聚氨酯安全套在水溶液中的电特性仿真分析

杨路路，郭雨梅，徐光宇(沈阳工业大学，辽宁 沈阳 110000)

0 引言

在艾滋病大流行之前，使用安全套被认为是最好的预防性传播疾病的方法。20世纪90年代聚氨酯被用于安全套材料，其以优良的使用舒适度，更有效的隔离艾滋病、肝炎等病毒和更普遍的人群适应性等优良特性，正逐渐在安全套市场占据更大份额。目前在工业生产中聚氨酯安全套抽检采用漏水检验法，这种方法费时、费力，对聚氨酯安全套的生产效率有较大影响，难以满足日益增长的企业生产需求[1]。

文章提出一种通过高频信号穿过注入适量导电水溶液且主体部分浸没在该水溶液中的聚氨酯安全套，采集返回的高频信号，比较初始信号和返回信号的差异判断安全套是否存在针孔缺陷的方法。利用COMSOL对其进行建模仿真，分析其电特性。通过收集分析不同仿真环境下的初始信号和返回信号的差异，判断聚氨酯安全套是否有针孔缺陷。

1 电特性仿真的系统构成和原理

安全套在水溶液中的三维立体图如图1所示。整个仿真环境分为四部分：水溶液、安全套膜、激励源和接收返回信号极。激励源为高频信号，经过导电水溶液，穿过安全套膜和安全套中的导电水溶液到达信号接收极。安全套膜材料为聚氨酯，属于绝缘性物质。如果在水槽中加入氯化钠，小苏打等物质，增加水溶液的导电性，使水溶液的电导率远大于安全套膜，这时把激励源与安全套外膜之间的水溶液看作电容的一极板，把安全套内膜到信号接收极的水溶液看作电容的另一极板，安全套膜看作电容两极板之间的介质，则注入适量水溶液且主体大部分浸没在水溶中的聚氨酯安全套其电特性如同一个环形电容。……