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      惰性氣體的保持率及其充氣方法

      來源:中國幕墻網收集整理  作者:王鐵華  日期:2005-2-22
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        測定中空玻璃露點的溫度(按大氣循環(huán)和高濕標準試驗得出試驗前后的露點,但此檢測不包括紫外線照射)對判斷中空玻璃密封膠的整體性和干燥劑吸收由生產密封在中空玻璃密封層內殘余濕度的能力給出一個很好的指標。這些試驗本身也可用于檢驗中空玻璃的生產過程,并可用來作為質量保證的手段。

      3 惰性氣體的充氣方法
        中空玻璃的惰性氣體的充氣方法通常采用有兩種:真空箱法和氣體置換法。

      3.1 真空箱法
        使用真空箱法時,首先將中空玻璃放入箱內里,再將箱內氣體抽出,然后在向箱內充回惰性氣體如氬氣。氬氣充填的多少取決于真空箱里達到的真空程度,以及充惰性氣體的時間。

      3.2 空氣置換方法
        使用空氣置換法時,在中空玻璃間隔條的同一側穿兩個孔,分別接近上下間隔條的位置。下孔用來往中空玻璃內充如惰性氣體,上孔用來將所要置換的空氣排出。經過若干時間后(具體時間長短取決于中空玻璃規(guī)格的大小,空氣層的寬度,以及向內充入惰性氣體的速度),位于排氣孔附近的惰性氣體探測器自動切斷向中空玻璃內充氣的閥

        無論采用這兩種方法中的哪一種,都存在著中空玻璃內所充氬氣不足的可能性,表現為所充的惰性氣體低于100%。通常在正常充氣時所充惰性氣體的水平應達到95%到98%。但是對所充惰性氣體的中空玻璃大量取樣結果卻顯示,一些中空玻璃內的氬氣惰性氣體僅僅達到50%甚至更低。造成所充氬氣如此低的原因有許多,諸如充氬氣的速度,排氣孔和充氣孔的位置,以及充氣的時間長短。在這些情況下,如果沒有適當的方法檢測出中空玻璃內的氬氣濃度的話,幾乎不可能查出向中空玻璃內充氣不足。

      4 評價中空玻璃的惰性氣體泄漏或保有率的若干方法
        為保持由惰性氣體所帶來中空玻璃熱傳導性的改進不變,就必須設法保證氬氣在中空玻璃壽命期間始終存在于中空玻璃內。因此,檢測中空玻璃惰性氣體泄漏率的不同的方法相繼出現,但共同的原理是收集從中空玻璃內跑掉的氬氣分子,或取樣中空玻璃內稀釋的氬氣分子,然后對氣體進行分析計算。但這些方法本身內在具有不定性,使得所得的結果可靠性令人質疑。另一些方法十分昂貴,因而不能在實踐中大量使用。

        本文在此對幾種有代表性的方法作一簡單介紹。

      4.1 漏氣收集箱法(德國標準)
        將中空玻璃邊緣嵌入收集箱內,并留出狹窄的空隙(見圖7)。然后向空隙內充氦氣以除去空氣。將漏氣收集箱密封好并使其保持氣密4個小時。該方法的工作原理是任何從中空玻璃內跑掉的氬氣都會被收集在密封箱的空隙層內。然后空隙層又充入氦氣,不同的惰性氣體混合進入空隙內。接下來使用氣體色譜法將混合惰性氣體進行分離分析。


      如果收集到的混合惰性氣體中有氬氣則表示中空玻璃中內有氬氣向外泄漏。將所收集到的氬氣折算成氬氣的年平均泄漏量。該折算假定氬氣泄漏率在中空玻璃使用壽命期間內不變。但這種假定本身就有一個缺陷,因為氬氣的泄漏率取決于中空玻璃空氣層內的氬氣與外部氬氣的局部壓強差,而局部壓強差是隨時間推移而遞減的。初期氬氣的泄漏速度較高,但隨著局部壓強差的減少氬氣的泄漏速度放慢。此外,如果收集箱氣密不好,任何從空氣中進入收集箱內的氬氣也會被當作從中空玻璃內泄漏出的氬氣。可見,該方法對收集箱的密封程度提出很高的要求,必須使其不受周圍環(huán)境的影響。為使這些可能出現的問題對該檢測方法的準確性影響最小,人們對漏氣收集箱法做了些改進。

      4.2 改進漏氣收集箱法(氣體箱法)
        使用該種方法時,將中空玻璃完全放入一個氣密箱內。在測試開始時首先測定并記錄密封箱內氬氣的濃度。正常情況下,空氣中的氬氣濃度為1%。如果箱內的氬氣高出開始測定的濃度水平,都可認定為是從中空玻璃內跑出來的。與上述漏箱收集法類似,使用該方法測定的氬氣濃度變化后再將其折算成氬氣的年泄漏率。由于使用氣體色譜法探測出氬氣濃度的微小變化難度是相當大,使用該方法測定的時間通常為2到4周。

        上述兩種方法存在共同問題是試驗時間過短。從中空玻璃內收集到的稀釋氬氣出現任何誤差都要乘一個系數大約為2,000(漏箱收集法)或大約14(改進漏箱收集法),具體取決于測試的時間長短。因為這兩種方法的高度不確定性,有必要找出一種替代方法(本文后面將介紹)。

      4.3 喇曼分光鏡檢測法
        該種方法建立在氧氣和氮氣對喇曼敏感性的基礎上。當激光的波長達到透過玻璃的最大波長并入射到內充氣體的中空玻璃時,空氣層內的氮氣和氧氣分子被激活,結果導致激光的頻率變化。激光的頻率變化是可測量的。信號的振幅與各種氣體的濃度成正比。雖然氬氣對喇曼不敏感,但其濃度的大小可以通過逆運算求出。具體作法是,在加速大氣循環(huán)試驗的前后分別測量出中空玻璃內的氧氣和氮氣的濃度變化,然后推算出該充惰性氣體的中空玻璃對氬氣的保持能力。

        使用喇曼分光檢測法要求操作人員技術相當熟練,環(huán)境無任何震動影響激光發(fā)射。可見,喇曼法作為常規(guī)檢驗法來使用成本是非常高的。此外,由于該方法不是直接測量氬氣的濃度,很可能結果是不準確的。使用這種方法只檢查出氧氣和氮氣,但除此之外空氣層內還有對喇曼法不敏感的其他氣體如氪氣和氖氣等等。
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