气密性检测干货:泄漏量怎么算?合格阈值怎么定?一文讲透

气密性检测仪泄漏率计算方法与新产品合格阈值判定标准

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    气密性检测干货:泄漏量怎么算?合格阈值怎么定?一文讲透

    在新能源电池、汽车零部件、电子元器件、医疗器械等行业,气密性检测已经成为产线标配。但很多工程师拿到一台气密性检测仪,最头疼的不是操作,而是两个问题:泄漏量到底是怎么算出来的?新产品的合格阈值又该怎么定?

    今天这篇文章,把原理、公式、方法论一次讲清楚,建议收藏。

    一、先搞懂:气密性检测仪在测什么

    智能气密性检测仪是一种高精度无损检测设备,以压缩空气为介质,对被测件施加设定压力,通过高灵敏传感器监测压力变化,完成产品密封性判定。

    相比传统的水检法,它有三个明显优势:

    • 无二次污染:测完不需要烘干,产品直接下线;
    • 泄漏响应快:秒级出结果,适配产线大批量检测;
    • 检测精度高:可识别微小泄漏,远超人眼观察气泡的能力。

    目前主流的高精度检测方案是差压式检测,也是下面重点讲的原理。

    二、泄漏量计算原理:差压法的底层逻辑

    2.1 差压设备的两个腔体

    差压式气密性检测仪内部有两个腔体:

    • 标准腔:密闭无泄漏,作为参考基准;
    • 被测腔:连接待测产品,产品如果漏气,腔体内气体流失,压力下降。

    测试时,两个腔体同时充气、稳压,然后互相隔离。如果被测产品存在泄漏,被测腔压力下降,两侧就会产生一个压差 ΔP。仪器采集这个 ΔP,结合被测件容积和测试时间,自动换算出泄漏率。

    2.2 完整测试四阶段

    一次完整的差压测试分为四个阶段:

    1. 充气阶段:同时向标准腔和被测产品充入设定测试压力,直至两端压力、温度趋于一致;
    2. 稳压阶段:关闭进气气源及两端通路,使两端气压足够稳定,消除充气扰动;
    3. 隔离测试阶段:两个腔体互相独立,被测产品泄漏导致被测腔压力下降,产生压差 ΔP;
    4. 计算输出:仪器采集 ΔP,结合容积、测试时间,自动换算泄漏率并判定 OK/NG。

    2.3 核心计算公式

    差压仪器内部使用的简化公式为:

    Q = ΔP × V / t

    各参数含义如下:

    表格

    符号名称单位说明
    Q体积泄漏率Pa・L/s 或 mbar・L/s,行业优先推荐,不受产品容积影响
    ΔP压差变化值Pa /mbar,传感器采集得到
    V被测件等效容积L(升),含工件内腔 + 管路 + 治具体积总和
    t有效测试时间s(秒),即稳压后的测试计时时长

    这里有一个非常关键的认知:Q(体积泄漏率)才是行业通用的判定指标,它不受产品容积影响;而 ΔP(压差)只是传感器采集的中间量,同样的泄漏率,容积越大,压差越小。

    举个例子,同样真实泄漏率 0.5 Pa・L/s:

    • 案例 A:小产品,容积 0.1L,测试 10s,压差 ΔP = 50Pa,仪器压降数值很大;
    • 案例 B:大产品,容积 10L,测试 10s,压差 ΔP = 0.5Pa,仪器压降数值很小。

    结论:同样漏的情况下,容积越大,压力降越小。 所以判定标准一定要用泄漏率 Q,而不是直接用压差 ΔP,否则不同容积的产品根本没有可比性。

    三、新产品的合格泄漏阈值怎么定?

    这是实际工作中最常遇到的问题。总结下来有两种主流方法。

    方法一:查客户图纸、技术协议、规格书

    这是最简单、最权威的方法。很多客户提供的 2D/3D 图纸,在备注、技术要求章节会直接写明:

    • 测试压力
    • 允许最大泄漏率
    • 充气、稳压、测试时间

    有这些参数,直接输入仪器即可,不需要自己摸索。

    方法二:良品统计法(全新开发,无任何参考条件)

    当产品没有任何泄漏标准时,需要采用科学的试验方法来确定。核心思路是:选取足够数量的样品,同时做气密测试和泡水 / 喷检漏液实验,用数据比对找到 OK 与 NG 的临界值。

    准备工作

    1. 确定产品的防水等级目标;
    2. 准备气密性检测仪(如龙施科技 LS 系列);
    3. 选取合适的产品 5-10 个(如 10 个不能确定标准,适当增加);
    4. 将每个产品编号,从 01 开始;
    5. 准备漏点检测机或入水检测工装、检漏液、水槽。

    两种验证试验方式

    • 试验方法一(看进水):将待测品浸入水中,缸体内加压,试验完成后拆开待测品,看内部进水点和进水量;
    • 试验方法二(看气泡):将待测品放在水面上加压,达到设定压力后再浸入水中,利用内外压差产生气泡,观察气泡位置精准找到漏气点。

    测试步骤

    1. 用气密性检测仪对每个产品进行测试(测试前清空历史记录);
    2. 将测试数据按泄漏值大小分为三组:
      • A 组:泄漏值较小;
      • B 组:泄漏值中等;
      • C 组:泄漏值较大;
    3. 先将 A 组产品进行泡水或喷检漏液实验,查看是否有气泡冒出,得到初步判定标准;
    4. 如果 A 组全部通过(无气泡),则继续对 B 组做泡水实验,找到 OK 品与 NG 品的临界数值;
    5. A、B 组完成临界值验证后,C 组无需单独泡水 —— 因其泄漏值显著高于 B 组,可直接参照 B 组临界值判定为 NG;
    6. 每组泡水实验后,建议对临界值附近的产品重复 1-2 次气密测试 + 泡水实验,避免单次误差导致临界值误判。

    已知 OK/NG 品但不知道泄漏数值时

    如果已经能区分良品和不良品,只是不知道对应的泄漏数值,方法更简单:

    1. 反复测试 OK 品和 NG 品各十次,从历史记录中找出 OK 品中泄漏数值最大的一个,记为 a;
    2. 找出 NG 品中泄漏数值最小的一个,记为 b;
    3. 取数值 c 作为判断标准。注意:如果良品和不良品的泄漏数据有重叠,不可简单取中间值,判定阈值应小于 c,以确保有效拦截不良品。

    重要提醒:找寻判定标准时,气密测试和泡水实验的样品、工装、测试压力、时间参数必须完全相同,否则会出现误判!

    四、总结

    气密性检测的核心逻辑并不复杂:差压法测 ΔP,用公式 Q=ΔP×V/t 换算成体积泄漏率,再用泄漏率 Q 来做合格判定。 定阈值时,有客户标准就直接用,没有标准就用良品统计法,通过气密测试与泡水实验的交叉验证找到临界值。

    掌握了这套方法,不管是新能源电池包、电机转子、摄像头模组,还是血糖仪、医疗器械,都能科学、高效地建立起自己的气密性检测标准。


    以上内容由上海龙施自动化科技有限公司技术团队整理分享。龙施科技专注气密性检测设备研发与生产,LS 系列差压式气密性检测仪广泛应用于新能源、汽车、电子、医疗等行业,为产线提供高精度、高效率的无损检测解决方案

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