DE2514848A1

DE2514848A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen der gasdurchlaessigkeit von verpackungsmaterialien

Info

Publication number: DE2514848A1
Application number: DE19752514848
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Modern Controls Inc
Current assignee: Modern Controls Inc
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1975-10-23
Also published as: JPS50144490A; US3902068A

Description

Anwaltsakte W 109

MODERN CONTROLS, INC. Minneapolis, Minnesota 55406, V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Gasdurchlässigkeit von Verpackungsmaterialien

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Gas- oder Dampfdurchlässigkeit von verschiedenen Verpackungsmaterialien und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen eine druckmodulierte Infrar'otabsorption ausgenutzt wird.

Ein Ziel der Erfindung ist es_#ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von verschiedenen Verpackungsmaterialien, wie etwa Plastikfolien, beschichteter Karton, Wachspapiere und dgl., zu schaffen.

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Die Erfindung schafft ein äußerst einfaches und wirksames Verfahren und eine äußerst einfache und wirksame Vorrichtung zum Messen der Sperrschichteigenschaften von bestimmten Materialien in bezug auf die Durchlässigkeit für verschiedene Gase.

Weiter ist es Ziel der Erfindung, die Verwendung von Bauteilen, wie rotierende Spiegel oder Verschlüsse ,zu vermeiden, die bislang häufig verwendet werden. Durch die Erfindung wird vermieden, daß irgendwelche beweglichen mechanischen Teile dem optischen Teil des verwendeten Infrarotanalysator zugeordnet sind.

Im Gegensatz zu den Doppel bündel- oder Doppelwell en!ängenspektrometern, die bislang verwendet werden, schafft die Erfindung eine Vorrichtung, bei welcher kein Nullpunktsfehler aufgrund von Temperatureinflüssen, Verunreinigung oder irgendeiner optischen Fehlausrichtung auftritt. In dieser Hinsicht erfolgt in Abwesenheit von irgendwelchen absorbierenden Bestandteilen keine Modulation und deshalb ist das Ausgangssignal, welches den Grad der Permeabilität angibt oder darstellt^ überhaupt nicht vorhanden, wenn kein Gas durch das Testmaterial hindurchleckt.

Weiter ermöglicht die Erfindung das Feststellen von geringen Spuren des Testgases, das durch das getestete Material durchgelassen worden ist, und außerdem das Erzielen einer Anzeige der Menge von irgendwelchem Gas, das durch das getestete Material durchgelassen worden ist, und zwar auf sehr genaue und beständige Weise.

Gemäß der Erfindung wird, kurz gesagt, irgendwelches Testgas, das von einer Seite des Testmaterials zu der anderen Seite desselben durchgelassen wird, gesammelt. Dieses gesammelte Gas, bei welchem es sich um speziell ausgewähltes Gas handelt, weil es die Fähigkeit hat, Infrarotenergie mit einer bekannten Wellenlänge zu absorbieren, wird einem Pumpvorgang ausgesetzt, so daß seine Dichte innerhalb der Absorptionszelle eines Infrarot(IR)-Gasanalysators zyklisch vergrößert und verringert wird. Zur Erzeugung der Druckpulsationen, die zu den Dichteänderungen führen, wird ein motorbetätigter Balg wiederholt zusammengedrückt und ausgedehnt. Nimmt man an, daß durch das getestete

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Material (Bogen, Platten oder Folien) etwas Gas hindurchgelassen worden ist, so wird das gesammelte Gas durch eine Venturidüse hindurchgesaugt, und zwar aufgrund einer geschlossenen Schleife, die ermöglicht, daß jegliches Gas, welches gesammelt worden ist, in den die Verengung der Venturidüse umgebenden Niederdruckbereich gesaugt wird. Da das Testgas mehr Infrarotenergie absorbiert, wenn es zusammengedrückt ist, führt die Erzeugung der oben genannten Druckpulsationen zu einem modulierten Bündel, da die Bündelenergie während der größeren Verdichtung mehr gedämpft wird. Nach dem Austritt aus der Absorptionszelle wird das modulierte Bündel durch ein Interferenzfilter hindurchgeleitet, welches nur ein schmales Strahlungsenergieband durchläßt, dessen Mitte in der Nähe der bekannten Wellenlänge des gewählten Testgases liegt. Die durch das Filter hindurchgehende Energie trifft auf eine Photozelle und das schwankende oder Wechselstromausgangssignal wird verstärkt und gleichgerichtet und das gleichgerichtete Signal wird einem Streifenschreiber zugeführt. Die Steigung der aufgezeichneten Kurve stellt die Durchlässigkeit des getesteten Materials für das Testgas dar.

Zusammenfassung der Erfindung:

Das getestete Material wird zwischen die beiden Hälften einer Diffusionszene eingespannt, so daß eine erste und eine zweite Kammer auf der einen bzw. der anderen Seite des Materials geschaffen wird. Ein Testgas wird in die erste Kammer eingeleitet, wobei das gewählte Gas in der Lage ist, Strahlungsenergie mit einer bekannten Wellenlänge zu absorbieren. Jegliches Gas, welches aus der ersten Kammer durch das Material hindurch in die zweite Kammer geht, gibt die Permeabilität des getesteten Materials an. Wenn kein Gas durch das Material hindurchleckt, so ist das Material faktisch gasundurchlässig. Wenn Gas hindurchleckt, so stellt die Menge des in der zweiten Kammer aufgefangenen Gases den Grad der Porosität des Materials dar.

Eine Venturi-Zirkuliervorrichtung, welche aus einem düsenartigen Reduzierstück besteht, ist zwischen der zweiten Kammer und einer Absorptionszelle in Reihe geschaltet und ihr Einschnürungs- oder Verengungsteil ist mit einem anderen Abschnitt der zweiten Kammer gesondert verbunden. Mit Hilfe eines motorbetätigten Balges, der ebenfalls mit

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der Absorptionszelle verbunden ist, werden innerhalb der Absorptionszene Druckpulsationen erzeugt, um das Gas aus der zweiten Kammer in den Verengungsteil der Venturidüse zu leiten, bei welch letzterem es sich um einen Bereich handelt, in welchem aufgrund der schnelleren Strömung in diesem Verengungsteil ein geringerer Druck herrscht. Infolgedessen vermischt sich aufgrund der Druckpulsationen jegliches Gas schnell, welches in die zweite Kammer diffundiert und durch den Balg in die Absorptionszelle gesaugt wird.

Ein Infrarotenergiebündel wird durch die Absorptionszelle hindurchgeleitet und .tritt über ein Interferenzfilter aus, welches die Fähigkeit hat, ein verhältnismäßig schmales Strahlungsenergieband durchzulassen, wobei die Mitte des Bandes allgemein bei der bekannten Wellenlänge des Testgases liegt. Nachdem das Bündel durch das Filter hindurchgegangen ist, trifft es auf eine Photozelle. Dank des modulierten Zustandes der durch die Photozelle empfangenen Energie kann sie mit einem Wechselstromverstärker verstärkt und anschließend gleichgerichtet werden, so daß einem Streifenschreiber ein Gleichstrom zugeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform

der Vorrichtung nach der Erfindung, und,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Venturi-

Umwälzvorrichtung, die in der Vorrichtung von Fig.l vorgesehen ist.

Mit der Erfindung können verschiedene Materialien auf ihre Sperrschichteigenschaften oder -kenndaten hin überprüft werden, wobei innerhalb des Rahmens der Erfindung die Permeabilität oder Durchlässigkeit von Kunststoffolien, beschichteter Pappe und Wachspapieren sowie von anderen Materialien getestet werden können, die gewöhnlich zum Verpacken verschiedener Produkte verwendet werden. In dem vorliegenden Fall ist eine Kunststoffolie 10 dargestellt worden.

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Die Kunststoffolie 10, beispielsweise aus Polyäthylen, Mylar oder Saran, ist in eine Diffusionszelle 11 eingespannt, die aus zwei trennbaren Hälften besteht, nämlich einem oberen Gehäuse 12 und einem unteren Gehäuse 14, die in Fig.l im Schnitt sichtbar sind. Die Kanten der beiden Gehäuse, die an der Kunststoffolie 10 anliegen, sind jeweils durchgehend mit einer Weichgummidichtung 16 versehen. Mittels geeigneter Klammern, wie beispielsweise C-Klammern (nicht dargestellt), können die beiden Gehäusehälften 12, 14 fest gegen die Folie 10 gespannt werden.

Das obere Gehäuse 12 bildet eine Kammer 18, in welche über eine Leitung 20, in welcher ein Dosierventil 22 angeordnet ist, ein Testgas eingeleitet werden kann. Das Gas, das in diesem Fall gewählt worden ist, ist Butan, welches eine Strahlung dämpft, die eine Wellenlänge von 3,4 μπι hat. Selbstverständlich kann in einigen Fällen auch sehr gut Kohlendioxid das Testgas bilden; die Dämpfungswellenlänge von Kohlendioxid beträgt 4,3 μΐη. Tatsächlich können verschiedene Gase oder Dämpfe verwendet werden, welche Strahlungsenergie bei spezifischen Wellenlängen in dem Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums dämpfen. Manchmal soll die Durchlässigkeit einer bestimmten Sperrschicht oder Trennwand für Wasserdampf festgestellt werden, wobei dann die Kunststoffolie 10 durch dieses Material ersetzt wird. In der folgenden Beschreibung wird vorausgesetzt, daß die dem Benutzer bei der Durchführung der Erfindung zur Verfügung stehenden Wahlmöglichkeiten in keiner Weise auf Butan beschränkt sind, sondern daß andere Gase oder Dämpfe verwendet werden können, wobei das besondere Fluid von dem getesteten Material und dem Verwendungszweck des Materials abhängig ist. Ein Vorratsbehälter 24 enthält einen Butanvorrat. Eine Auslaßleitung 26, die in die Atmosphäre führt, gestattet, daß jegliche Luft, die in der Kammer 18 eingeschlossen sein könnte, zuerst hinausgedrängt wird, so daß anschließend faktisch reines Butan vorhanden ist. Es ist lediglich erforderlich, daß das Ventil 22 geöffnet wird, so daß das Testbutan aus dem Behälter 24 in die Kammer 18 und dann hinaus durch das Auslaßrohr 26 strömen kann. Das Ventil 22 wird geöffnet gelassen, wodurch eine Strömungsverbindung zwischen dem Vorratsbehälter 24 und der Kammer 18 und selbstverständlich eine ständige Fluidberührung mit der Oberseite des Materials 10 aufrechterhalten wird.

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An dieser Stelle wird eine in ihrer Gesamtheit mit 30 bezeichnete Venturiumwälzvorrichtung betrachtet. Die Umwälzvorrichtung 30 enthält eine Venturi anordnung 32 (am besten aus Fig. 2 ersichtlich) in Form eines Rohres 34, welches an der Stelle 36 eine Einschnürung oder Verengung mit sich zunehmend erweiternden konischen Durchlässen 38, 40 hat, welche sich von der in der Mitte angeordneten Verengung 36 aus aufwärts bzw. abwärts erstrecken. Bekanntlich wird in Venturidüsen aufgrund des schnelleren Gasstroms an der Einschnürung 36 ein Bereich reduzierten Druckes geschaffen.

Mit dem unteren Gehäuse 14 und der Einschnürung 36 ist eine Leitung verbunden, in welcher ein Reinigungshahn 44 angeordnet ist. Wie sein Name aussagt, dient dieser Hahn 44 dem Zweck, das System von jeglichem in der unteren Kammer 46 vorhandenem Gas nach Ausführung eines Tests zu reinigen. Von dem erweiterten Ende des Durchlasses 38 der Venturianordnung 32 aus führt eine Leitung 48 nach oben, die mit der Kammer 46 in Verbindung steht. Von dem unteren erweiterten Ende 40 aus führt eine weitere Leitung 50 abwärts, die mit dem Innern einer langgestreckten Absorptionszelle 52 in Verbindung steht, welche infrarotdurchlässige Fenster 54, 56 an einander gegenüberliegenden Enden aufweist.

Die Zelle 52 ist ein wichtiger Teil eines IR-Gasanalysators, der in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 60 bezeichnet ist und außerdem an seinem einen Ende eine Infrarotenergiequelle 62 aufweist. Die Quelle 62 liefert ein Strahlungsenergiebündel, welches durch die langgestreckte Zelle 52 und anschließend durch ein Interferenzfilter 64 hindurchgeht, welches so gewählt ist, daß es ein schmales Strahlungsband durchläßt, dessen Mitte in der Nähe von 3,4 pm liegt. Das ist die Wellenlänge, bei welcher das gewählte Gas, Butan, seine größte Dämpfung hat. Da das hier beschriebene Verfahren dem Abfühlen jeglichen Gases angepaßt werden kann, welches ein Absorptionsspektrum in dem Nahinfrarotbereich hat, wird das besondere Filter 64 in Übereinstimmung mit den Absorptionseigenschaften des Gases gewählt, das verwendet wird. Anders ausgedrückt, der Absorptionsbestandteil ist es, der die Wahl des besonderen Filters bestimmt. Der Analysator 60 enthält außerdem eine photoelektrische Zelle 66, auf welche das Strahlungsbündel nach dem Durchgang durch

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das Filter 66 auftrifft. Obwohl es vielleicht nicht ohne weiteres zu erkennen ist, bildet das Ausgangssignal der Photozelle 66 ein schwankendes Stromsignal oder Wechselstromsignal und wird dem Eingang eines Wechsel Stromverstärkers 68 eingeprägt. Das verstärkte Wechselstromausgangssignal des Verstärkers 68 wird einem Ausgangsgleichrichter 70 zugeführt, welcher ein veränderliches Gleichstromsignal an einen Streifenschreiber 72 abgibt.

An dieser Stelle sei auf die Verwendung eines Rohres oder einer Leitung 74 hingewiesen, die abwärts zu einem flexiblen Metallbalg 76 führt. Eine Gelenkverbindung 78, die durch ein motorgetriebenes Kurbel rad 80 betätigt wird, bewirkt, daß der Balg 76 wiederholt zusammengedrückt und ausgedehnt wird. Aus dem folgenden wird noch deutlicher werden, daß durch dieses wiederholte Zusammendrücken des Balges 76 das Infrarotbündel aufgrund des sich ergebenden pulsierenden Druckes moduliert wird, wenn Butan vorhanden ist.

Betriebsweise

Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte die Betriebsweise der Vorrichtung deutlich geworden sein. Eine ausführliche Beschreibung einer Betriebsfolge dürfte jedoch zum vollen Verständnis der verschiedenen Vorteile nützlich sein, die sich daraus ergeben.

Der Vorbereitungsschritt, der auszuführen ist, besteht darin, daß die Kunststoffolie 10 in die Diffusionszelle 11 eingespannt wird. Die Einspannvorrichtung ist zwar nicht dargestellt, durch dieses Einspannen werden jedoch die beiden Dichtungen 16 gegen das Testmaterial 10 gedrückt.

Der nächste Schritt besteht darin, daß die obere Kammer 18 mit Butangas gefüllt wird.Dazu wird das Ventil 22 geöffnet, so daß das Butan in die Kammer 18 strömen und jegliche darin befindliche Luft verdrängen kann. Das Ventil 28 bleibt während des gesamten Tests geöffnet, wodurch eine ununterbrochene Oberflächenberührung des Gases mit dem Material 10 sichergestellt ist.

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Unter diesen Bedingungen ist es nicht wesentlich, daß der Reinigungshahn 44 zur Atmosphäre hin geöffnet wird, da jegliches Testgas aus einem vorangehenden Test bereits entwichen sein dürfte. Zum Wiederholen eines bestimmten Tests ermöglicht jedoch manchmal das öffnen des Reinigungshahnes 44, daß die Kammer 46 mit Luft (oder zumindest einem Gas, welches andere Dämpfungseigenschaften als das Testgas hat, bei welchen es sich in dem Beispiel um Butan handelt) gefüllt wird, ohne daß die Spannvorrichtung der Diffusionszelle 11 geöffnet zu werden braucht.

In jedem Fall sollte nun beachtet werden, daß der Testgradient mit der Folie 10 gebildet worden ist» die auf ihrer Oberseite 100 Prozent Butan mit Atmosphärendruck und auf ihrer Unterseite butanfreier Luft ausgesetzt ist, die ebenfalls vorzugsweise auf Atmosphärendruck ist. Unter dem Einfluß der Antriebskraft, die durch den Butanpartialdruckgradient geliefert wird, beginnen Butanmoleküle aus der Kammer durch die Kunststoffolie 10 hindurch in die untere Kammer 46 zu diffundieren, wobei angenommen wird, daß das Testmaterial 10 für das betreffende Testgas (in diesem Fall Butan) zumindest etwas durchlässig ist. Da der einzige Weg aus der oberen Kammer 18 in die untere Kammer 46 durch die Folie 10 führt, gibt jegliches in der unteren Kammer 46 gesammelte Butan die Gasdurchlässigkeitskenndaten der Folie 10 an.

Es zeigt sich, daß sich das Butan, welches durch die Folie 10 diffundiert, verhältnismäßig gleichmäßig in dem gesamten "Auffangraum" verteilt, welcher durch die Kammer 46 plus die verschiedenen Leitungen 42, 48, 50 und 74, die Venturi anordnung 32, den Balg 76 sowie die Absorptionszelle 52 gebildet ist. Wenn der Dampf durch die Folie diffundiert, nimmt seine Konzentration in dem unteren Auffangraum mit zunehmender Zeitdauer zu.

Um die Verteilung von jeglichem Butangas zu beschleunigen, das durch die Testfolie 10 diffundiert ist, bewirkt die Venturianordnung 32, daß das Gas in einer geschlossenen Schleife umgewälzt wird, die durch die Folge von mit 90 bezeichneten Pfeile dargestellt ist. Das wird durch den motorbetätigten Balg 76 erreicht, der wiederholt zusammen-

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gedrückt wird, damit eine Gasströmung in der Richtung des Doppelpfeils 92 hervorgerufen wird. Aufgrund des Bereiches verringerten Druckes an der Einschnürung 36 wird durch den niedrigen Druck an dieser Stelle Luft aus der unteren Kammer 46 durch das Rohr 42 in die Venturianordnung 32 gesaugt. Das bewirkt eine schnellere Verteilung des Butans, welches durch die Folie 10 diffundiert sein kann, und das schnelle Vermischen des Butans, welches in der Schleife zirkuliert, die durch die aufeinander folgenden Pfeile 90 angegeben ist. Es ist zu erkennen, daß der reduzierte Druck vorhanden ist, unabhängig davon, ob das Gas aufwärts oder abwärts gedrängt wird, wie durch den Doppelpfeil 92 angegeben. Wegen der ständigen Bewegung, die durch die Pulsationen hervorgerufen wird, welche der wiederholt zusammengedrückte und auseinandergezogene Balg 76 erzeugt, wird das Butan, welches durch die Folie 10 diffundiert ist, auf sämtliche Teile des Auffangraumes verteilt, welcher, wie bereits erwähnt, den Balg 76, die Absorptionszelle 52, die Venturianordnung 32, die Kammer 46 und die Verbindungsleitungen umfaßt.

Durch das zyklische Zusammendrücken des Balges 76 wird jegliches Butan, welches in dem unteren Teil des Systems vorhanden ist, entsprechend zusammengedrückt. Wenn das Butan zusammengedrückt wird, wird es weniger strahlungsdurchlässig, d.h. es absorbiert mehr Strahlungsenergie als wenn es nicht zusammengedrückt ist, und, wenn der Druck nachläßt oder verringert wird, so geht mehr Energie hindurch, wobei weniger Energie in der Zelle 52 des Analysators 60 absorbiert wird. Von diesem Druckeffekt wird Gebrauch gemacht, um eine sehr gut feststellbare Modulation des durch die Zelle 52 hindurchgehenden Infrarotbündels zu erzeugen. Der motorgetriebene Balg 76 erzeugt Druckpulsationen, die ausreichend ausgeprägt sind, um das Feststellen durch die Photozelle 66 zu ermöglichen. Da der Verstärker 68 ein Wechsel stromverstärker ist, wird nur das schwankende Signal verstärkt.

Wenn das motorgetriebene Rad 80 mit 1 800 U/min gedreht wird, beträgt die Pulsationsfrequenz 30 Hz. Die Druckpulsationen werden nicht nur zum Modulieren des durch die Zelle 52 hindurchgehenden Bündels ver-

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wendet, sondern, wie bereits erwähnt, wird durch die· Venturiwirkung Gas aus der unteren Kammer 46 durch die geschlossene Schleife hindurchgeleitet, die durch die Pfeile 90 dargestellt und Teil des gesamten Auffangraumes ist. Aufgrund der verhältnismäßig engen Einschnürung 36 werden die verhältnismäßig großen Druckpulsationen, die in der Absorptionszelle 52 und den Balg 76 auftreten, nicht zu der Diffusionszelle 12 übertragen und sind deshalb nicht in der Lage, der übertragung von Butan abwärts durch die Folie 10 hindurch entgegenzuwirken.

Wenn kein Butan abwärts durch die Folie 10 durchgelassen worden ist, so ist wirklich kein Testgas innerhalb des Auffangraumes und insbesondere innerhalb der Absorptionszelle 52 vorhanden. Unter diesen Bedingungen erzeugen infolgedessen die Druckpulsationen in der Absorptionszelle 52 keine Modulation der durch die Zelle 52 hindurchgeleiteten Strahlungsenergie und die Photozelle 66 empfängt nur einen konstanten Strahlungspegel. Deshalb wird von der Photozelle 66 kein Wechselstromsignal an den Wechsel stromverstärker 68 abgegeben. Da der Wechsel stromverstärker 68 kein Ausgangssignal liefert, weil er kein schwankendes Eingangssignal hat, liefert der Gleichrichter 70 kein Gleichstromsignal, weil er aus dem Verstärker 68 nichts empfängt, und der Streifenschreiber 72 zeigt "Null" an.

Nimmt man andererseits an, daß Butan abwärts durch die Folie 10 durchgelassen worden ist und daß dasselbe sich von der unteren Kammer 46 aus in dem gesamten System verteilt hat, so wird durch die in der Absorptionszelle 52 vorhandene Butanmenge ein Teil der Strahlungsenergie aus der Quelle 62 absorbiert. Das hat zur Folge, daß eine geringere Energiemenge auf die Photozelle 66 auftrifft. Außerdem ändert sich diese Absorption, wenn sich der pulsierende Druck ändert, so daß die auf die Photozelle 66 auftreffende Energie in jedem Fall flackert. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß das resultierende Wechselstromsignal dieselbe Frequenz hat wie die Druckpulsationen und daß seine Amplitude eine Funktion der Butangaskonzentration in der Zelle 52 und deshalb eine Anzeige für die durch die Kunststoffolie 10 durchgelassene Gasmenge ist.

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Wenn sich der Schreibstift 72a des Streifenschreibers 72 in Obereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Gleichrichters 70 horizontal in Fig. 1 bewegt und wenn sich der Streifen 72b auf einer Zeitbasis vertikal bewegt, so folgt daraus, daß die Bedienungsperson die Steigung der auf den Streifen 72b aufgezeichneten Kurve 72c messen kann, um die Butandurchlaßgeschwindigkeit der Folie 10 zu bestimmen. .Die Konzentrationsdaten können jedoch auch auf andere Weise abgelesen werden, ohne daß ein Analogschreiber, wie beispielsweise der Streifenschreiber 72, erforderlich ist. Es ist zum Beispiel möglich, die Durchlaßmengen zu der Zeit in Beziehung zu setzen, die erforderlich ist, damit eine spezifische stufenweise Zunahme der Konzentration erfolgt. Die Gasdurchlaßrate ist somit grundsätzlich umgekehrt proportional zu der Zeit und eine Feststellung der in der Kaniner 46 während einer vorgeschriebenen Zeitspanne aufgefangenen Butangasmenge gibt die Gasdurchlaßrate der Folie 10 oder einer anderen Testsperrschicht an.

Außerdem sei angemerkt, daß das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung zwar von größtem Wert beim Feststellen der Durchlaßrate oder Durchlässigkeit sind, daß sie jedoch auch dazu verwendet werden können, jegliches Hindurchtreten von Gas durch die Folie oder eine andere getestete Sperrschicht festzustellen. Dafür braucht lediglich festgestellt zu werden, daß überhaupt ein Ausgangssignal aus dem Gleichrichter 70 vorhanden ist. Wenn kein derartiges Signal vorhanden ist, so ist kein Butan, oder welches Testgas oder welcher Dampf auch immer in die obere Kammer 18 eingeleitet worden ist, abwärts durch die Folie 10 oder eine andere Testschicht hindurch in die untere Kammer 46 gegangen. Ohne irgendwelches Testgas in der Absorptionszelle 52 wird dann durch die Photozelle 66 kein moduliertes Signal aufgenommen und es wird deshalb kein Signal verstärkt und gleichgerichtet. Wenn jedoch die Folie 10 Gas durchgelassen hat, so wird, obwohl die Menge ziemlich gering ist, von dem Gleichrichter 70 ein Ausgangssignal erzeugt, welches, ohne daß die Größe desselben festgestellt wird, anzeigt, daß etwas Gas durchgelassen worden ist. Gewöhnlich wird jedoch ein Test quantitativ durchgeführt, wobei sowohl die Menge als auch die Zeit berücksichtigt werden, wie oben beschrieben.

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Claims

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- 12 Patentansprüche:

\1J Vorrichtung zum Feststellen des Durchgangs von Gas durch eine Sperrschicht, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11) zum Festhalten der Sperrschicht (10), durch eine Einrichtung (20, 22, 24) zum Zuführen von Gas zu einer Seite der Sperrschicht, durch eine Einrichtung (76) zum wiederholten Verdichten zumindest eines Anteils jeglichen Gases, das durch die Sperrschicht hindurchgegangen ist, durch eine Einrichtung (52) zum Hindurchleiten von Strahlungsenergie durch den Gasanteil, während er wiederholt verdichtet wird, und durch Einrichtungen (64, 66, 68, 70, 72) zum Feststellen, ob die hindurchgeleitete Energie druckmoduliert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (68, 70), die nur dann ein Ausgangssignal liefern, wenn die hindurchgeleitete Energie druckmoduliert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (11) eine Diffusionszelle enthält, welche erste und zweite Kammern (18, 46) hat, zwischen welchen die Sperrschicht (10) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20, 22, 24), welche Gas einer Seite der Sperrschicht (10) zuführt, dieses Gas der ersten Kammer (18) zuführt, und daß die zweite Kammer (46) jegliches Gas sammelt, welches durch die Sperrschicht hindurchgeht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30), die dazu dient, aus der zweiten Kammer (46) zumindest einen Anteil jeglichen darin gesammelten Gases abzuführen, so daß dieser Anteil jeglichen Gases durch die Verdichtungseinrichtung (76) wiederholt verdichtet werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführeinrichtung (30) eine Venturianordnung (32) enthält.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturianordnung (32) erste und zweite konische Durchlässe (38, 40) und zwischen diesen eine Verengungsstelle (36) aufweist, daß der erste Durchlaß und die Verengungsstelle mit der zweiten Kammer (46) verbunden ist und daß der zweite Durchlaß mit der Einrichtung (52) zum Hindurchleiten von Strahlungsenergie verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (52) zum Hindurchleiten von Strahlungsenergie eine langgestreckte Absorptionszelle enthält, daß der zweite Durchlaß (40) näher bei einem Ende der Absorptionszelle und die Verdichtungseinrichtung (76) näher bei dem anderen Ende der Absorptionszelle an dieselbe angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungseinrichtung (76) einen Balg enthält.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmodulationsfeststelleinrichtung ein Interferenzfilter (64) und eine Photozelle (68) enthält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmodulationsfeststelleinrichtung außerdem einen Wechselstromverstärker (68) und einen Gleichrichter (70) enthält,
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmodulationsfeststelleinrichtung außerdem einen Streifenschreiber (72) enthält, welcher in Übereinstimmung mit der Zeit und dem Ausgangssignal des Gleichrichters (70) eine Kurve (72c) liefert, welche die Permeabilität der Sperrschicht (10) darstellt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmodulationsfeststelleinrichtung eine Quelle (62) für Strahlungsenergie, welche durch das wiederholt verdichtete Gas hindurchgeleitet wird, wobei das wiederholte Verdichten des Gases ein druckmoduliertes Strahlungsenergiebündel schafft, und ein Filter (64)

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enthält, welches das modulierte Strahlungsenergiebündel filtert, um Strahlungsenergie zu dämpfen, mit Ausnahme der in einem schmalen Band, welches eine bestimmte Wellenlänge enthält, bei welcher das Gas die Strahlungsenergie dämpft.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Photozelle (66), auf welche die durch das Filter (64) hindurchgehende Strahlungsenergie auftrifft.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Verstärker (68) zum Verstärken jedes Wechsel Stromsignal S₅ welches er aus der Photozelle (66) empfängt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter (70) zum Gleichrichten jeglichen Wechsel Stromsignals_s welches von dem Verstärker (68) geliefert wird.
17. Verfahren zum Feststellen des Durchgangs von Gas durch eine Sperrschicht gekennzeichnet durch folgende Schritte; Zuführen eines Gases zu einer Seite der Sperrschicht₅ wiederholtes Verdichten zumindest eines Anteils jeglichen Gases, das durch die Sperrschicht hindurchgegangen ist,. Hindurchleiten von Strahlungsenergie durch den wiederholt verdichteten Anteil von Gas« und

Feststellen des Vorhandenseins jeglicher Modulation der durch den wiederholt verdichteten Gasanteil hindurchgeleiteten Strahlungsenergie, wobei das Vorhandensein jeglicher Modulation einen Durchgang von Gas durch die Sperrschicht anzeigt, wenn das Gas die Fähigkeit besitzt_s zumindest einen Teil dar Strahlungsenergie zu absorbieren.
18. Verfahren nach Anspruch 17₉ dadurch gekennzeichnet_s daß das

Gas Infrarotenergie absorbiert und daß die Strahlungsenergie innerhalb des Infrarotspektrums liegt.

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