密封測試儀

密封測試儀又叫氣密性檢測儀或泄露性測試儀，主要適用於食品、製藥、醫療器械、日化、汽車、電子元器件、文具、消費類電子等行業的包裝袋、瓶、管、罐、盒等的密封試驗。

基本介紹

• 中文名：密封測試儀
• 外文名：Lesk tester
• 套用範圍：食品、製藥、醫療器械等行業
• 別名：氣密性檢測儀或泄露性測試儀

介紹

設備名稱：密封測試儀

學術別名：密封測試儀、包裝密封儀、密封性測定儀、塑膠袋密封檢測儀、包裝泄漏測試儀、氣體泄漏儀、包裝密封試驗儀

套用範圍：主要用於適用於食品、製藥、醫療器械等行業的包裝袋、瓶、管、罐、盒等的密封試驗。亦可進行包裝件封口質量分析。軟袋密封測試儀

用途

密封測試儀又叫包裝檢漏儀，是生產、加工企業專門用來檢測食品、乳製品以及製藥行業的包裝袋、瓶子、罐子等容器密封性的儀器，從而保證產品不會因為包裝泄漏而產生質量問題（有些泄漏點是肉眼看不到的），延長產品的貨架期。

密封測試儀主要適用於檢測包裝的完整性，通過測試判斷包裝是否存在泄漏問題。

原理

密封測試儀連線到一個測試室，特別設計來容納需要被檢測的包裝。包裝被置於要被抽真空的實驗腔內。單或雙真空感測器技術用於監控測試室為兩個層次的真空狀態同樣也監測預定測試時間段的真空變化，絕對真空和相對真空的變化暗含了包裝中存在的泄漏和缺陷。

測試腔

氣體密封性能檢測原理

理想氣體狀態方程

在普通物理學的概念上，通常任何物質都具有固態、液態和氣態，而氣態是物質存在的各狀態中較特殊的狀態，它本身既無一定形狀、也無一定體積，它的形狀和體積完全取決於盛裝氣體的容器。任意數量的氣體都能被無限地膨脹而充滿於任何形狀大小的容器之中。

為了對氣體進行客觀細緻的研究，需要對客觀氣體分子進行一些假設限定，這些經過限定了的氣體稱為“理想氣體”。而描述“理想氣體”狀態變化規律的數學議程式，稱為“理想氣體的狀態方程”。即：

PV/T=R

式中R是氣體普適常量，即對所有氣體均普遍適用的常量。

對於質量為M，分子量為μ的氣體，則表述為：

PV=M/RT

式中常量R的數值取決於P，V，T等所用的單位。在國際單位制中，P的單位用Pa，V用m3，T用K，則R=8.314J/K.mol。

蓋·呂薩克定律

從理想氣體狀態方程可以推導出，一定質量的氣體，在壓強不變的情況下，它的體積跟熱力學溫度成正比。

即：若P1=P2,則：V1/T1=V2/T2

上式中P1、V1、T1表示氣體在初始狀態下的壓力、體積和溫度;P2、V2、T2表示該氣體在最終狀態下的壓力，體積和溫度。這個方程表明一定質量的氣體，不管其狀態如何變化，它的壓強和體積的乘積除了絕對溫度，所得之商始終保持不變。這就是採用氣體對工件進行密封性能檢測的基本原理。

工件泄漏檢測和判定

假設有一個被測工件(或物體)的內腔容積是V，腔內壓力是P，在溫度恆定的情況下，經過幾秒或幾十秒後，它的內腔容積沒有變化，而腔內壓力下降了一個確定值△P，這時我們就可以判定該工件氣體密封性能不好，或者叫做“有泄漏工件”。否則認為該被檢測工件氣體密封性能良好或叫做“無泄漏工件”。在實際工業生產過程中，絕對無泄漏工件是極少的。在實際檢測過程中，通常總是根據該工件具體的套用環境條件和狀態給出一個允許泄漏值，當工件泄漏值小於該值時則認為該工件“無泄漏”稱為合格品。只有工件泄漏值大於該值時才認為“不合格”或“嚴重泄漏”。

漏孔、漏率和漏率的國際單位

工件有泄漏，必定有“漏孔”。這裡通常指的漏孔是非常微小的，其截面形狀也各不相同，漏孔漏氣的路徑也各式各樣。

漏孔經常出現在物質組織疏鬆、裂紋、裂隙、應力集中、彎折、可拆卸等部件。大多數是由於加工工藝不合理，結構不合理、安裝不合理等原因造成的。

漏孔的幾何尺寸是很微小的，因此它不能用我們的肉眼所覺察，加工漏氣路徑又各式各樣，截面形狀又很複雜，所以漏孔的大小極難用它的幾何尺寸來度量。

由氣體定律PV=M/RT可知，當溫度一定時，氣體的質量可以用氣體的壓強和體積的乘積PV(即氣體量)來表示，而PV又是容易測量的，所以“漏孔”的大小可以用單位時間泄漏的氣體量(PV)來表示，稱為漏率。其物理意義為：壓強x體積/時間。漏率的國際單位為“瓦特”(W)或Pa.m3/s。1W=1Pa.m3/S=103Pa.L/S=7.5Torr.L/S。漏孔的漏率也就是通過漏孔的氣體流量，這個氣體流量受環境溫度、漏孔兩端的壓差(即工件內外壓差)和氣體各類等因素的影響。從漏率單位的量綱我們可以看到：由於1Pa=1N/m2，1J=1N.m;因此1Pa.m3/S=1J/S=1W。

由此可見PV單位表示的流量本質上就是單位時間穿過某一截面的能量，它並不是氣體分子本身攜帶的動能或位能，而是使氣體分子通過某一截面流動所需的能量。

氣密儀檢測工作原理

氣密儀根據檢測方式不同主要可分為直壓式和差壓式兩大類。

當談到為產品做微量檢測時，我們可能會想到稱量用的天平。

直壓方式檢測相當於用電子天平進行微量稱量。若有一個充滿氣的氣球(相當於被測工件)，在電子天平上稱出質量後，若氣球(被測工件)有泄漏則電子天平稱出的質量會減少，這兩次稱量有一質量差，這個質量差就是氣球(被測工件)的泄漏量。

直壓方式檢測泄漏的過程與此極為相似：

直壓型氣密儀檢測操作過程是這樣的：對工件的被測容腔在一定壓力條件下(具體壓力參數由生產線檢測工藝規程決定)進行充氣、保持一定時間後，切斷被測工件和氣源的聯繫並記錄下此時的壓力示值，經過一定時間(數秒或數十秒)後，再次讀取壓力示值並和前次記錄的壓力示值進行比較。若被測容腔有泄漏，則兩次壓力示值有一個差值。此差值大小反映工件在檢測時間周期內的泄漏狀態，差值越大表示工件泄漏越嚴重。只要此差值在允許範圍內，即可認為被測工件合格。反之，為不合格。

差壓方式檢測相當於槓桿天平稱量。天平一端放有“基準砝碼(參考物)”，另端放入待檢零件，不斷的增減零件的數量使天平達到平衡時，砝碼(參考物)的質量即為零件的質量。

氣體密封性能檢測儀的基本工作原理同天平一樣，一端是基準參考物(標準品)，另一端是被測零件(被測品)。但是，其測量順序與天平正好相反，基準參考物與被測工件兩邊同時充入相同壓力的空氣，使“天平”——差壓感測器兩端平衡。如果被測工件有泄漏，即使是微小泄漏，“天平”也將失去平衡，從而檢測出兩端因泄漏而產生的差壓。氣體密封性能檢測儀將根據差壓的變化測出工件的具體泄漏量，然後判斷被測工件是否合格，並將這些信息傳送給操作人員。因為標準品與被測工件形狀、大小都相同，並且檢測過程中，兩端的外部環境狀況完全一樣，所以這種測試方法可以消除溫度、振動等環境因素的影響，得到高精度的測量結果。

直壓型氣密儀和差壓型氣密儀的檢測原理是相同的，它們的主要差別是檢測方式不同。

差壓型氣密儀的檢測操作過程和直壓型的差別主要是利用“標準品”作為參照物在相同的過程和狀態條件下，比較被測工件與“標準品”的差異來判斷被測工件是否合格。其檢測過程如下：

首先在氣密儀標示的標準品端接上標準品(標準品可以是一個被用多種方法檢測合格並被確認為可以作為衡量其他與之相同的被測工件標準的工件或特定製品)，然後同時對標準品與被測工件容腔充氣(充氣壓力、時間等參數由工藝程確定)，經過一段數秒或數十秒的平衡時間後，將標準品與工件被測容腔完全隔斷進行數秒或數十秒的壓力監視後比較二者的壓力示值差，這個壓力差就是工件被測容腔的壓力泄漏值，若其值在允許範圍內則認為被測品合格，否則判為不合格。

主要用途

氣體密封性能檢測儀主要是用淨化乾燥空氣為工作介質對具有一定內容積的腔體的密封性能檢測，亦可以採用串聯、並聯形式做其他檢測。但不可以直接對氣-液相二相流系統、氣-固相二相流系統進行檢測，否則有可能得出不正確的測試結果或者對儀器造成不可修復的損害。

氣密儀是一種狀態監視、檢測設備，用它可以構成控制報警系統或者專用檢測設備。比如可以用氣密儀和專用夾具組合成為檢測工件氣密性能的流水生產線專用工具機，常見的有由本公司生產的適合用於機車、汽車的氣缸頭試漏機，離合器蓋(或總成)試漏機，氣缸體檢漏機，變速器殼體試漏機等機車、汽車專用檢漏工具機。這些產品已經系列化、標準化，是機械、電子、醫療器械、空調器、燃氣用具等行業提高產品質量、高效、低耗、實現規模經濟擴張和國際化，迎接新世紀挑戰的利器。

執行標準

採用美國ASTM真空衰減泄漏檢測方法，符合由美國FDA確認為包裝的完整性測試標準（F2338- 09）

設備特徵

1、無損測試，無需樣品製備

2、檢測精度高，可檢測到小至1.5μm的漏孔

3、不受主觀因素的影響

4、結果證明比染色法更可靠

5、測試周期短

6、測試結果更可靠、可重複

7、採用ASTM測試方法，符合FDA測試標準

設備分類

密封儀根據設備的測試原理不同，可分為以下兩種：

1、真空衰減法設備：軟包裝、半堅硬包裝、硬包裝密封性測試

2、超音波原理設備：軟袋封口質量分析

3、高壓放電法設備：填充液體包裝

根據設備的使用方式，可分為以下兩種：

1、線上檢測：密封儀

2、實驗室專用抽樣檢測，包裝密封儀（標準中規定）

套用領域

密封質量檢漏

包裝完整性測試

微漏檢測

袋裝檢漏

泡罩包裝檢測

瓶子/容器檢測

氣體泄漏檢測

具體套用

食品行業

軟袋包裝：袋裝奶粉、乳酪、咖啡條/包、月餅、調味包、休閒食品、茶葉包、袋裝大米、薯片、糕點、膨化食品、利樂包、濕紙巾、瓜子····任何形狀、任何材質、任何尺寸的食品袋。

半堅硬包裝：冷鮮肉、果蔬沙拉、托盤、軟罐頭、優酪乳、番茄醬、桶裝薯片（休閒食品）、果凍···任何形狀、任何材質、任何尺寸的半堅硬包裝。

堅硬包裝：聽裝奶粉、飲料瓶、油桶、罐頭、桶裝餅乾、咖啡瓶、易拉罐、調味瓶···任何形狀、任何材質、任何尺寸的堅硬包裝。

製藥行業

密閉容器：西林瓶、安瓿瓶、注射器、口服液、無菌袋、輸液袋/瓶、水針劑、粉針劑、BFS瓶、API瓶、BPC瓶、FFS瓶等任何形狀、任何材質、任何尺寸的密閉容器。

泡罩包裝：粉末、片劑、膠囊、隱形眼鏡等採用泡罩的包裝形式的樣品。

小頂空包裝：沖劑包裝、小劑量藥粉等頂空極小的包裝。

醫療器械包裝

無菌產品、蒸煮袋等

產品套用

適用於填充乾物的包裝

美國PTI的Veripac系列可以被簡單的集成到包裝流程中去來提高產品質量、減少浪費並提供操作者對於包裝質量清晰的認識和理解。整個測試過程無破壞性、無侵入性也無需準備樣品。測試的裝置被設計成用來檢測柔軟的、堅硬的和半堅硬包裝。可以在任何步驟進行檢測，也可以對同一樣品進行多次檢測。在檢測後，好的包裝可以被重新放入包裝線而不會有任何損傷。Veripac檢測方法提供了更可靠的、經濟實惠和有效率的包裝測試解決方案。它解決了不同處理器對不同產品產生誤導結果的問題。

適用於軟袋包裝

美國PTI的VeriPac D系列是一套專為軟袋包裝設計的非破壞性檢漏系統。VeriPac檢查系統提供了定性結果（通過或失敗），以及相關的定量數據，泄漏率和泄漏的大小。為了適應不同的包裝規格和檢測靈敏度的要求，VeriPac D系列提供了幾種泄漏測試儀器和不同大小的測試腔容量。該VeriPac D系列採用美國ASTM批准的非破壞性真空衰減泄漏測試方法（F2338）由美國FDA確認為包裝的完整性測試的共識標準，是一種實用的替代破壞性測試，與破壞性測試相比，如水槽試驗，投資回報率更快速。同時還解決了影響產品質量和貨架壽命的關鍵缺陷問題。

適用於小頂空的泡罩、小袋

VeriPac410採用真空衰減技術和差壓測量相結合的方式來檢測包裝。多個包裝可以在同一個測試周期進行,而且VeriPac410還能識別有泄漏的包裝或腔穴。測試結果是定量的，能夠為操作員提供量化的結果：通過/不通過,消除了人為的主觀性，避免了當前會對包裝有破壞作用的測試方法。包裝的密封質量是通過準確的分揀、可靠的無損檢測方法,消除測試過程的主觀性,同時減少浪費來實現的。VeriPac410允許被測試的產品返回生產線，因此消除了因採用破壞性的測試方法帶來的浪費，節省了大量的成本。

適用於密閉容器

VeriPac455是一個為空/滿的注射器、填充液體/凍乾粉的小瓶以及其他含有液體的包裝（無論柔軟還是堅硬的）提供高精度無損檢測的系統。測試上述類型的產品要求高級別的靈敏度、可重複性和準確性。而VeriPac455都能進行檢測。

VeriPac455因為對包裝無破壞性，而且不需要樣品製備，因此能夠配套到生產過程中的任一環節進行測試。這項技術可用於包括穩定性研究、臨床試驗研究、質量確認試驗以及生產數據過程監控（SPC）。VeriPac455能夠達檢測到漏率為0.05ccm的漏孔。測試結果表明它比染色測試更好、更可靠。

特點

1、無損測試，無需樣品製備

2、檢測精度高，可檢測到小至1.5μm的漏孔

3、不受主觀因素的影響

4、結果證明比染色法更可靠

5、測試周期短

6、測試結果更可靠、可重複

7、採用ASTM測試方法，符合FDA測試標準