[发明专利]分析物渗透测试仪器的感测单元用的湿度控制系统

说明书

背景技术

渗透仪器用来测量目标分析物(比如氧气、二氧化碳或水蒸汽)穿过相关薄膜的传输速率。经受渗透测试的典型薄膜是聚合体包装薄膜，比如那些由低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、定向聚丙烯(OPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏二氯乙烯(PVTDC)等构成的薄膜。通常，要测试的薄膜定位于测试腔内以将腔密封地分为第一单元和第二单元。第一单元(一般称为感测单元)用惰性气体冲洗以从该单元移除任何目标分析物并且第二单元(一般称为分析物单元)填充有包含已知浓度目标分析物的气体。用于目标分析物的传感器检测已经从分析物单元穿过薄膜迁移入感测单元的目标分析物的存在。 

渗透仪器通常使用流过方法或累积方法来感测感测单元中目标分析物的存在。简言之，流过方法使用惰性冲洗气体来连续地获得已经迁移入感测单元的任何目标分析物并且将其传送至远程传感器。累积方法允许目标分析物在一个累积时期内聚集在感测单元中，并且传感器定位在感测单元内或在累积时期之后用冲洗气体冲洗感测单元以将累积的目标分析物传送至远程传感器。 

流过方法实际上允许使用所有类型的传感器，但是它们是昂贵并且复杂的系统。累积方法虽然允许使用敏感度不高且便宜的传感器来准确地测量目标分析物穿过薄膜的渗透，甚至在非常低的传输速率下，但是却需要明显更长的测试时间。 

电化学传感器通常优选地用于渗透仪器中，因为它们提供多个优点，包括(i)高度准确性，(ii)对于分析物的超高敏感性，(iii)对于单个分析物较高的特殊性，(iv)温度敏感性不高，(v)压力敏感性不高，(vi)对于流动的最小化敏感性，以及(vii)低成本。 

可惜的是，大多数薄膜的渗透特性对于湿度敏感并且大多数电化学 传感器是能改变感测单元内湿度的湿传感器(即电解质是水溶液)。因此，为了确保一致并且准确的测试结果，必须要控制感测单元内的湿度。 

对于那些采用通过控制流入感测单元的惰性冲洗气体的湿度的流过方法的系统，能控制感测单元内的湿度。可惜的是，这个技术不能用于采用累积方法的系统，因为感测单元在测试期间与流体流密封隔开。 

因此，非常需要一种用于当感测单元在测试期间与流体流密封隔开时控制分析物渗透测试仪器的感测单元内的湿度的系统和方法。 

发明内容

本发明涉及一种分析物渗透测试仪器用的湿度控制系统。所述系统包括(i)分析物渗透测试仪器，(ii)用于感测目标分析物的传感器，(iii)湿度控制腔，以及(iv)对于水蒸汽是可渗透的而对于目标分析物是不可渗透的选择性渗透膜。分析物渗透测试仪器限定测试腔，该测试腔可操作以接合测试薄膜，使得测试腔在整个渗透测试期间由测试薄膜密封地分为第一单元和第二单元。传感器布置为与第一单元流体连通。湿度控制腔与第一单元相邻设置并且与已知湿度的气体源和第一单元都流体连通，并且选择性渗透膜将湿度控制腔与第一单元密封地分开。 

附图说明

图1是用于执行本发明的测试过程的测试系统的一个实施例的示意性概述图。 

图2是图1中所示测试系统的测量单元部件的侧视图。 

图3是图2中所示测试系统的测量单元部件的顶视图。 

图4A是图3中所示测量单元沿着线4-4截取的截面侧视图，其中上部固定板处于远离壳体上部以一定距离隔开的打开位置中。 

图4A¹是图4A中所示测量单元中的缝隙的环绕入口区域的放大截面侧视图。 

图4A²是图4A中所示测量单元中的缝隙的环绕出口区域的放大截面侧视图。 

图4A³是图4A中所示测量单元中的缝隙的环绕传感器通路区域的放大截面侧视图。 

图4B是图3中所示测量单元沿着线4-4截取的横截面侧视图，其中上部固定板处于紧邻壳体上部的封闭位置。 

图4B¹是图4B中所示测量单元中的缝隙的环绕入口区域的放大截面侧视图。 

图4B²是图4B中所示测量单元中的缝隙的环绕出口区域的放大截面侧视图。 

图4B³是图4B中所示测量单元中的缝隙的环绕传感器通路区域的放大截面侧视图。 

图5A是图3中所示测量单元沿着线5-5截取的截面侧视图，其中上部固定板处于远离壳体上部以一定距离隔开的打开位置。 

图5A¹是图5A中所示测量单元中的环绕湿度控制窗口的放大截面侧视图。