清除陈列柜内部和外部的灰尘、污垢和杂物,尤其是密封部位,确保密封胶、密封条等能正常工作且不被异物干扰检测结果。
稳定测试环境的温度和湿度,理想环境温度在 20 - 25℃,相对湿度在 40% - 60%。如果环境温湿度波动过大,会对湿度传感器检测和气密性判断产生干扰。
烟雾发生器及烟雾剂:用于产生可见烟雾,检测泄漏点。烟雾剂要无毒、无腐蚀性,且烟雾颗粒细小均匀,能很好地显示泄漏路径。
压力测试设备:包括空气压缩机、真空泵、压力计或微差压传感器。空气压缩机用于正压测试,真空泵用于负压测试,压力计用于精确测量压力变化。
示踪气体检测设备(可选):如果采用示踪气体法,需要准备合适的示踪气体(如氦气)和高灵敏度的气体检测仪。氦气是常用的示踪气体,因为它在空气中含量极少,容易被检测出来。
湿度传感器:高精度的数字湿度传感器,用于测量陈列柜内外湿度变化,以此推断气密性。传感器精度应至少达到 ±2% RH(相对湿度),并且具备数据记录功能。
密封材料:如胶带、密封胶等,用于在测试过程中临时封闭一些开口或者对发现的小泄漏点进行初步标记。
其他辅助工具:强光手电筒用于检查缝隙;记号笔和标签用于标记泄漏位置;卷尺用于测量陈列柜尺寸等。
收集信息:详细了解陈列柜的基本情况,如尺寸、材质(包括柜体材料是木质、金属还是玻璃等)、结构(是否有多层玻璃、通风系统、复杂的内部隔层等)、使用年限以及之前的维护记录。这些信息有助于确定检测重点和可能存在密封问题的区域。
准备工具和设备:
清理陈列柜和环境:
柜门检查:检查柜门的关闭状态,查看柜门与柜体是否完全贴合,边缘是否平整。用强光手电筒沿着柜门边缘照射,观察是否有光线透过,这可能表示存在缝隙。检查柜门的锁具和铰链,确保它们正常工作且不会导致柜门变形而影响密封。
玻璃部分检查:对于玻璃陈列柜,检查玻璃与框架之间的密封胶。查看密封胶是否完整,有无气泡、裂缝、剥落等情况。如果是多层玻璃结构,检查玻璃之间的间隔条是否密封良好,观察是否有雾气或水汽进入间隔层。
柜体检查:检查柜体的各个面,包括侧面、背面和底部。查看板材之间的拼接处是否紧密,有无变形导致的缝隙。检查密封材料(如密封条)是否完好,有无老化、磨损或脱落的迹象。对于有通风口、电线孔等开口的地方,检查其封闭装置(如阀门、塞子等)是否能有效密封。
封闭开口:使用胶带或其他密封材料暂时封闭陈列柜的通风口、排水口(如果有)等可能影响测试的开口。确保封闭牢固,防止烟雾从这些地方泄漏而干扰测试结果。
注入烟雾:将烟雾发生器的喷头插入陈列柜的合适入口(如维护口),启动烟雾发生器,使烟雾缓慢、均匀地充满陈列柜内部。注意控制烟雾的流量和浓度,避免产生过大的压力对陈列柜造成损坏。
观察泄漏:当陈列柜内充满烟雾后,关闭烟雾发生器和入口通道。从不同角度观察陈列柜,包括顶部、侧面、底部、柜门周围和玻璃边缘等。如果发现烟雾从某个位置泄漏,使用记号笔或标签标记泄漏点,并大致描述烟雾泄漏的程度(如轻微、中等、严重)。烟雾测试可以快速发现一些比较明显的泄漏点,但对于微小泄漏可能不够敏感。
密封与连接设备:同样先将陈列柜密封好,然后连接真空泵和陈列柜的抽气口,在抽气口附近安装压力计或微差压传感器。
抽气过程:启动真空泵,将陈列柜内部的空气抽出,使内部压力低于外界环境压力,一般比外界低 10 - 20 帕。在抽气过程中,注意观察压力计读数,确保抽气过程安全、稳定。
压力恢复观察与记录:关闭抽气通道后,观察压力回升情况。使用压力计记录压力回升的数据,每隔 1 分钟记录一次,持续记录 10 - 15 分钟。如果压力在短时间内(如 3 - 5 分钟)就回升到接近外界压力,表明陈列柜存在明显的泄漏,气密性不佳。
密封陈列柜:确保所有开口都已封闭,连接空气压缩机和陈列柜的进气口,在进气口附近安装压力计或微差压传感器。
加压过程:启动空气压缩机,缓慢向陈列柜内部注入空气,使内部压力升高到预定值。这个预定值一般比外界环境压力高 10 - 20 帕,具体数值可以根据陈列柜的设计和测试要求调整。在加压过程中,密切关注压力计读数,确保压力稳定上升,避免压力过高对陈列柜造成损坏。
压力保持与记录:达到预定压力后,关闭进气通道,开始记录压力随时间的变化情况。观察压力计数据,每隔一定时间(如 1 分钟)记录一次压力值,持续记录 10 - 15 分钟。如果压力下降速度较快(例如,在 5 分钟内压力下降超过 50%),说明陈列柜的气密性较差,存在较大的泄漏通道。
正压测试:
负压测试:
注入示踪气体:如果对气密性要求极高或者怀疑存在微小泄漏,可采用示踪气体检测法。将陈列柜密封后,通过合适的接口向内部注入示踪气体(如氦气)。根据陈列柜的体积和气体检测仪的灵敏度,计算并控制注入的气体量,使陈列柜内达到一定的气体浓度。
等待混合与检测准备:注入示踪气体后,等待一段时间(如 1 - 2 小时),让示踪气体在陈列柜内充分混合均匀。同时,准备好气体检测仪,确保检测仪已校准并处于正常工作状态。
检测过程:使用气体检测仪在陈列柜外表面、边缘、通风口附近等位置进行检测。按照一定的检测路径,从陈列柜的顶部开始,逐步检测侧面、底部等部位。如果检测到示踪气体浓度超出正常环境本底值,标记检测点的位置和气体浓度值,根据浓度的高低和分布情况判断泄漏的严重程度和可能的泄漏位置。
放置传感器:在陈列柜内部和外部合适的位置放置湿度传感器。内部传感器应放置在能代表陈列柜内部平均湿度的位置,且要避免直接接触文物,同时确保空气流通良好。外部传感器应放置在不受陈列柜影响、能代表周围环境湿度的位置。
数据记录:开启湿度传感器的数据记录功能,记录至少 24 - 48 小时内陈列柜内外的湿度数据。在记录过程中,尽量保持测试环境的稳定性,避免人为因素(如频繁开门、窗等)对湿度产生较大影响。
数据分析:分析湿度数据,对比陈列柜内外湿度的变化趋势。如果陈列柜内部湿度与外部湿度变化基本同步,且变化幅度较大(如内部湿度变化超过外部湿度变化的 70% - 80%),则说明陈列柜的气密性可能存在问题。不过,湿度传感器检测法相对较不灵敏,主要作为辅助手段来综合判断气密性。
记录结果:制作详细的检测记录表格,内容包括检测日期、时间、陈列柜编号、检测方法、检测部位、检测结果(如是否泄漏、泄漏程度、压力变化数据、湿度变化数据、示踪气体浓度等)、标记的泄漏点位置等信息。对于每个检测方法的结果,要详细记录观察到的现象。例如,在烟雾测试中,记录泄漏点的位置、烟雾泄漏的方向和速度;在压力差测试中,记录压力变化的曲线或表格数据;在湿度传感器检测中,记录不同时间点陈列柜内外的湿度数值。
分析结果:综合考虑各种检测方法的结果,分析陈列柜的气密性状况。如果多种检测方法都指向同一位置存在泄漏问题,那么该位置的气密性问题较为严重。对于压力差测试和湿度传感器检测的数据,可以通过计算一些指标来评估气密性。例如,在压力差测试中,可以计算压力平衡时间常数(即压力下降到初始压力的一定比例所需的时间)来量化气密性能;在湿度传感器检测中,可以计算陈列柜内外湿度的相关系数来判断气密性能的好坏。根据分析结果,对陈列柜的气密性能进行等级评定,如优秀、良好、合格、不合格,并提出针对性的改进建议。