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平滑度仪的核心工作原理是:通过测量 “一定体积的空气,在固定压力下穿透试样(纸 / 纸板)与标准平面之间间隙的时间”,间接反映材料表面的平滑程度—— 表面越平滑,试样与标准平面的接触越紧密,空气穿透的间隙越小、时间越长,平滑度越高;反之则平滑度越低。

一、核心原理类比(快速理解)
就像用一块玻璃(标准平面)紧紧压住一张纸,然后从玻璃边缘往纸和玻璃的缝隙里吹气 —— 如果纸的表面很平整,缝隙就小,吹气需要的时间就长;如果纸的表面坑坑洼洼,缝隙大,吹气很快就能穿透。仪器本质就是用 “空气穿透时间” 量化这个 “缝隙大小”,从而判断平滑度。
二、详细工作步骤(从准备到出结果)
1. 试样准备:保证测试条件统一
将待测试样(纸、纸板、薄型薄膜等)切成标准尺寸的圆片(通常直径约 100mm,符合 GB/T 456-2002《纸和纸板平滑度的测定(别克法)》国标要求);
测试前需将试样放在标准环境中平衡(温度 23℃±1℃,湿度 50%±2%),避免温湿度影响材料的平整度和透气性,确保结果准确。
2. 密封夹持:形成密闭测试空间
将平衡后的试样放在仪器的 “测试台”(标准平面,通常为抛光金属或玻璃面,平整度极高)上;
仪器的 “上压头” 向下压紧试样,施加固定压力(国标规定为 100kPa,约 1 公斤 / 平方厘米),确保试样与测试台紧密贴合,仅保留试样边缘与压头之间的微小通道(供空气流通);
压头与测试台之间形成 “密闭腔室”,腔室内有空气进出口,与压力系统和计时装置相连。
3. 空气穿透:计时开始
仪器启动后,通过压力系统向密闭腔室内注入固定体积的压缩空气(通常为 10ml 或 50ml,根据材料透气性选择);
空气会在压力作用下,试图从试样表面与测试台的微小间隙中穿透出去(因为试样本身的透气性远小于间隙的透气性,可忽略不计,仅测量间隙的空气穿透速度);
同时,仪器的 “计时装置” 开始工作,记录空气从注入到完全穿透间隙、腔室内压力降至设定值的 “总时间”。
4. 数据输出:平滑度量化
计时结束后,仪器直接显示 “空气穿透时间”(单位:秒,s)—— 这个时间就是材料的 “平滑度值”;
核心逻辑:穿透时间越长→试样与标准平面的间隙越小→表面越平滑;穿透时间越短→间隙越大→表面越粗糙;
对于高平滑度材料(如铜版纸、书写纸),会选择较小的空气体积(如 10ml),避免计时过长;对于低平滑度材料(如牛皮纸、纸板),会选择较大的空气体积(如 50ml),确保计时数据稳定。
三、关键原理补充(为什么这么设计?)
标准平面的作用:提供一个 “绝对平整” 的参考面,确保所有试样的测试基准一致 —— 如果参考面本身不平整,就无法准确判断是试样的问题还是参考面的问题。
固定压力的必要性:压力越大,试样与参考面的贴合越紧密,间隙越小;固定压力(100kPa)是为了消除 “压力差异” 对测试结果的影响,让不同批次、不同材料的测试结果具有可比性。
忽略试样本身透气性的原因:纸 / 纸板的透气性远低于 “表面间隙” 的透气性(尤其是薄纸),空气主要从间隙穿透,而非穿过试样本身;如果试样透气性极强(如滤纸),则需采用 “反向测试法”(空气从试样一侧穿透到间隙),但这类材料通常不考核 “平滑度”,更多考核 “透气性”。
不同测试方法的原理一致性:除了主流的 “别克法”(上述原理),还有 “本特生法”“谢菲尔德法” 等,核心原理都是 “通过空气穿透速度反映表面间隙大小”,仅在空气体积、压力、测试结构上略有差异,结果可通过国标换算。
四、应用场景与原理适配
造纸厂:检测纸张表面平滑度,判断是否符合印刷要求(平滑度高的纸,油墨吸附均匀,印刷效果好);
印刷厂:验收纸张质量,避免因平滑度不足导致印刷模糊、网点丢失;
包装厂:评估纸板表面平整度,影响包装的外观和贴合度。
平滑度仪的工作原理可简化为:固定压力下,测量固定体积空气穿透 “试样 - 标准平面” 间隙的时间→时间越长,平滑度越高,核心是 “用空气穿透速度间接量化表面平整度”,通过标准化的测试条件(压力、空气体积、标准平面),确保结果的准确性和可比性。
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