氧氣透過（guò）率測試儀的（de）介紹及行業應用

發（fā）布時間：

2025-12-05

氧氣透過率測試儀（Oxygen Permeability Tester），簡（jiǎn）稱氧透儀（yí）。通常用於測定薄膜、片（piàn）材或容器的氧氣（qì）透過量（OTR, Oxygen Transmission Rate），是評價（jià）材料阻隔性能的核心（xīn）檢測（cè）設備。

1. 介紹

氧氣（qì）透過率（lǜ）測試儀是專門用於測量在單位時間、單位壓差下（xià），透過單位麵積試樣的氧（yǎng）氣（qì）量的儀器。核（hé）心（xīn）指標：OTR（氧氣（qì）透過量）。常用單位為cm³/(m².day)（立方厘米/平方米·天）或 cm³/(m².day.Pa)。作用（yòng）：評估包裝材料或工業材料對氧氣的（de）“屏蔽”能力。氧氣是導致食品（pǐn）變質（氧化、酸敗）和藥品失效的主要因素（sù），因此精準測（cè）量材料的阻氧性對於預（yù）測產品貨架期至關重要。

2. 工作原理

目前市場上主流的氧氣透過率測試儀主要采用兩種原（yuán）理：庫侖（lún）電量法（等壓法）和（hé）壓差法（fǎ）。其中，庫侖（lún）電量法是針對氧氣測試（shì）最常用的國際標準方法（如 ASTM D3985）。

A. 庫侖電量法 / 等壓法（fǎ） (Coulometric / Equal Pressure Method)這是測試（shì）高阻（zǔ）隔材料（liào）氧（yǎng）氣透過率的“金標（biāo）準（zhǔn）”。基本結構：測試腔被試樣分為兩個獨立的腔室。測試（shì）流（liú）程：試樣（yàng）的一側通（tōng）入高純度的氧氣（O2，測試氣）。試樣的（de）另一側通（tōng）入高純度的氮氣（N2，載氣）。試樣兩側的（de）壓力保持相等（等壓），但存在氧氣濃度差。氧氣分子在濃度差驅動下，穿過薄（báo）膜滲（shèn）透到氮（dàn）氣（qì）側。流動的氮氣（qì）將滲透過來的氧（yǎng）氣分子攜帶至（zhì）庫侖傳感器（Coulometric Sensor）。傳感器原理：傳感器利用電化學反應原理。當氣體中的氧氣接觸傳感器（qì）負極（jí）時，被還原成氫氧離子 (OH)。氫（qīng）氧離子（zǐ）在電解液（如KOH）輔助下遷移至（zhì）正極並發生氧化反（fǎn）應。該化學反應產生的電流與樣氣中的氧氣含量成正比。儀器通過（guò）測量電流大小，精確計算出氧氣的透過率。

B. 壓差法 (Differential Pressure Method)利用壓力差驅動氣體滲透的物（wù）理方法（不僅限於氧氣，也適用於氮氣、二氧化碳等）。測試流程：對低壓室抽真空，向高壓室充（chōng）入氧氣，使試（shì）樣（yàng）兩側形成恒定壓差。通過監測低壓室（shì）壓力的上升（shēng）速率來（lái）計算氧氣透過率。

3. 應用領域

氧氣透過（guò）率測試儀廣泛應用於質量控製（QC）和新材料研發（R&D）：

食品（pǐn）包裝（zhuāng）：

肉製品、奶製品：測試真空包裝袋、PVDC腸衣的阻氧性，防止（zhǐ）脂肪氧化酸敗。

堅果、咖啡、茶葉：檢測鋁塑複合膜的OTR，防止（zhǐ）香氣散失和氧化變味。飲料：PET瓶、利樂包的氧氣阻隔性能測試。

醫藥與醫療器械：

泡罩（zhào）包裝（PTP鋁箔（bó）/PVC）：確保對氧氣敏（mǐn）感的藥物（如某些抗生素、維生素）在有效期內不失效。

輸液袋/預充針：防止藥液氧化（huà）變色。

電子與光伏 (高精尖應用)：

OLED/柔性屏：OLED發（fā）光材料對水氧極度敏感，需要極低透（tòu）過率（Ultra-high barrier）的測（cè）試設備（通常達到 $10^-3 甚至 $10^-6級別）。

太陽能背板：測試封裝材料的耐候性和阻（zǔ）隔性（xìng）。

化（huà）工與新材料：