JP3845055B2 - Gas permeability measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料膜を透過する測定ガスの透過率を測定するガス透過率測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、試料膜を装着する一対のセルからなるチャンバーと、試料膜の一方のセル内に測定ガスを加える測定ガスタンクと、試料膜の他方のセル内を減圧する真空ポンプと、試料膜を透過した測定ガスの圧力を測定する透過圧力センサーとからなるガス透過率測定装置は知られている。このガス透過率測定装置を使用して一定温度条件下でガス透過率を測定する場合には、ガス透過率測定装置の全体を恒温槽内に入れて装置全体を温度制御することにより測定を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ガス透過率測定装置の全体を恒温槽内に入れると、試料膜を透過した測定ガスの圧力を測定する透過圧力センサーも恒温槽内で温度制御されるため、透過圧力センサーの耐熱温度より高い温度でのガス透過率の測定ができないという課題があった。
また、装置全体を恒温槽内に入れるために恒温槽が大きくなり、温度制御する部分が増えることにより温度制御に時間を要すると共に、均一な温度分布に制御することが難しいという課題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、試料膜を装着する一対のセルからなるチャンバーと、前記試料膜の一方の一次側セル内に測定ガスを加える測定ガスタンクと、前記試料膜の他方の二次側セル内を減圧する真空ポンプと、前記試料膜を透過した測定ガスの圧力を測定する透過圧力センサーとからなるガス透過率測定装置であって、前記チャンバーと前記測定ガスタンクの温度を制御する温度制御部を備え、前記透過圧力センサーによる測定圧力を前記温度制御部と前記透過圧力センサーの部分の温度により補正して測定ガスの透過率を求めるようにしたガス透過率測定装置を提供するものである。
本発明によれば、前記チャンバーと前記測定ガスタンクは温度制御部により温度制御し、一方、前記透過圧力センサーの部分は室温又は透過圧力センサーの耐熱温度以内に温度制御することによって、前記透過圧力センサーの耐熱温度に左右されることなく前記チャンバーと前記測定ガスタンクの温度を制御することができる。また、温度制御部は装置全体を温度制御しないことにより前記温度制御部が小さくなるから、温度制御の時間を短縮でき、ガス透過率の試験全体の時間を短縮することができる。
【0005】
また、本発明は、前記温度制御部と前記透過圧力センサーの部分に温度センサーを設けた請求項1に記載のガス透過率測定装置を提供するものである。
本発明によれば、前記温度制御部と前記透過圧力センサーの部分の温度を測定して、前記透過圧力センサーによる測定圧力を補正して測定ガスの透過率を求めることができる。
【0006】
また、本発明は、前記透過圧力センサーと前記チャンバーを接続する配管内の体積が二次側の体積の1%以上の場合に、前記透過圧力センサーの部分を配管と透過圧力センサーに分けて前記測定圧力を温度補正するようにした請求項1又は2に記載のガス透過率測定装置を提供するものである。
本発明によれば、前記配管内の体積が二次側の体積の1%以上の場合に、前記配管の温度勾配による測定圧力の補正誤差を小さくして測定ガスの透過率を求めることができる。
【0007】
また、本発明は、前記透過圧力センサー側を透過圧力センサーの耐熱温度以内に温度制御する温度制御装置を備え、前記温度制御部と前記透過圧力センサー側に温度差がある場合に前記透過圧力センサーによる測定圧力を補正して測定ガスの透過率を求めるようにした請求項1乃至3のいずれかに記載のガス透過率測定装置を提供するものである。
本発明によれば、前記温度制御部と前記透過圧力センサー側を別々に温度制御するから透過圧力センサーの耐熱温度以上の試験温度で測定することができると共に、前記温度制御部と前記透過圧力センサー側の温度差が小さくなるように温度制御でき、補正レベルが小さくなり測定精度を向上させることができる。特に、試験温度が透過圧力センサーの耐熱温度以内の場合には、更に温度差を小さくして測定精度を向上させることができる。
【0008】
また、本発明は前記測定ガスタンクと前記チャンバーの間に外部制御で開閉可能なバルブを設けた請求項1乃至3のいずれかに記載のガス透過率測定装置を提供するものである。
本発明によれば、前記測定ガスタンクと前記チャンバーの間に設けたバルブの開閉を制御することにより、前記測定ガスタンク内に蓄えた試験圧力の測定ガスを試料膜に与えるタイミングを制御することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて説明する。
本発明に係るガス透過率測定装置は、試料膜10を装着する一対のセル6,7からなるチャンバー1と、前記試料膜10の一方の一次側セル6内に測定ガス11を加える測定ガスタンク2と、前記試料膜10の他方の二次側セル7内を減圧する真空ポンプ3と、前記試料膜10を透過した測定ガス11の圧力を測定する透過圧力センサー4とからなるガス透過率測定装置であって、前記チャンバー1と前記測定ガスタンク2の温度を制御する温度制御部5を備え、前記透過圧力センサー4による測定圧力を前記温度制御部5と前記透過圧力センサー4の部分の温度により補正して測定ガスの透過率を求めるように構成してある。
【0010】
図1に示す実施例において、チャンバー1は、一次側セル6と二次側セル7の間に試料膜10をセットして密閉することができるようにしてある。
一次側セル6は、配管24を介して測定ガスタンク2と接続し、測定ガス11を試料膜10の一次側に加えることができるようにしてある。
二次側セル7の凹部23には濾紙20を設けてあると共に、配管19を介して透過圧力センサー4と接続してある。また、一次側セル6には、温度センサー12を設けてあり、温度制御部5内の測定ガスの温度を測定することができるように構成してある。
【0011】
図1に示す実施例において、測定ガスタンク2は、バルブ14を備えた配管25を介して測定ガス源9に接続してあると共に、タンク圧力センサー8を設けてある。バルブ14の開閉を制御することにより測定ガスタンク2内の測定ガス11の圧力を試験圧力まで上昇させて、配管24を介して試験圧力の測定ガス11を一次側セル6に供給することができるように構成してある。
【0012】
図1に示す実施例において、温度制御部5は、恒温槽からなり、チャンバー1と測定ガスタンク2を収納して試験温度に保つように温度制御している。ただし、図示の実施例のように測定ガスタンク2全体を恒温槽内に設ける場合に限らず、測定ガスタンク2は、タンクを恒温槽の外に引き出すと共に、該タンクとチャンバー1の間の恒温槽内に、チャンバー1内の測定ガス11の容積の数倍のタンクを新たに設けて、測定ガス11を試験温度に保つように構成することも可能である。
【0013】
図1に示す実施例において、透過圧力センサー4は、配管19を恒温槽の外に引き出して、温度制御部5である恒温槽の外の室温部30に設けてある。これにより、温度制御部5内の温度を透過圧力センサー4の耐熱温度以上に設定することができると共に、透過圧力センサー4は耐熱性を要しないから耐熱性の低い圧力センサーを使用することが可能になる。
透過圧力センサー4は、アンプ22を介してパソコン29に接続してあり、試料膜10を透過した測定ガス11の圧力を測定してガス透過率を求めるようにしてある。また、透過圧力センサー4には、温度センサー13を設けてあり、配管19を含む透過圧力センサー4の部分の測定ガス11の温度を測定することができるように構成してある。
【0014】
室温部30には撹拌ファン21を設けてあり、透過圧力センサー4の周囲の空気を撹拌することにより、温度制御部5内から配管19によって透過圧力センサー4に伝わる熱を減少させ、透過圧力センサー4の部分の温度を略一定に保つように構成してある。
【0015】
また、室温部30に透過圧力センサー4側(透過圧力センサー4と配管19)を透過圧力センサー4の耐熱温度以内に温度制御する温度制御装置を備え、温度制御部5と透過圧力センサー4側に温度差がある場合に透過圧力センサー4による測定圧力を補正して測定ガスの透過率を求めるように構成することもできる。温度制御装置は、試験温度が透過圧力センサー4の耐熱温度以内の場合には、透過圧力センサー4側を試験温度に制御することができ、透過圧力センサー4による測定圧力から測定ガスの透過率を直接求めることもできる。一方、試験温度が透過圧力センサー4の耐熱温度以外の場合には、温度制御装置は透過圧力センサー4側を透過圧力センサー4の耐熱温度以内に温度制御することにより、温度制御部5と透過圧力センサー4側の温度差を小さくして、測定圧力の補正による誤差を小さくすることができる。
【0016】
真空ポンプ3は、バルブ16を備えた配管26を介して配管25に接続され、試料膜10の一次側を減圧することができるようにしてあると共に、バルブ15を備えた配管27を介して配管19に接続され、試料膜10の二次側を減圧することができるようにしてある。さらに、配管26,27には、バルブ18を備えた排気管28を設けて、測定ガス11を排気することができるように構成してある。
【0017】
次に、図1に示す実施例において、ガス透過率の測定手順について説明する。
(1)試料膜10をチャンバー1にセットして、チャンバー1を密閉する。
(2)全てのバルブ14,15,16,18を閉じて真空ポンプ3の電源を入れる。
(3)バルブ15を開き、透過圧力センサー4の指示値が一定の真空値になるまで試料膜10の二次側を減圧する。
(4)バルブ16を開き、透過圧力センサー4及びタンク圧力センサー8の指示値が一定の真空値になるまで試料膜10の一次側及び二次側を減圧する。
(5)バルブ15,16を閉じて減圧作業を終了する。
(6)バルブ14を開き、測定ガス源9から測定ガスタンク2に測定ガス11を供給し、タンク圧力センサー8の指示値が試験圧力まで上昇したところでバルブ14を閉じ、ガス透過率測定の試験が開始される。
(7)二次側の圧力変化率が一定状態(定常状態)になると試験が終了する。
(8)試験終了後は、真空ポンプを停止して、バルブ15,16,18を開き測定ガス11を排気する。
【0018】
そして、透過圧力センサー4によって測定された二次側の測定ガス(V1+V2)の圧力P[kPa]から温度補正をして、試料膜10のガス透過率GTR(Gas Transmission Rate)を求める。
このとき、二次側セル7の容積(濾紙20の密度を含まない)をV1[cm3]、二次側の配管19と透過圧力センサー4の容積をV2[cm3]、温度センサー12の測定温度をT1[K]、温度センサー13の測定温度をT2[K]とすると、理想温度T0[273K]に換算した二次側の測定ガス(V1+V2)の理想圧力P’[kPa]は数1に示す式により求めることができる。
【0019】
【数1】
【0020】
定常状態時の理想圧力P’[kPa]の変化と、試料膜10に対して一次側の測定ガス11と二次側の測定ガスの圧力差Pd[kPa]から、試料膜10のガス透過率GTRは数2に示す式により求めることができる。
【0021】
【数2】
【0022】
次に、図2に示す実施例について説明する。
17は、バルブであり、測定ガスタンク2とチャンバー1の間を接続する配管24に設けてある。バルブ17は、パソコン29により開閉を制御するようにしてあり、測定ガスタンク2内に蓄えた試験圧力の測定ガス11を試料膜10に加えるタイミングを制御することができるように構成してある。その他の構成は、図1に示す実施例と同様である。
【0023】
図2に示す実施例において、ガス透過率と拡散係数の測定手順について説明する。
(1)試料膜10をチャンバー1にセットして、チャンバー1を密閉する。
(2)全てのバルブ14,15,16,17,18を閉じて真空ポンプ3の電源を入れる。
(3)バルブ15を開き、透過圧力センサー4の指示値が一定の真空値になるまで試料膜10の二次側を減圧する。
(4)バルブ16,17を開き、透過圧力センサー4及びタンク圧力センサー8の指示値が一定の真空値になるまで試料膜10の一次側及び二次側を減圧する。
(5)バルブ15,16,17を閉じて減圧作業を終了する。
(6)バルブ14を開き、測定ガス源9から測定ガスタンク2に測定ガス11を供給し、タンク圧力センサー8の指示値が試験圧力まで上昇したところでバルブ14を閉じる。
(7)バルブ17をパソコン29の制御により開き、開いた瞬間より試験を開始し、経過時間に対する圧力を測定して、圧力変化率が一定状態になると試験が終了する。
(8)試験終了後は、真空ポンプを停止して、バルブ15,16,18を開き測定ガス11を排気する。
【0024】
この手順(7)で試料膜11の一次側に試験圧力の測定ガス11を加えると、測定ガス11は試料膜10の中に拡散して徐々に透過が始まり、図3に示すように透過圧力センサー4の測定圧力は試験開始後徐々に増加し、その後、圧力変化率が一定状態になり、時間に対して直線的に変化するようになる。この直線的に変化する部分の透過圧力センサー4の測定圧力を用いて、図1の実施例の場合と同様に試料膜10のガス透過率GTRを求めることができる。
【0025】
また、図3に示す測定圧力の変化曲線の直線部分の外挿線と、時間軸の交点より遅れ時間θを求め、数3に示す式により拡散係数Dを求めることができる。
【0026】
【数3】
【0027】
また、ガス透過率GTRは、拡散係数Dと溶解度係数Sの積(GTR=S×D)であることから、ガス透過率GTRと拡散係数Dが求まることにより溶解度係数Sを求めることもできる。
【0028】
図1又は図2に示す実施例において、透過圧力センサー4とチャンバー1を接続する配管19内の体積が二次側の体積(V1+V2)の1%以上の場合に、透過圧力センサーの部分を配管19と透過圧力センサー4に分けて測定圧力を温度補正するようにしてある。
配管19の温度は、温度制御部5内の温度T1[K]から透過圧力センサー4の温度T2[K]まで変化するので、配管19内の体積が二次側の体積の1%以上の場合には上述の数1に示す換算式では換算誤差が大きくなるため、透過圧力センサーの部分の容積V2を配管19と透過圧力センサー4と分けて、数4に示す換算式により二次側の測定ガス11の圧力を理想圧力P’[kPa]に換算するようにしてある。
透過圧力センサー4の容積をV2’[cm3]、配管19の容積をV3[cm3]、配管19の温度をT3(T3=(T1+T2)/2)[K]としている。
【0029】
【数4】
【0030】
例えば、試料膜10の二次側の各部の容積をV1=1[cm3]、V2’=3.5[cm3]としたとき、内径Φ=2[mm]、長さL=10[cm]の配管19を用いると、配管19内の体積(V3)は二次側の体積(V1+V2’+V3)の6.25%となるので、数4に示す換算式によって測定圧力を温度補正する。
ここで、配管19の温度変化を直線勾配として温度T3を計算しているため、配管19の実際の温度勾配との誤差が生じる。この温度T3の誤差が理想圧力P’に与える影響は、数4に示す換算式中のT3の係数(V3/(V1+V2’+V3))に依存するので、これによる誤差を小さくするにはV3を小さくすることが好ましい。
【0031】
【発明の効果】
以上の通り、本発明に係るガス透過率測定装置によれば、試料膜を装着する一対のセルからなるチャンバーと、前記試料膜の一方の一次側セル内に測定ガスを加える測定ガスタンクと、前記試料膜の他方の二次側セル内を減圧する真空ポンプと、前記試料膜を透過した測定ガスの圧力を測定する透過圧力センサーとからなるガス透過率測定装置であって、前記チャンバーと前記測定ガスタンクの温度を制御する温度制御部を備え、前記透過圧力センサーによる測定圧力を前記温度制御部と前記透過圧力センサーの部分の温度により補正して測定ガスの透過率を求めるようにした構成を有することにより、前記チャンバーと前記測定ガスタンクは温度制御部により温度制御し、一方、前記透過圧力センサーの部分は室温又は透過圧力センサーの耐熱温度以内に温度制御することによって、前記透過圧力センサーの耐熱温度に左右されることなく前記チャンバーと前記測定ガスタンクの温度を制御することができる。また、温度制御部は装置全体を温度制御しないことにより前記温度制御部が小さくなるから、温度制御の時間を短縮でき、ガス透過率の試験全体の時間を短縮することができる効果がある。
【0032】
また、本発明は、前記温度制御部と前記透過圧力センサーの部分に温度センサーを設けた請求項1に記載の構成を有することにより、前記温度制御部と前記透過圧力センサーの部分の温度を測定して、前記透過圧力センサーによる測定圧力を補正して測定ガスの透過率を求めることができる効果がある。
【0033】
また、本発明は、前記透過圧力センサーと前記チャンバーを接続する配管内の体積が二次側の体積の1%以上の場合に、前記透過圧力センサーの部分を配管と透過圧力センサーに分けて前記測定圧力を温度補正するようにした請求項1又は2に記載の構成を有することにより、前記配管内の体積が二次側の体積の1%以上の場合に、前記配管の温度勾配による測定圧力の補正誤差を小さくして測定ガスの測定率を求めることができる効果がある。
【0034】
また、本発明は、前記透過圧力センサー側を透過圧力センサーの耐熱温度以内に温度制御する温度制御装置を備え、前記温度制御部と前記透過圧力センサー側に温度差がある場合に前記透過圧力センサーによる測定圧力を補正して測定ガスの透過率を求めるようにした請求項1乃至3のいずれかに記載の構成を有することにより、前記温度制御部と前記透過圧力センサー側を別々に温度制御するから透過圧力センサーの耐熱温度以上の試験温度で測定することができると共に、前記温度制御部と前記透過圧力センサー側の温度差が小さくなるように温度制御でき、補正レベルが小さくなり測定精度を向上させることができる。特に、試験温度が透過圧力センサーの耐熱温度以内の場合には、更に温度差を小さくして測定精度を向上させることができる効果がある。
【0035】
また、本発明は前記測定ガスタンクと前記チャンバーの間にバルブを設けた請求項1乃至3のいずれかに記載の構成を有することにより、前記測定ガスタンクと前記チャンバーの間に設けたバルブの開閉を制御することによって、前記測定ガスタンク内に蓄えた試験圧力の測定ガスを試料膜に与えるタイミングを制御することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明ガス透過率測定装置の一実施例を示す構成図
【図2】 他の実施例を示す構成図
【図3】 試料膜の二次側の圧力変化を示す図
【符号の説明】
1 チャンバー
2 測定ガスタンク
3 真空ポンプ
4 透過圧力センサー
5 温度制御部
6 一次側セル
7 二次側セル
8 タンク圧力センサー
9 測定ガス源
10 試料膜
11 測定ガス
12,13 温度センサー
14,15,16,17,18 バルブ
19 配管
20 濾紙
21 撹拌ファン
22 アンプ
23 凹部
24,25,26,27 配管
28 排気管
29 パソコン
30 室温部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas permeability measuring apparatus that measures the permeability of a measurement gas that passes through a sample membrane.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a chamber composed of a pair of cells on which a sample film is mounted, a measurement gas tank for adding a measurement gas into one cell of the sample film, a vacuum pump for depressurizing the other cell of the sample film, and the sample film permeated A gas permeability measuring device comprising a permeation pressure sensor that measures the pressure of a measurement gas is known. When measuring gas permeability under a constant temperature condition using this gas permeability measuring device, the entire gas permeability measuring device is placed in a thermostatic chamber and the temperature is controlled by controlling the entire device. It was.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the entire gas permeability measuring device is placed in a thermostatic chamber, the temperature of the permeation pressure sensor that measures the pressure of the measurement gas that has permeated the sample membrane is also controlled in the thermostatic chamber. There was a problem that the gas permeability could not be measured at a high temperature.
Moreover, since the thermostat bath becomes large in order to put the entire apparatus in the thermostat bath, and there are more portions for temperature control, it takes time to control the temperature, and it is difficult to control the temperature distribution uniformly.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a chamber composed of a pair of cells on which a sample film is mounted, a measurement gas tank for adding a measurement gas into one of the primary cells of the sample film, and the sample film A gas permeability measuring device comprising a vacuum pump for reducing the pressure in the other secondary cell and a permeation pressure sensor for measuring the pressure of the measurement gas that has permeated through the sample membrane, wherein the temperature of the chamber and the measurement gas tank A gas permeability measuring device comprising a temperature control unit for controlling the pressure, and correcting the measurement pressure by the permeation pressure sensor with the temperature of the temperature control unit and the permeation pressure sensor part to obtain the permeability of the measurement gas It is to provide.
According to the present invention, the temperature of the chamber and the measurement gas tank is controlled by a temperature control unit, while the portion of the permeation pressure sensor is controlled at a room temperature or within a heat resistant temperature of the permeation pressure sensor, thereby the permeation pressure sensor. The temperature of the chamber and the measurement gas tank can be controlled without being affected by the heat resistant temperature of the gas. In addition, since the temperature control unit becomes smaller by not controlling the temperature of the entire apparatus, the temperature control unit can be shortened, and the time for the entire gas permeability test can be shortened.
[0005]
The present invention also provides the gas permeability measuring apparatus according to claim 1, wherein temperature sensors are provided in the temperature control section and the permeation pressure sensor.
According to the present invention, the temperature of the temperature control unit and the permeation pressure sensor can be measured, and the measurement gas permeability can be determined by correcting the measurement pressure by the permeation pressure sensor.
[0006]
In the present invention, when the volume in the pipe connecting the permeation pressure sensor and the chamber is 1% or more of the volume on the secondary side, the permeation pressure sensor portion is divided into the pipe and the permeation pressure sensor. The gas permeability measuring apparatus according to
According to the present invention, when the volume in the pipe is 1% or more of the volume on the secondary side, the measurement gas permeability can be obtained by reducing the correction error of the measurement pressure due to the temperature gradient of the pipe. .
[0007]
In addition, the present invention includes a temperature control device that controls the temperature of the permeation pressure sensor within a heat resistant temperature of the permeation pressure sensor, and the permeation pressure sensor when there is a temperature difference between the temperature control unit and the permeation pressure sensor. The gas permeability measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the measuring gas permeability is corrected to obtain the measuring gas permeability.
According to the present invention, since the temperature control unit and the permeation pressure sensor side are separately temperature controlled, the temperature control unit and the permeation pressure sensor can be measured at a test temperature equal to or higher than the heat resistance temperature of the permeation pressure sensor. The temperature can be controlled so that the temperature difference on the side becomes small, the correction level becomes small, and the measurement accuracy can be improved. In particular, when the test temperature is within the heat resistance temperature of the transmission pressure sensor, the temperature difference can be further reduced to improve the measurement accuracy.
[0008]
The present invention also provides a gas permeability measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein a valve that can be opened and closed by external control is provided between the measurement gas tank and the chamber.
According to the present invention, by controlling the opening and closing of a valve provided between the measurement gas tank and the chamber, it is possible to control the timing at which the measurement gas having the test pressure stored in the measurement gas tank is applied to the sample film. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on the illustrated examples.
The gas permeability measuring apparatus according to the present invention includes a chamber 1 including a pair of
[0010]
In the embodiment shown in FIG. 1, the chamber 1 is configured so that a
The
A
[0011]
In the embodiment shown in FIG. 1, the
[0012]
In the embodiment shown in FIG. 1, the
[0013]
In the embodiment shown in FIG. 1, the permeation pressure sensor 4 is provided in the
The permeation pressure sensor 4 is connected to a
[0014]
A stirring
[0015]
Further, the
[0016]
The
[0017]
Next, in the embodiment shown in FIG. 1, a measurement procedure for gas permeability will be described.
(1) The
(2) Close all the
(3) Open the
(4) The
(5) The
(6) The
(7) The test ends when the secondary side pressure change rate reaches a constant state (steady state).
(8) After completion of the test, the vacuum pump is stopped, the
[0018]
Then, temperature correction is performed from the pressure P [kPa] of the secondary measurement gas (V 1 + V 2 ) measured by the permeation pressure sensor 4 to obtain a gas transmission rate (GTR) of the
At this time, the volume of the secondary side cell 7 (not including the density of the filter paper 20) is V 1 [cm 3 ], the volume of the
[0019]
[Expression 1]
[0020]
From the change in the ideal pressure P ′ [kPa] in the steady state and the pressure difference P d [kPa] between the measurement gas 11 on the primary side and the measurement gas on the secondary side with respect to the
[0021]
[Expression 2]
[0022]
Next, the embodiment shown in FIG. 2 will be described.
[0023]
In the embodiment shown in FIG. 2, a procedure for measuring gas permeability and diffusion coefficient will be described.
(1) The
(2) Close all the
(3) Open the
(4) The
(5) The
(6) The
(7) The
(8) After completion of the test, the vacuum pump is stopped, the
[0024]
When the measurement gas 11 of the test pressure is added to the primary side of the sample film 11 in this procedure (7), the measurement gas 11 diffuses into the
[0025]
Further, the lag time θ is obtained from the intersection of the linear portion of the change curve of the measured pressure shown in FIG. 3 and the time axis, and the diffusion coefficient D can be obtained from the equation shown in
[0026]
[Equation 3]
[0027]
Further, since the gas permeability GTR is a product of the diffusion coefficient D and the solubility coefficient S (GTR = S × D), the solubility coefficient S can be obtained by obtaining the gas permeability GTR and the diffusion coefficient D.
[0028]
In the embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 2, when the volume in the
Temperature of the
The volume of the permeation pressure sensor 4 is V 2 ′ [cm 3 ], the volume of the
[0029]
[Expression 4]
[0030]
For example, when the volume of each part on the secondary side of the
Here, since the calculated temperature T 3 as a linear gradient of temperature change of the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the gas permeability measuring device of the present invention, a chamber composed of a pair of cells on which a sample film is mounted, a measurement gas tank for adding a measurement gas into one primary cell of the sample film, A gas permeability measuring device comprising a vacuum pump for reducing the pressure in the other secondary cell of the sample film, and a permeation pressure sensor for measuring the pressure of the measurement gas that has permeated the sample film, wherein the chamber and the measurement A temperature control unit for controlling the temperature of the gas tank is provided, and a measurement gas permeability is obtained by correcting the measurement pressure by the permeation pressure sensor with the temperature of the temperature control unit and the permeation pressure sensor. Thus, the temperature of the chamber and the measurement gas tank is controlled by a temperature controller, while the portion of the permeation pressure sensor is the room temperature or the permeation pressure sensor. By controlling the temperature within the thermal temperature, it is possible to control the temperature of the measuring gas tank and the chamber without being influenced by the heat resistance temperature of the transmission pressure sensor. In addition, since the temperature control unit becomes smaller by not controlling the temperature of the entire apparatus, the temperature control time can be shortened, and the time required for the entire gas permeability test can be shortened.
[0032]
In addition, the present invention has a configuration according to claim 1 in which a temperature sensor is provided in the temperature control unit and the permeation pressure sensor, thereby measuring the temperature of the temperature control unit and the permeation pressure sensor. Thus, there is an effect that the measurement gas permeability can be obtained by correcting the measurement pressure by the permeation pressure sensor.
[0033]
In the present invention, when the volume in the pipe connecting the permeation pressure sensor and the chamber is 1% or more of the volume on the secondary side, the permeation pressure sensor portion is divided into the pipe and the permeation pressure sensor. The measurement pressure due to the temperature gradient of the pipe when the volume in the pipe is 1% or more of the volume on the secondary side by having the configuration according to
[0034]
In addition, the present invention includes a temperature control device that controls the temperature of the permeation pressure sensor within a heat resistant temperature of the permeation pressure sensor, and the permeation pressure sensor when there is a temperature difference between the temperature control unit and the permeation pressure sensor. The temperature control unit and the permeation pressure sensor side are separately temperature controlled by having the configuration according to any one of claims 1 to 3, wherein the measurement gas permeability is corrected to obtain the measurement gas permeability. Can be measured at a test temperature equal to or higher than the heat resistance temperature of the permeation pressure sensor, and temperature control can be performed so that the temperature difference between the temperature control unit and the permeation pressure sensor is small, so that the correction level is reduced and measurement accuracy is improved. Can be made. In particular, when the test temperature is within the heat resistance temperature of the permeation pressure sensor, there is an effect that the measurement accuracy can be improved by further reducing the temperature difference.
[0035]
In addition, the present invention has a configuration according to any one of claims 1 to 3 in which a valve is provided between the measurement gas tank and the chamber, thereby opening and closing the valve provided between the measurement gas tank and the chamber. By controlling, there is an effect that it is possible to control the timing at which the measurement gas having the test pressure stored in the measurement gas tank is applied to the sample film.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the gas permeability measuring apparatus of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a change in pressure on the secondary side of a sample membrane. Explanation】
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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