專利名稱：：多孔材料的快速完整性測(cè)試的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明大體涉及有效性測(cè)試領(lǐng)域。在特定實(shí)施例中，本發(fā)明涉及多孔材料的完整性測(cè)試。
背景技術(shù)：
：多孔材料在包括加工例如過(guò)濾、包裝、容納、以及運(yùn)輸制成品和原材料的廣泛工業(yè)應(yīng)用中起著重要作用。使用它們的工業(yè)裝配包括藥物和生物工藝學(xué)工業(yè)；油氣工業(yè)、食品加工以及包裝工業(yè)也包括在其中，但較少。在例如藥物和生物工藝學(xué)工業(yè)以及食品工業(yè)的一些這樣工業(yè)中，多孔材料例如隔膜可以用作過(guò)濾裝置，以從可銷售的最終產(chǎn)品消除不需要的并且潛在有害的污染物。質(zhì)量控制與質(zhì)量保證要求這些過(guò)濾裝置符合需要的性能標(biāo)準(zhǔn)。完整性測(cè)試提供了一種用于確保特定裝置滿足其需求性能標(biāo)準(zhǔn)的裝置。典型地，在隔膜的情況下，完整性測(cè)試確保隔膜無(wú)缺陷，例如，隔膜上的裂口超過(guò)要求的尺寸限制，這種裂口會(huì)損傷隔膜的功能，因此使得最終產(chǎn)品變成具有有害和不需要材料的污染物。前面已經(jīng)對(duì)適合于確保隔膜例如過(guò)濾裝置的性能標(biāo)準(zhǔn)的多種完整性測(cè)試作了描述。這些測(cè)試包括粒子對(duì)抗測(cè)試、液一液通氣性測(cè)試、泡點(diǎn)測(cè)試、空氣一'水?dāng)U散測(cè)試以及測(cè)量探測(cè)成分的擴(kuò)散測(cè)試(參見，例如，美國(guó)專利6983505;6568282;5457986;5282380;5581017;Phillips和Dilieo，1996，生物制劑24:243;Knight和Badenhop，1990，第8屆隔膜設(shè)計(jì)年會(huì)，Newton，MA;Badenhop;Meltzer禾口Jorritz,1998，生物制藥學(xué)工業(yè)中的過(guò)濾，MarcelDekkar，Inc.，紐約，N.Y.)。許多適合于測(cè)試隔膜完整性的裝置都作了描述(參見，例如，美國(guó)專利:4701861;6907770;4881176)。前面描述的完整性測(cè)試具有明顯缺陷。例如，粒子對(duì)抗測(cè)試是破壞性的，并且因此僅能在給定的樣品上實(shí)現(xiàn)一次。盡管其可以用于使用后的完整性測(cè)試，但其不合適使用前的有效性，除非確認(rèn)生產(chǎn)批量的性能。然而，批量有效性基本不提供對(duì)生產(chǎn)批量中的單個(gè)隔膜完整性的保證。并且，測(cè)試過(guò)程與分析是困難和復(fù)雜的?；诹鲃?dòng)的測(cè)試提供了一種完整性測(cè)試多孔材料的方法，該方法不需要破壞樣品。這樣使得單個(gè)樣品反復(fù)測(cè)試。測(cè)試可以在使用之前或一次或多次使用完成后進(jìn)行。然而，基于流動(dòng)的測(cè)試在其靈敏度上受到限制，例如，隔膜缺陷的尺寸探測(cè)限制。某些基于流動(dòng)的測(cè)試的進(jìn)一步限定是它們對(duì)過(guò)度麻煩的探測(cè)方法的依賴。而且，某些基于流動(dòng)的測(cè)試需要系統(tǒng)在完整性測(cè)試開始之前保持在穩(wěn)態(tài)。在它們昂貴的消耗與環(huán)境不友好的反應(yīng)物中，這些測(cè)試相對(duì)較慢并且效率低。因此，存在適合于任何多孔材料包括例如單層和多層裝置(即由多個(gè)隔膜組成的裝置)的完整性測(cè)試的需要。測(cè)試應(yīng)快速、靈敏、非破壞性、費(fèi)用低、并且易于實(shí)現(xiàn)。并且，測(cè)試需要對(duì)昂貴試劑的使用最小化。能夠樹如通過(guò)尺寸或密度表征缺陷，以確定是否多孔材料所需的性能標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由于缺陷而受到危及、或者是否缺陷按照性能標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)關(guān)緊要的。還存在對(duì)能夠完成這種測(cè)試的儀器和系統(tǒng)的需要。在此公開的本發(fā)明的各種實(shí)施例滿足這些需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的某些實(shí)施例提供了一種用于評(píng)估多孔材料的完整性的方法，該方法快速、靈敏、可再現(xiàn)、非破壞性、成本低、就多孔材料的方向而言是靈活的、適合多種信號(hào)探測(cè)裝置、并且易于實(shí)現(xiàn)。多孔材料可以包括單層或多層隔膜裝置。因此，在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種多孔材料的完整性測(cè)試方法，該方法基于在諸如隔膜的多孔材料的滲透物中的一種或多種可探測(cè)物質(zhì)例如一種或多種氣體的濃度。在某些實(shí)施例中，測(cè)試可以是二元?dú)怏w測(cè)試，即，依據(jù)兩種氣體，然而，多于兩種的氣體也可以考慮為其它的可探測(cè)物質(zhì)，例如，一種或多種液體。本發(fā)明的其它實(shí)施例提供了一種例如通過(guò)尺寸或密度表征多孔材料中缺陷的方法，以確定是否多孔材料所需的性能標(biāo)準(zhǔn)由于缺陷已經(jīng)被危及或者是否缺陷按照性能標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)關(guān)緊要的。其它實(shí)施例提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)這些完整性測(cè)試的儀器和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種評(píng)估多孔材料完整性的方法，所述方法包括a)用液體潤(rùn)濕多孔材料；b)使多孔材料的第一表面與包括載體和可探測(cè)物質(zhì)的混合物接觸；c)對(duì)多孔材料的第一表面施加壓力，使得載體和可探測(cè)物質(zhì)中的至少一些滲透多孔材料；d)在繼續(xù)步驟C)的施加壓力同時(shí)，再循環(huán)來(lái)自滲透?jìng)?cè)固定容積內(nèi)的多孔材料滲透物的步驟b)中的混合物；e)評(píng)估固定容積內(nèi)的多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)隨著時(shí)間的濃度。測(cè)試可以任意地包括附加步驟f)將步驟e)中評(píng)估的濃度與完整多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)的濃度進(jìn)行比較，其中步驟e)中的評(píng)估的濃度大于完整多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)的濃度則表明多孔材料是不完整的。當(dāng)在此指代多孔材料時(shí)，完整表示非缺陷的。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種評(píng)估多孔隔膜完整性的方法，所述方法包括a)用液體潤(rùn)濕多孔材料；b)使多孔材料的第一表面與壓縮空氣和碳氟化合物接觸，使得形成包括壓縮空氣和碳氟化合物的混合物；c)對(duì)多孔材料的第一表面施加壓力，使得載體和碳氟化合物中的至少一些滲透多孔材料；d)在繼續(xù)步驟c)的施加壓力同時(shí)，再循環(huán)來(lái)自滲透?jìng)?cè)固定容積內(nèi)的多孔材料滲透物的步驟b)中的混合物；e)評(píng)估多孔材料的滲透物中碳氟化合物隨著時(shí)間的濃度；以及步驟f)將步驟e)中評(píng)估的濃度與暴露相同條件下的完整多孔材料的滲透物中碳氟化合物隨著時(shí)間的濃度進(jìn)行比較，其中步驟e)中評(píng)估的濃度大于完整多孔材料的滲透物中碳氟化合物的濃度則表明多孔材料是不完整的。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種評(píng)估樣品多孔材料中缺陷尺寸的方法，其包括a)用液體潤(rùn)濕多孔材料；b)使多孔材料的第一表面與包括載體和可探測(cè)物質(zhì)的混合物接觸；c)對(duì)多孔材料的第一表面施加壓力，使得載體和可探測(cè)物質(zhì)中的至少一些滲透多孔材料；d)在繼續(xù)步驟c)的施加壓力同時(shí)，再循環(huán)在滲透?jìng)?cè)固定容積內(nèi)的多孔材料滲透物中發(fā)現(xiàn)的混合物；e)評(píng)估多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)隨著時(shí)間的濃度；以及f)將步驟e)中評(píng)估的濃度與一種或多種標(biāo)準(zhǔn)多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)隨著時(shí)間的濃度進(jìn)行比較，其中，所述一種或多種標(biāo)準(zhǔn)多孔材料中的每個(gè)均包括己知尺寸的缺陷、并且經(jīng)受與樣品多孔材料相同測(cè)試條件，從而確定缺陷尺寸。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種表征樣品多孔材料中缺陷的方法，其包括a)用液體潤(rùn)濕多孔材料；b)使多孔材料的第一表面與包括載體和可探測(cè)物質(zhì)的混合物接觸；c)對(duì)多孔材料的第一表面施加壓力，使得載體和可探測(cè)物質(zhì)中的至少一些滲透多孔材料；d)在繼續(xù)步驟c)的施加壓力同時(shí)，再循環(huán)在滲透?jìng)?cè)固定容積內(nèi)的多孔材料滲透物中發(fā)現(xiàn)的混合物；e)評(píng)估多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)隨著時(shí)間的濃度；以及f)將步驟e)中評(píng)估的濃度與包括預(yù)定尺寸缺陷的一種或多種己知標(biāo)準(zhǔn)多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)的計(jì)算理論濃度進(jìn)行比較。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道的是，以上說(shuō)明的每種方法中列舉的步驟中的一個(gè)或多個(gè)可以合并為單一步驟。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于評(píng)估樣品多孔材料完整性的儀器，所述儀器包括a)適合于接收將要進(jìn)行完整性測(cè)試的多孔材料的殼體；b)與殼體流體連通的可探測(cè)物質(zhì)源；c)與殼體流體連通的可探測(cè)物質(zhì)的載體源；d)用于探測(cè)可探測(cè)物質(zhì)的探測(cè)器；e)與探測(cè)器以及用于容納多孔材料的殼體流體連通的再循環(huán)泵；以及f)外力源。在其它實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于評(píng)估樣品多孔材料完整性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括適合于評(píng)估多孔材料完整性的儀器和適合于接收用戶輸入的可編程邏輯控制器。本發(fā)明其它的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將部分在以下的說(shuō)明中陳述，部分從說(shuō)明中顯而易見，或可以從本發(fā)明的實(shí)施中了解到。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)在所附權(quán)利要求中詳細(xì)指出的元件和組合而實(shí)現(xiàn)和獲得。應(yīng)該知道的是，上述的一般性說(shuō)明以及以下的詳細(xì)說(shuō)明均只是典型地和解釋性地，并不是對(duì)要求保護(hù)的發(fā)明進(jìn)行限制。圖la為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于測(cè)試隔膜筒體的完整性的儀器的示意圖；圖lb為儀器殼體與樣品隔膜的第一橫截面；圖lc為儀器殼體與樣品隔膜的第二橫截面；圖ld為殼體與樣品隔膜的側(cè)視圖。圖2為顯示在具有不同尺寸缺陷的隔膜筒體中傅里葉變換紅外光譜(FTIR)信號(hào)比較的曲線圖。圖3為顯示具有已知尺寸缺陷的隔膜筒體的理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)觀察的滲透濃度之間比較的曲線圖。圖4a為顯示在處理隔膜組件過(guò)程中采樣的氟利昂信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系曲線圖。圖4b為顯示在進(jìn)一步處理后對(duì)4a中描述的隔膜同一部分的氟利昂信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系曲線圖。圖5為顯示設(shè)置有1.31微米固定孔缺陷的已知合格筒體的十次重復(fù)測(cè)試結(jié)果與在缺陷產(chǎn)生之前對(duì)相同筒體測(cè)試結(jié)果的關(guān)系曲線圖。圖6為顯示在非優(yōu)化條件下(正向)(15.5磅/英寸的氟利昂分壓力以及46磅/英寸的總接觸側(cè)(即，非滲透?jìng)?cè))壓力)對(duì)幾種不對(duì)稱PES隔膜筒體進(jìn)行的完整性測(cè)試結(jié)果的曲線圖?？资侵敢阎叽绲墓潭ㄈ毕?。筒體0620雖然不具有已形成的孔，但卻是己知的缺陷筒體。圖7為對(duì)圖6的一些不對(duì)稱PES隔膜筒體在優(yōu)化(反向)與非優(yōu)化(正向)條件下U1.25磅/英寸的氟利昂分壓力和30磅/英寸的總接觸側(cè)(即，非滲透?jìng)?cè))壓力)進(jìn)行完整性測(cè)試結(jié)果比較的曲線圖。孔是指己知尺寸的固定缺陷。具體實(shí)施方式本發(fā)明的方法本發(fā)明的某些實(shí)施例提供了一種用于評(píng)估多孔材料完整性的方法。典型地下游側(cè)容積或滲透容積可以保持相對(duì)不變。并且，如果下游容積是己知的，且通過(guò)完整隔膜的擴(kuò)散流是已知的，或與缺陷流相比是無(wú)意義的，有效缺陷尺寸可以由滲透中可探測(cè)物質(zhì)濃度的上升率而確定。因此測(cè)試依靠于測(cè)量作為時(shí)間函數(shù)的至少一種可探測(cè)物質(zhì)的濃度，例如多孔材料的滲透中的氣體或蒸汽，并且隨即將該濃度與用于例如隔膜的完整多孔材料的已知或預(yù)定值關(guān)聯(lián)，或可選擇地將該濃度與具有例如已知尺寸(例如，直徑)的缺陷的多孔材料的己知或預(yù)定值關(guān)聯(lián)。可探測(cè)物質(zhì)可以再循環(huán)，以給探測(cè)器提供均勻的滲透樣品?？梢允褂门c用于完整性測(cè)試的多孔材料的滲透?jìng)?cè)相連通的泵完成再循環(huán)。在某些實(shí)施例中，再循環(huán)的好處在于經(jīng)濟(jì)和環(huán)保，因?yàn)槠湎拗屏耸褂迷噭┑牧俊Ｔ傺h(huán)率可以調(diào)整，以使得可探測(cè)物質(zhì)迅速地匯入到流向探測(cè)器的流中。再循環(huán)消除了達(dá)到穩(wěn)態(tài)的要求，并且因此相比于前述的完整性測(cè)試可以提供更迅速的結(jié)果。并且，該方法易于適應(yīng)本領(lǐng)域公知的任何類型的探測(cè)器，并且因此在某些實(shí)施例中，本發(fā)明可以避免使用需要直視距的笨重探測(cè)裝置，例如光聲探測(cè)器。相比于前述技術(shù)，該方法允許探測(cè)更小缺陷。該方法具有較高的可再現(xiàn)性，并且在多孔材料為隔膜的實(shí)施例中，該方法允許沿任意方向測(cè)試隔膜的完整性。因此，例如，不對(duì)稱的隔膜可以從孔徑較小的張緊表面或孔徑較大的開口表面與載體和可探測(cè)物質(zhì)的混合物相接觸。類似地，送至探測(cè)器的滲透物可以來(lái)自隔膜的任意一側(cè)，只要其與最初與混合物相接觸側(cè)相反。因此隔膜可以在不需要對(duì)隔膜進(jìn)行物理再定位的情況下，從任意方向進(jìn)行完整性測(cè)試。測(cè)試的多孔材料的兩側(cè)均可以通過(guò)與多孔材料的每側(cè)流體連通的一個(gè)或多個(gè)排氣導(dǎo)管被抽空，因此便于在每次測(cè)試后移走可探測(cè)物質(zhì)，從而減少了連續(xù)測(cè)試的外來(lái)干擾、并增加靈敏度。穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程提供了流速，該流速是如果在此描述的完整性測(cè)試可以平衡至穩(wěn)態(tài)而所能見到的最大流速。這就提出了為什么迅速完成的瞬態(tài)測(cè)試時(shí)間可以較好地適應(yīng)于確定測(cè)試的多孔材料的完整性。如果系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，擴(kuò)散可以通過(guò)缺陷克服對(duì)流，如果不是不可行的話，該缺陷將使得可探測(cè)物質(zhì)的探測(cè)變得困難。穩(wěn)態(tài)氣體擴(kuò)散方程(菲克第一定律)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中0=以下游條件估算的氣體流量(cm7sec)A二液體密度(g/cm3)M^液體分子量(g/mol)D^穿過(guò)液體的氣體擴(kuò)散率(cni7sec)H二享利定律常數(shù)(psi)Pif絕對(duì)上游壓力(psia)P"uF絕對(duì)下游壓力(psia)L二隔膜厚度(cm)R二氣體常數(shù)(1205.95cm3psi/mol/K)卜絕對(duì)溫度(K)Ar二總的隔膜正面面積(cm2)e=隔膜孔隙率可適用于瞬態(tài)測(cè)試時(shí)間的扼流將在下文的16頁(yè)進(jìn)行說(shuō)明。在某些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的完整性測(cè)試可以在不必要使得系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的情況下進(jìn)行，并且因此提供了有關(guān)例如隔膜的多孔材料完整性的迅速確定。實(shí)施本發(fā)明方法的條件可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇。作為示例，本發(fā)明的方法可以在從大約0。C至大約IOO'C、4'C至大約6(TC、l(TC至大約5(TC、15'C至大約3(TC的溫度范圍內(nèi)實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明在大約2(TC溫度實(shí)施。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以在大約4'C溫度實(shí)施。測(cè)試可以在不同壓力下進(jìn)行，即，將要測(cè)試的樣品多孔材料的一側(cè)可以在第一壓力下，樣品多孔材料的第二側(cè)可以在第二壓力下。在某些實(shí)施例中，多孔材料的至少一側(cè)處于等于或接近多孔材料泡點(diǎn)(bubblepoint)的壓力下。因此，樣品多孔材料的進(jìn)給側(cè)上的壓力可以大于多孔材料滲透物側(cè)上的壓力。本發(fā)明的方法可以在壓力即進(jìn)給壓力從大約1PSI至大約IOOPSI、從大約10PSI至大約70PSI、從大約5PSI至大約60PSI、從大約20PSI至大約45PSI的范圍內(nèi)實(shí)施。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的方法可以在大約30-50PSI的壓力下實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法可以在大約50PSI的壓力下實(shí)施。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的方法可以在大約30PSI的壓力下實(shí)施。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明的方法可以在大約15PSI的壓力下實(shí)施。在其它實(shí)施例中，本發(fā)明可以在剛剛低于多孔材料泡點(diǎn)的壓力下實(shí)施。在另一實(shí)施例中，在測(cè)量流速和濃度的同時(shí)，壓力可以坡度上升，例如，以小增量緩慢增加。在另一實(shí)施例中，在測(cè)量流速和濃度的同時(shí)，壓力可以坡度下降，例如，以小增量緩慢減小。壓力可以按步進(jìn)增量坡度上升或下降。步進(jìn)增量可以在0.5psi與100psi之間；或在lpsi與25psi之間；或優(yōu)選地在5psi與10psi之間。在某些實(shí)施例中，測(cè)試能夠以將要測(cè)試的樣品多孔材料的至少一側(cè)在真空下，即在小于14.7psia、或小于5psia的壓力下進(jìn)行。在某些實(shí)施例中，載體和可探測(cè)物質(zhì)均可以是氣體。在這些實(shí)施例中，測(cè)試的靈敏度可以如下。由于擴(kuò)散，探漏氣體流量可以是隨時(shí)間變化的(并且在時(shí)間二0處為零)，同時(shí)一旦建立并保持壓力梯度，則對(duì)流流量可以保持不變。一旦在隔膜的上游側(cè)加壓，由于擴(kuò)散，流量將成為零(但正在增加)，同時(shí)對(duì)流可以完全建立。靈敏度的限制隨即變成l)向探測(cè)器提供有代表性的樣品所要的時(shí)間、2)探測(cè)器靈敏度、以及3)擴(kuò)散流量相對(duì)于對(duì)流流量變得相當(dāng)大之前的延遲。_<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中y^。^滲透物側(cè)探漏氣體摩爾(或體積)分?jǐn)?shù)nT^=探漏氣體的摩爾通量(摩爾/秒)NTtnal=在滲透物側(cè)容積內(nèi)的氣體總量(摩爾)_在某些實(shí)施例中，可以使用例如與濕液體組分反應(yīng)的探漏氣體的可探測(cè)物質(zhì)。例如，多孔材料可以用氫氧化鈉的水溶液潤(rùn)濕。多孔材料可以與二氧化碳(可探測(cè)物質(zhì))和壓縮空氣(載體)的混合物相接觸，以使得任意擴(kuò)散入水中的C02均能反應(yīng)。然而，任意流過(guò)缺陷的氣體均不能反應(yīng)，因此存在于滲透物側(cè)的C02可以指示缺陷。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道的是，反應(yīng)的副產(chǎn)品(在該情況中，其為水溶性的)不得不在使用其之前從多孔材料中沖出。l.量化缺陷尺寸如上所述，在某些情況中有必要能夠表征出多孔材料中的缺陷，而不是僅僅標(biāo)示其存在或沒(méi)有。本發(fā)明的某些實(shí)施例提供了計(jì)算缺陷直徑和分布密度的方法，缺陷直徑和分布密度在評(píng)估材料完整性、尤其當(dāng)涉及存留性(retention)時(shí)均是有用的。氣流穿過(guò)缺陷主要?dú)w因于對(duì)流傳遞而不是擴(kuò)散輸送。一些研究者對(duì)缺陷中的氣流進(jìn)行建模，假定哈根泊肅葉(Hagen-Poiseuille)方程適用。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，該方程僅在穿過(guò)隔膜的壓差限制在非常低的情況下是有效的(R.Prudho騰，T.Chapman,以及J.Bowen，1986，應(yīng)用科學(xué)研究，43:47，1986)。在典型地完整性測(cè)試條件下，穿過(guò)缺陷的氣流更近地遵循扼流，尤其是如果缺陷直徑相對(duì)于隔膜中的存留區(qū)域的厚度更大時(shí)。通常，從哈根泊肅葉流到湍流、再到扼流的轉(zhuǎn)變是滲透壓力與進(jìn)給壓力比的函數(shù)。以下提供了扼流方程，并且在假定存在單一缺陷的情況下該方程可以用于計(jì)算缺陷直徑其中Q二以下游條件估算的氣體流量(cm7sec)Np缺陷的數(shù)量D產(chǎn)缺陷直徑(微米)y二比熱比Mf氣體分子量(g/mole)R二氣體常數(shù)(1205.95cm3psi/mol/K或8.314E+7gcm2/niol/K/s2)T^絕對(duì)溫度(K)Pi^絕對(duì)上游壓力(psia)P。^絕對(duì)下游壓力(psia)多孔材料任意多孔材料的完整性均可以利用本發(fā)明的方法、裝置和系統(tǒng)來(lái)評(píng)估。作為示例，而不是限制，多孔材料可以采取筒體、盒子、薄片、柱體、基片、珠子、盤狀容器、瓶子、帽、圓柱體、管、軟管、或單塊材料的形式。多孔材料可以由有機(jī)分子、無(wú)機(jī)分子、或有機(jī)與無(wú)機(jī)分子的組合組成。多孔材料可以由親水化合物、疏水化合物、疏油化合物、親油化合物或它們的任意組合組成。多孔材料可以由一種或多種聚合物或共聚物組成。聚合物可以是交聯(lián)的。多孔材料可以由任意適合的材料組成，包括但并不限于聚醚砜，聚酰胺，例如，尼龍，纖維素，聚四氟乙烯，聚砜，聚酯，聚偏二氟乙烯，聚丙烯，碳氟化合物，例如，聚(四氟乙烯共全氟代(烷基乙烯基醚))，聚碳酸酯，聚乙烯，玻璃纖維，聚碳酸酯，陶瓷，以及金屬。多孔材料可以是單層或多層隔膜的形式。多孔材料可以是例如空心纖維、管狀形式、平板、或螺旋巻曲。在某些實(shí)施例中，多孔材料可以是隔膜，例如，包括隔膜的過(guò)濾器或過(guò)濾裝置。多孔材料能夠基于溶質(zhì)的尺寸排除溶質(zhì)。作為示例，材料的孔可以足夠小以致不允許特定尺寸的微粒通過(guò)，該特定尺寸例如是直徑或特定分子量。隔膜可以包含在諸如筒體、圓柱體、盒子的殼體中。隔膜可以是平板、多層板、折疊板或它們?nèi)我獾慕M合。隔膜多孔結(jié)構(gòu)可以是對(duì)稱的或不對(duì)稱的。隔膜可以用于對(duì)不需要材料進(jìn)行過(guò)濾，該不需要材料包括例如傳染性微生物和病毒的污染物、以及環(huán)境毒素和污染物。隔膜可以包括超過(guò)濾隔膜、微過(guò)濾隔膜、以及反滲透隔膜。液體和潤(rùn)濕劑在某些實(shí)施例中，多孔材料可以在測(cè)試之前用一種或多種液體潤(rùn)濕。本發(fā)明的方法提供使用任意合適的液體以用作多孔材料的潤(rùn)濕劑。潤(rùn)濕劑的選擇在本領(lǐng)域人員的技能之中，并且可以基于多孔材料的化學(xué)和物理性質(zhì)來(lái)確定。多孔材料就它們的潤(rùn)濕性而言是變化的，該潤(rùn)濕性通常由接觸角e表示。本發(fā)明的方法可以適用于疏水隔膜，例如，通過(guò)選擇非水溶劑或以低表面張力流體(例如30%異丙醇和70%水的混合物)預(yù)潤(rùn)濕該隔膜、并且用水交換低表面張力流體或可替換地用一種或多種有機(jī)溶劑潤(rùn)濕隔膜。通過(guò)選擇具有適當(dāng)表面張力Y的流體可以調(diào)整工作壓力，該表面張力通常從水的大約74達(dá)因/厘米至全氟化溶劑的大約10達(dá)因/厘米。本領(lǐng)域技術(shù)人員因此將會(huì)知道，可以通過(guò)考慮將要測(cè)試的多孔材料的化學(xué)性能選擇液體。作為示例，如果多孔材料由親水材料組成，合適的液體包括水或由水組成的溶液。溶液可以是例如水溶液，其包含鹽和氧化的碳?xì)浠衔?，例如乙醛或酒精或例如異丙醇的純酒精。如果多孔材料由疏水材料組成，合適的液體可以包括任意例如十二垸，全氟化合物，四氟化碳，己垸，丙酮，苯，甲苯等有機(jī)溶劑。載體和可探測(cè)物質(zhì)載體和可探測(cè)物質(zhì)可以是由本領(lǐng)域技術(shù)人員基于載體中可探測(cè)物質(zhì)的溶解度選擇。在某些實(shí)施例中，考慮的是，可探測(cè)物質(zhì)可以是一種或多種蒸汽或液體。在其它實(shí)施例中，載體和可探測(cè)物質(zhì)可以是氣體與蒸汽的混合物。在其它實(shí)施例中，載體和可探測(cè)物質(zhì)可以均是氣體?；旧先魏螝怏w成分均可以用于實(shí)施本發(fā)明的方法，只要在用于潤(rùn)濕多孔材料的液體中的溶解度使得探測(cè)器不被載體充滿，從而使探測(cè)器不能判斷可探測(cè)物質(zhì)的存在。典型地，包括載體和可探測(cè)物質(zhì)的混合物將具有比可探測(cè)物質(zhì)更高濃度的載體。如果使用多種氣體，即如果載體和可探測(cè)物質(zhì)、或物質(zhì)都是氣體，每種氣體在混合物中的百分比可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇。作為示例，如果使用兩種氣體，第一種氣體可以從大約0.01%至大約99.9諷范圍的體積百分比使用，第二種氣體可以從大約O.O線至大約99.99%范圍的體積百分比存在。本發(fā)明提供了對(duì)于液體和氣體組分以及組成選擇的靈活性。載體和可探測(cè)物質(zhì)將基于它們?cè)谟糜跐?rùn)濕多孔材料的液體中的溶解度進(jìn)行選擇。載體與可探測(cè)物質(zhì)之間溶解度的比率易于由本領(lǐng)域技術(shù)人員確定，并且范圍在大約500:1、大約250:1、大約100:1、大約80:1、大約60:1、大約50:1、大約40:1、大約30:1、大約20:1、大約10:1、大約5:1。如果載體和可探測(cè)物質(zhì)之間的溶解度比率太高，例如，高于1000:1，探測(cè)器可能在某些情況下被載體充滿，從而使得可探測(cè)物質(zhì)的探測(cè)變得困難。合適的載體包括空氣，氮?dú)?，氧氣，惰性氣體，例如氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣，烷類，例如甲烷、乙烷、丙烷等。合適的可探測(cè)物質(zhì)可包括碳氟化合物，例如氟利昂，即C2Fe，乙醇，六氟化硫，氦氣，垸類，例如甲垸、乙烷、丙垸等，烯烴，例如乙烯、丙稀、丁烯等，二氧化碳，一氧化碳，氫氣，揮發(fā)性有機(jī)液態(tài)蒸汽，例如甲醇、乙醇、丙酮等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道的是，完整性測(cè)試的靈敏度將受擴(kuò)散開始發(fā)生時(shí)探測(cè)器性能和比率影響。在某些實(shí)施例中，即如果載體和可探測(cè)物質(zhì)均為氣體，選擇具有適度滲透性差異、且氣體成分中一種氣體成分以痕量濃度(即，可探測(cè)物質(zhì))存在、而另一種氣體成分作為大量物質(zhì)(即，載體)存在的氣體對(duì)是有用的。在使用稀釋探漏氣體的限制條件下，氣體測(cè)量的靈敏度是進(jìn)給成分與①的函數(shù)，①為一種氣體(i)相對(duì)于另一種氣體(j)的滲透率的比CD=M。例如，O對(duì)于二元?dú)怏w混合物可以在從大約0.001至1的范圍內(nèi)變化，該二元?dú)怏w混合物使用普通物質(zhì)例如氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、氦氣、氫氣、和六氟乙烷，并且以水作為孔填充液體。對(duì)于潤(rùn)濕液為疏水性液體例如十二烷的測(cè)試，氣體對(duì)可以包括高滲透性氣體，例如乙垸，丙垸，以及丁烷與低滲透性氣體，例如氦氣，氫氣，以及氮?dú)獾呐鋵?duì)。在某些實(shí)施例中，至少一種氣體為六氟乙烷。在其它實(shí)施例中，至少一種氣體為惰性氣體。在其它實(shí)施例中，至少一種氣體為C02。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，至少一種氣體是由氣體混合物例如空氣組成的。如果氣體作為多于一種氣體的混合物提供，混合物可以在與多孔材料接觸之前預(yù)混合?？梢垣@得寬廣范圍的氣體成分；例如在C02中的六氟乙烷的原料氣體混合物可以從少于0.1%至多于99.9%的范圍內(nèi)變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠基于己知性能例如在潤(rùn)濕液中的溶解度與滲透性來(lái)選擇適當(dāng)?shù)臍怏w和氣體混合物。儀器和系統(tǒng)在某些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種適合于確定多孔材料完整性的儀器。圖la中以示意圖的形式示出了適合用于本發(fā)明方法的儀器的示例。該儀器可以包括a)適合于接收將要進(jìn)行完整性測(cè)試的多孔材料的殼體；b)與殼體流體連通的可探測(cè)物質(zhì)源；c)與殼體流體連通的可探測(cè)物質(zhì)的載體源;d)用于探測(cè)可探測(cè)物質(zhì)的探測(cè)器；e)與探測(cè)器以及用于容納多孔材料的殼體流體連通的再循環(huán)泵；以及f)一個(gè)或多個(gè)外力源。探測(cè)器可以是任意市場(chǎng)上可買到的適合于探測(cè)可探測(cè)物質(zhì)(例如，探漏氣體或蒸汽)的探測(cè)器。探測(cè)器不需要如先前描述的光聲探測(cè)方法所需要地被定制。探測(cè)器可以是例如傅里葉變換紅外光譜分析儀、質(zhì)譜分析儀、氣相色譜分析儀。外部能量源可以包括任意壓縮氣體，例如壓縮氮?dú)?、壓縮空氣?？商鎿Q地，外部能量源可以包括真空泵或一個(gè)或多個(gè)壓縮空氣源與一個(gè)或多個(gè)真空泵的組合。外部能量源的組合例如一個(gè)或多個(gè)泵以及一種或多種壓縮氣體源的組合也是可以考慮的。儀器可以包括一個(gè)或多個(gè)閥，例如，兩個(gè)閥，三通閩等，用以控制載體和/或可探測(cè)物質(zhì)流到例如容納在殼體中的樣品、探測(cè)器、和/或再循環(huán)泵。一個(gè)或多個(gè)閥還可以用于控制樣品暴露于外力之下。一個(gè)或多個(gè)閥可以用于控制載體和可探測(cè)物質(zhì)的流動(dòng)，以使得多孔材料可以從多于一個(gè)的方向進(jìn)行完整性測(cè)試。因此，如果在隔膜上進(jìn)行測(cè)試，閥可以控制載體和可探測(cè)物質(zhì)的流動(dòng)，以使得在隔膜張緊側(cè)或隔膜開口側(cè)上發(fā)現(xiàn)滲透。類似地，本發(fā)明的實(shí)施例考慮探測(cè)在隔膜的有皮表面或無(wú)皮表面上的滲透。參照?qǐng)Dla，儀器包括用于接收將要進(jìn)行完整性測(cè)試的樣品例如隔膜筒體的殼體201。殼體可以包括具有一個(gè)或多個(gè)端口的頭部以及空心管，該空心管接觸殼體頭部，并且沿平行于殼體壁延伸的方向延伸入殼體的主體中?？招墓芸梢赃m合于將空氣傳送進(jìn)殼體或從殼體傳送出來(lái)。殼體可以與氣體源TK-201以及與探測(cè)器和再循環(huán)泵PU-201流體連通。儀器可以包括定位在氣體源與殼體之間、以及在殼體與探測(cè)器和再循環(huán)泵PU-201之間的一個(gè)或多個(gè)用于控制氣體流動(dòng)的閥。儀器可以包括一系列三通閥FV220、FV221、FV222，它們控制氣體流進(jìn)殼體或從殼體流出，以使得樣品隔膜(例如筒體)可以在一旦它定位到殼體中后不需要物理操作樣品隔膜的情況下從筒體的任意表面進(jìn)行完整性測(cè)試。參照?qǐng)Dlb，示出了圖la的儀器部分的橫截面，其包括殼體頭部300;從殼體頭部延伸并且適合于接收樣品隔膜的隔膜筒體內(nèi)支撐套301;用于完整性測(cè)試的樣品隔膜302;空心管303;塑料填充物，其可以減少殼體的開口內(nèi)部容積，從而使得更迅速探測(cè)可探測(cè)物質(zhì)，例如探漏氣體；適合于接收樣品隔膜的殼體槽305;用于將隔膜樣品固定在適當(dāng)位置的斷路缸體306。圖lc示出了殼體頭部、隔膜筒體內(nèi)支撐套以及殼體框架的另一橫截面視圖。在該視圖中，示出了四個(gè)端口307，308，309以及310，它們?nèi)坑糜谂c殼體槽外部以及隔膜筒體內(nèi)部連通，因此提供了氣體源、探測(cè)器與再循環(huán)泵的連通。圖ld提供了包括端口307、308以及310的殼體頭部300、隔膜樣品302、殼體槽305、以及斷路缸體306的另一視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，樣品為潤(rùn)濕的隔膜筒體，樣品可以具有向外朝向殼體外部的第一表面以及向內(nèi)朝向空心管的第二表面。氣體可以在壓力下從氣體源201經(jīng)過(guò)三通閥FV220并通過(guò)端口307流入殼體，使得其接觸具有朝向殼體外部的表面的隔膜第一表面。氣體可以穿過(guò)潤(rùn)濕的隔膜樣品滲透入隔膜的滲透?jìng)?cè)，并且流過(guò)空心管303經(jīng)由與三通閥FV221相連通的端口308流出殼體，該三通閥與探測(cè)器相連通。氣體可以經(jīng)由與三通閥FV221相連通的第一探測(cè)器端口進(jìn)入探測(cè)器，并且經(jīng)由與再循環(huán)泵PU-201相連通的第二探測(cè)器端口離開探測(cè)器。再循環(huán)泵可以與三通閥FV222相連通，以使得氣體循環(huán)回殼體，并且通過(guò)與三通閥FV222相連通的端口309再進(jìn)入殼體和位于樣品隔膜的滲透?jìng)?cè)上的空心管。再循環(huán)氣體因此可以經(jīng)由上述路徑再次由探測(cè)器獲得。在另一實(shí)施例中，儀器可以用于沿如上述相反方向測(cè)試多孔材料，例如隔膜筒體，以使得以上作為滲透?jìng)?cè)描述的隔膜表面現(xiàn)在變成首先接觸氣體的表面、以上作為第一表面描述的隔膜表面變成滲透?jìng)?cè)。方向的改變通過(guò)改變流過(guò)多個(gè)三通閥的氣流而實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，氣體將在壓力下從氣體源流過(guò)三通閥FV220，但將轉(zhuǎn)向至與隔膜樣品內(nèi)部相連通的端口308。氣體可以穿過(guò)隔膜樣品滲透到位于殼體與樣品隔膜之間的空間，并且將通過(guò)與三通閥FV221相連通的端口310流出殼體，與探測(cè)器相連通的三通閥221通過(guò)第一探測(cè)器端口將氣體傳送至探測(cè)器。氣體可以經(jīng)由與再循環(huán)泵PU-201相連通的第二探測(cè)器端口離開探測(cè)器。氣體可以經(jīng)由第一端口進(jìn)入再循環(huán)泵，并且經(jīng)由與三通閥FV222相連通的第二端口離開再循環(huán)泵，該三通閥FV222與位于殼體底部附近的端口相連通(圖la)，以使得再循環(huán)氣體送回至隔膜的滲透?jìng)?cè)，即，朝向殼體壁的隔膜側(cè)，從而使得氣體經(jīng)由上述路徑可再次由探測(cè)器獲得。示例示例1:使可探測(cè)氣體再循環(huán)的多孔材料的完整性測(cè)試。使用與圖1中所示儀器相似的儀器進(jìn)行多孔隔膜的完整性測(cè)試，除了該儀器未配置多個(gè)三通閥。使用以下協(xié)議。對(duì)于特定類型的隔膜使用合適的液體來(lái)潤(rùn)濕隔膜筒體。筒體安裝在過(guò)濾器殼體中，該過(guò)濾器殼體連接至FTIR傳感器、再循環(huán)泵、真空泵、以及多個(gè)閥。使用可編程邏輯控制器、壓力傳感器、以及自動(dòng)閥測(cè)試筒體的過(guò)程如下1.幵啟再循環(huán)泵，并使用文丘里真空發(fā)生器(Vaccon，Medfield，MA)將系統(tǒng)抽空至設(shè)定的真空度之下(壓力傳感器PT203&204在-10PSIG以下)。2.滲透?jìng)?cè)容積的再循環(huán)持續(xù)10秒鐘。檢測(cè)FTIR信號(hào)，以確保其低于設(shè)定點(diǎn)閾值(44ppmvC2Ffi)。在幾個(gè)清空循環(huán)后的FTIR干擾信號(hào)用于確定設(shè)定點(diǎn)。如果量級(jí)在閾值之下并且滲透?jìng)?cè)將被設(shè)置為大氣，執(zhí)行步驟4;如果最初滲透?jìng)?cè)測(cè)試壓力在真空之下，執(zhí)行步驟5。如果探漏氣體量級(jí)(即，可探測(cè)物質(zhì))在閾值之上，執(zhí)行步驟3。3.筒體的兩側(cè)均利用氮?dú)饣驂嚎s空氣加壓至設(shè)定點(diǎn)壓力(lpsig)。PT-203和PT-204被監(jiān)控。當(dāng)兩者均高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，允許經(jīng)過(guò)10秒，隨即重復(fù)步驟l。4.過(guò)濾器的兩側(cè)均利用氮?dú)饣驂嚎s空氣帶至OPSIG(14.696PSIA)。PT-203和PT-204被監(jiān)控。當(dāng)兩者均達(dá)到Opsig(+/-)，執(zhí)行步驟5。5.探漏氣體被加到上游側(cè)達(dá)到15.5PSIG的分壓力設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)PT-203指示壓力處于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，立即執(zhí)行步驟6。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將知道的是，盡管加料被迅速完成，加料還可以使用緩變率(即，psi/second)完成。緩變能夠提供幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。緩變可以潛在地使得在放進(jìn)全部數(shù)量的探測(cè)氣體之前識(shí)別總的缺陷。還可以提供更多地可再現(xiàn)設(shè)定點(diǎn)壓力。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)涉及探測(cè)折疊隔膜中的缺陷。某些位于褶層頂點(diǎn)上的缺陷可能在某些情況中在高壓差下被夾斷一緩變可以消除判斷失靈的影響。6.上游利用氮?dú)饣驂嚎s空氣加壓至最終設(shè)定點(diǎn)壓差。PT-203被監(jiān)控與PT-204之間的壓差。當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定點(diǎn)，執(zhí)行步驟7。加壓可以迅速完成，但也可以使用配方設(shè)置緩變率(即，psi/second)而完成。7.監(jiān)控FTIR信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系。如果以下任意一項(xiàng)發(fā)生，執(zhí)行步驟8，否則繼續(xù)監(jiān)控信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系，直到經(jīng)過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)間a.PT-204在表示總泄漏的配方過(guò)壓設(shè)定點(diǎn)之上；b.FTIR信號(hào)在也表示總泄漏設(shè)定點(diǎn)值之上；c.配方測(cè)試定時(shí)器上的時(shí)間終止。典型地，定時(shí)器從60至120秒。8.抽空過(guò)濾器的下游/滲透?jìng)?cè)。這包括FTIR傳感器和再循環(huán)泵，其被抽空。PT-204被監(jiān)控，并且當(dāng)壓力低于配方設(shè)定點(diǎn)(-10PSIG)時(shí)，設(shè)定20秒定時(shí)器。9.抽空隔膜筒體的上游側(cè)。PT-203被監(jiān)控，并且當(dāng)壓力低于配方設(shè)定點(diǎn)(-10psig)時(shí)，設(shè)定20秒定時(shí)器。當(dāng)定時(shí)器終止時(shí)，進(jìn)行至步驟10。10.隔膜筒體的上游側(cè)利用氮?dú)饣驂嚎s空氣加壓至配方設(shè)定點(diǎn)(30psig)。PT-203被監(jiān)控，并且當(dāng)壓力高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，設(shè)定5秒定時(shí)器。當(dāng)定時(shí)器完成時(shí)，執(zhí)行步驟ll，除非清空循環(huán)計(jì)數(shù)器(配方設(shè)定點(diǎn)的循環(huán)次數(shù)僅為l)是完整的，隨即執(zhí)行步驟12。11.抽空隔膜筒體的上游側(cè)。PT-203被監(jiān)控。當(dāng)壓力低于設(shè)定點(diǎn)(-lOpsig)時(shí)，設(shè)定10秒定時(shí)器。使用增量清空計(jì)數(shù)器，用于跟蹤在執(zhí)行抽空后利用載體氣體進(jìn)行加壓的循環(huán)次數(shù)。如上所述，在該實(shí)驗(yàn)中，完成了一次循環(huán)。當(dāng)定時(shí)器完成時(shí)，重復(fù)步驟io。12.開啟過(guò)濾器排出閥，并且排到過(guò)濾器的下游。監(jiān)控器PT-203和PT-204被監(jiān)控。當(dāng)PT-203和PT-204均達(dá)到0PS工G(+/-)時(shí)，設(shè)定IO秒定時(shí)器。當(dāng)定時(shí)器完成時(shí)，測(cè)試完成。示例2:隔膜中的FITR信號(hào)與已知缺陷的比較單個(gè)合格筒體與一系列已知直徑的固定孔一起被測(cè)試。為了提供比較的標(biāo)準(zhǔn)，將塞子插入到孔座中以消除己知缺陷的影響。對(duì)同一筒體進(jìn)行一系列測(cè)試，每個(gè)被測(cè)試的筒體具有已知直徑的單一缺陷。所使用的筒體為10英寸0.22微米的親水性PVDFDurapore(微孔公司，Billerica，MA)隔膜筒體組件。圖2中示出了結(jié)果，并且顯示了不同尺寸缺陷的區(qū)別曲線。測(cè)試條件為25%(按體積)的C2F6，75%的壓縮空氣，具有46psi的貫穿隔膜壓差。圖2中時(shí)間單位為秒，而C2Fe濃度的單位為百萬(wàn)分之一(ppm)(按體積)。所使用的傳感器為MKSInDuctFTIR(MKS儀器公司，Wilmington,MA)，其具有l(wèi)ppmvC2F6的更低探測(cè)限度。在假定具有已知尺寸缺陷的單個(gè)隔膜為扼流情況下，計(jì)算了C2F6的理論濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線。圖3顯示了計(jì)算值與使用固定孔缺陷而獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。示例3:加工局部裝配筒體的完整性測(cè)試在具有0.22微米親水性PVDFDurapore(微孔公司，Billerica，MA)隔膜的10"加工裝配筒體的48個(gè)生產(chǎn)單元上進(jìn)行完整性測(cè)試。這些單元可以在Y射線輻射之前和之后進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件如以上示例2中所記錄的。結(jié)果顯示在圖4a(Y射線輻射之前)和4b(Y射線輻射之后)中。在使用FTIR探測(cè)進(jìn)行完整性測(cè)試之后，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，相同單元接受PLATO(光聲探測(cè))(美國(guó)專利5581017)測(cè)試，以及現(xiàn)有的生產(chǎn)質(zhì)量流率測(cè)試(擴(kuò)散測(cè)試)(微孔目錄94-95，微孔公司，BillericaMA)。還進(jìn)行了功能性細(xì)菌存留測(cè)試。表l示出了這些結(jié)果的對(duì)比。("？"表示不確定的結(jié)果)。從圖4b得到的結(jié)果(具有1.31微米缺陷的己知合格筒體)被認(rèn)為是缺陷隔膜的截止值。在此說(shuō)明的完整性測(cè)試顯示了在測(cè)試條件下的較好靈敏度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>使用現(xiàn)有的生產(chǎn)質(zhì)量流率測(cè)試的缺陷隔膜的截止值為0.47標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘(sccm)。示例4:完整性測(cè)i式結(jié)果的再現(xiàn)性為了顯示在此說(shuō)明的完整性測(cè)試提供了可再現(xiàn)的結(jié)果，在已知合格隔膜筒體上進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，該隔膜筒體作為或具有已知尺寸的固定孔缺陷而測(cè)試。筒體由PVDFDurapore⑧隔膜(微孔公司，Billerica，MA)組成，測(cè)試條件包括使用氟利昂(15.5psi)作為可探測(cè)物質(zhì)。系統(tǒng)以46psi壓差運(yùn)行。圖5顯示了具有故意設(shè)置的1.31微米孔缺陷的已知合格筒體的10次反復(fù)測(cè)試的結(jié)果。10次測(cè)試的測(cè)量FTIR信號(hào)坡度具有2.90ppmvC2F6/sec的平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.20ppmvC2F6/sec。為了比較，顯示了利用單獨(dú)同一過(guò)濾器(無(wú)缺陷)進(jìn)行多次測(cè)試的比較。示例5:不對(duì)稱隔膜的完整性測(cè)試。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了不對(duì)稱隔膜的完整性測(cè)試?？梢园l(fā)現(xiàn)，測(cè)試的靈敏度在某些情況中受到穿過(guò)完整隔膜的探漏氣體的干擾擴(kuò)散的影響。因此，不同的隔膜可以具有不同的最佳測(cè)試條件(包括氣體/蒸汽混合物)和探測(cè)限度。圖6和7示出了當(dāng)包含薄的不對(duì)稱隔膜的裝置以各種尺寸的孔(即，故意設(shè)置的缺陷)進(jìn)行測(cè)試時(shí)所獲得的結(jié)果。當(dāng)使用為GammaDurapore⑧開發(fā)的條件(100至150微米厚對(duì)稱結(jié)構(gòu))測(cè)試這些隔膜時(shí)，探測(cè)的界限處于介于5與IO微米之間的某個(gè)范圍。當(dāng)沿相反方向進(jìn)行測(cè)試，以使氣體混合物首先接觸隔膜張緊側(cè)時(shí)，(最小化不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的水層稀釋)并且在更低的壓差下(30psig對(duì)46psig)，探測(cè)限度降低至2與5微米之間。在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的情況下可進(jìn)行本發(fā)明的多種修改與變形，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。在此說(shuō)明的特定實(shí)施例僅作為示例提供，并不意味著以任意方式進(jìn)行限制。應(yīng)該理解的是，說(shuō)明書與示例僅作為例證，所指出的發(fā)明的實(shí)際范圍和精神由以下的權(quán)利要求限定。權(quán)利要求1.一種評(píng)估多孔材料完整性的方法，所述方法包括a)用液體潤(rùn)濕多孔材料；b)使多孔材料的第一表面與包括載體和可探測(cè)物質(zhì)的混合物接觸；c)對(duì)多孔材料的第一表面施加壓力，使得載體和可探測(cè)物質(zhì)中的至少一些滲透多孔材料；d)在繼續(xù)步驟c)的施加壓力同時(shí)，再循環(huán)在滲透?jìng)?cè)固定容積內(nèi)的多孔材料滲透物中發(fā)現(xiàn)的載體和可探測(cè)物質(zhì)；e)評(píng)估多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)隨著時(shí)間的濃度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟f)，所述步驟f)將步驟e)中評(píng)估的濃度與完整多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)的濃度進(jìn)行比較。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，載體和可探測(cè)物質(zhì)中的至少一種是氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，載體和可探測(cè)物質(zhì)均是氣體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，壓力源是壓縮空氣。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，可探測(cè)物質(zhì)是碳氟化合物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，碳氟化合物為氟里昂。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多孔材料是隔膜。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述隔膜包括選自聚醚砜、聚酰胺、尼龍、纖維素、聚四氟乙烯、聚砜、聚酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯、四氟乙烯-全氟代(垸基乙烯基醚)共聚物、聚碳酸鹽、聚乙烯、玻璃纖維、聚碳酸酯、陶瓷、以及金屬的材料。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多孔材料被容納在筒體中。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用探測(cè)器進(jìn)行可探測(cè)物質(zhì)的濃度評(píng)估。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，探測(cè)器從傅里葉變換紅外光譜分析儀、質(zhì)譜分析儀、氣相色譜分析儀中選擇。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，探測(cè)器是傅里葉變換紅外光譜分析儀。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，液體由水組成。15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，隔膜是不對(duì)稱隔膜。16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，隔膜從單層隔膜和多層隔膜中選擇。17.—種評(píng)估多孔隔膜完整性的方法，所述方法包括a)用液體潤(rùn)濕多孔材料；b)使多孔材料的第一表面與壓縮空氣和碳氟化合物接觸，使得形成包括壓縮空氣和碳氟化合物的混合物;c)^t多孔材料的第一表面施加壓力，使得載體和碳氟化合物中的至少一些滲透多孔材料；d)在繼續(xù)步驟c)的施加壓力同時(shí)，再循環(huán)來(lái)自滲透?jìng)?cè)固定容積內(nèi)的多孔材料滲透物的步驟b)中的混合物；e)評(píng)估多孔材料的滲透物中碳氟化合物隨著時(shí)間的濃度；以及步驟f)將步驟e)中評(píng)估的濃度與暴露相同條件下的完整多孔材料的滲透物中碳氟化合物隨著時(shí)間的濃度進(jìn)行比較，其中步驟e)中評(píng)估的濃度大于完整多孔材料的滲透物中碳氟化合物的濃度則表明多孔材料是不完整的。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，碳氟化合物為C2F6。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟f)，將步驟e)中評(píng)估的濃度與一種或多種標(biāo)準(zhǔn)多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)隨著時(shí)間的濃度進(jìn)行比較，其中，所述一種或多種標(biāo)準(zhǔn)多孔材料中的每個(gè)均包括己知尺寸的缺陷、并且經(jīng)受與樣品多孔材料相同測(cè)試條件，從而確定缺陷尺寸。20.—種用于評(píng)估樣品多孔材料完整性的儀器，所述儀器包括a)適合于接收將要進(jìn)行完整性測(cè)試的多孔材料的殼體;b)與殼體流體連通的可探測(cè)物質(zhì)源；c)與殼體流體連通的可探測(cè)物質(zhì)的載體源；d)用于探測(cè)可探測(cè)物質(zhì)的探測(cè)器；e)與探測(cè)器以及用于容納多孔材料的殼體流體連通的再循環(huán)泵；以及f)外力源。全文摘要本發(fā)明涉及一種評(píng)估多孔材料完整性的方法，所述方法包括a)用液體潤(rùn)濕多孔材料；b)使多孔材料的第一表面與包括載體和可探測(cè)物質(zhì)的混合物接觸；c)對(duì)多孔材料的第一表面施加壓力，使得載體和可探測(cè)物質(zhì)中的至少一些滲透多孔材料；d)在繼續(xù)步驟c)的施加壓力同時(shí)，再循環(huán)在滲透?jìng)?cè)固定容積內(nèi)的多孔材料滲透物中發(fā)現(xiàn)的載體和可探測(cè)物質(zhì)；e)評(píng)估多孔材料的滲透物中可探測(cè)物質(zhì)隨著時(shí)間的濃度。文檔編號(hào)G01N33/00GK101266234SQ20071016986公開日2008年9月17日申請(qǐng)日期2007年11月14日優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日發(fā)明者A·伯克,R·惠勒,小G·A·加涅申請(qǐng)人:米利波爾公司