某水性喷墨墨水用户,五色(C/M/Y/K/W)进厂抽检,需要判断批次一致性、以及有没有被掺水。这是实验室台式样杯测量,不是在线。
为什么用声速
声速在液体中是整体配方的指纹——溶剂比例、树脂含量、颜料载量、助剂配比,任何一项变了,声速都会跟着变。
对掺水这个具体问题,灵敏度是这样的:掺水 1% 大约对应 0.6–1 m/s 的声速变化。而设备的声速重复性优于 ±0.2 m/s,所以 0.5% 的掺水是可以辨识的。
作为对照:同样幅度的掺水在密度上的变化非常小,容易被温度波动淹没。
判定方法
先对合格批次建立基准值和 ±3σ 区间,然后按偏离量分档。示例性的容差是这样的量级:
与基准的声速偏差 | 判定 |
|---|---|
≤ 1.0 m/s | 合格 |
1.0 – 2.0 m/s | 复检 |
> 2.0 m/s | 不合格 |
正式的容差值必须用客户自己的合格批次数据建基准后确定——不要直接套用上表。
两个必须说清楚的边界
一、声速给的是"整体指纹",不是颜料百分比。 它能回答"这批和基准批一不一样",不能直接回答"颜料含量是多少"。如果客户要的是后者,这个方法不对口。
二、白墨是最难的一色。 二氧化钛颗粒大、比重高,沉降快、声衰减也大,测量稳定性明显低于其他四色。取样和测量流程要专门为白墨设计。
另外,气泡是头号干扰。墨水里的表面活性剂很容易发泡,样杯注入方式不当就会引入微泡,把声速读低。测前静置脱泡是必要步骤。
适用与不适用
适合:进厂批次一致性判定、掺水/稀释筛查、供应商来料波动监控。
不适合:多组分同时定量、需要给出单一成分绝对含量的场合。