gm/(m2-day)0.129-368.0gm/(100in2-day)表2.2：水蒸汽渗透率检测范围容器温控箱（PEC）操作性能加热控制，G模块 环境温度到40C0.5C加热控制，W模块 环境温度到50C0.5C加热控制，A模块 无到达加热温度的时间 少于8小时到达40C的98%制冷控制，G和W模块 环境温度到10C0.5C制冷控制，A模块 无到达制冷温度的时间 少于24小时到达10C的98%湿度控制，G模块 100%RH和35%90%RH3RH湿度控制，W和A模块 只有100%RH到达设置的湿度的时间 少于24小时最大可容纳的容器体积 4升温控箱操作性能温度范围 5C到50C0.5C湿度控制 无电脑规格电脑规格请参考电脑说明书。打印机规格打印机规格请参考打印机说明书。第3章：安装本章告诉你如何装配PERMATRAN-W 3/33的各个部件并使系统准备运作。阅读本章可以学到： 安装系统元件 连接系统线路 连接干燥剂罐 把氮气管接到模块上 设置模块标识号拆开包装箱每台PERMATRAN-W 3/33模块都装在一个单独的箱里。电脑，显示器和打印机被一起装在另一个箱里。使用设备清单确认你已收到你需要的所有东西。如果有任何部件缺失或损坏，请联系膜康美国技术服务部（763）493-7250。在安装任何的PERMATRAN-W 3/33元件前阅读附录A“现场安装准备说明”。安装系统组件你必须把PERMATRAN-W 3/33系统的所有元件安装在一个稳固的实验台或工作台上。工作台表面必须平坦，清洁，并且不能有剧烈震动。确保检测环境达到附录A“安装准备说明” 列出的要求。按以下步骤安装电脑，打印机，PERMATRAN-W 3/33主机模块和分机模块。1. 在工作台表面安装电脑。按照电脑说明书的介绍连接键盘，显示器和电源线到CPU（电脑主机）上。在安装完所有的PERMATRAN-W 3/33组件前不要插上电脑电源。2. 在电脑旁安装打印机。安装步骤参见打印机说明书。3. 安装PERMATRAN-W 3/33模块。4. 阅读本章的“连接系统线路” ，连接所有的组件并插上它们的电源。图3-1：背部面板的组成和控制标号名称描述1保险丝支架5安培的保险丝支架防止输出（物品5）过载，保