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Druck Decay Leak Tester

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Druck Decay Leak Tester

DRUCKABFALL-DICHTHEITSPRÜFUNG

Was ist ein Druck-/Vakuumabbautest?

Druck Druckabfallprüfung misst die Druckänderung zwischen Atmosphärendruck und Ihrem unter Druck stehenden Prüfling. Im Gegensatz zu einigen anderen gängigen Methoden der Dichtheitsprüfung liefert diese Prüfmethode quantitative Informationen, harte Datenpunkte, die aufgezeichnet und Entscheidungen getroffen werden können. Dadurch wird die Abhängigkeit vom Bediener beseitigt und es können spezifische Annahme-/Ablehnungskriterien festgelegt werden, und diese Methode ist recht einfach zu verwenden. Es ist schnell; 2-4 Sekunden Zyklen sind erreichbar, wobei zu beachten ist, dass die Testzeit volumenabhängig ist. Druck ist so empfindlich wie die für die Prüfung zur Verfügung stehende Zeit. Druck Druckabfall kann ein Vakuumtesten umfassen, da ein „Vakuum“ lediglich ein Druck unterhalb der Atmosphäre ist. Alle nachfolgenden Bezugnahmen auf „Druckabfall“ gelten gleichermaßen für „Vakuumabbau“-Tests.

Leitgleichungen und Beziehungen

Die folgenden grundlegenden Gleichungen sind für die Messung von Leckagen und die Arbeit mit Druckabfallprüfungen unerlässlich.

Dabei ist V das Volumen des austretenden oder eintretenden Mediums und t der Zeitraum, in dem Sie die Volumenänderung messen. Dies ist das grundlegende Gasgesetz, auf dem alle Dichtheitsprüfungen basieren. Leckraten werden in verschiedenen Maßeinheiten ausgedrückt, die im Allgemeinen widerspiegeln, ob Sie eine relativ hohe Leckrate (z. B. 10 cc/min) oder eine niedrige Leckrate (z. B. 1 x 10 -3 cc/s) messen.

Dabei ist Q die Durchflussmenge durch die Blende, d der Blendendurchmesser, P1 und P2 der Druck auf beiden Seiten der Blende, die spezifische Dichte des Mediums, k eine Dimensionskonstante und T die Temperatur des Systems . Um konsistente Messungen der Leckrate zu erhalten, muss die Temperatur konstant und das Gas in einem Zustand sein, in dem es inkompressibel ist. Da Materie in beide Richtungen durch eine Öffnung fließen kann, können die Leckraten im Allgemeinen natürlich entweder mit Druck oder Vakuum bewertet werden.

Alle Leckrateneinheiten sind bei Standardatmosphärenbedingungen (70 F, 14,7 psia)

Dabei ist P der Druck im Testsystem, V das interne Systemvolumen und t die Testzeit. Die gewählten Maßeinheiten bestimmen die geeignete Leckratenausgabe (sccm, sccs usw.)

Maßeinheiten:
Beachten Sie, dass die Maßeinheiten für die Leckrate in Durchflussraten (z. B. sccm, cc/s) und die Maßeinheiten für den Druckabfall in Druckeinheiten wie psig und InH2O ausgedrückt werden.

Druck – Lecktestzyklen

Der Druck Lecktestzyklus besteht aus drei verschiedenen Phasen, wobei die Lade- und Entladezeiten nicht mitgezählt werden. Das folgende Diagramm veranschaulicht die Beziehung zwischen diesen Phasen.

Laden und Entladen sind die Zeiten, die Sie benötigen, um Ihr Teil oder Ihre Verpackung vom Druckaufbau- und Druckabfallmessgerät ein- und auszukuppeln. Obwohl sie technisch nicht Bestandteil der eigentlichen Testzykluszeit sind, müssen diese Zeiträume berücksichtigt werden, um den Zeitaufwand für die Prüfung einzelner Items realistisch zu prognostizieren. Aufladung ist der Zeitraum, in dem das Teil auf den vorgegebenen Prüfdruck (oder geringfügig darüber, damit etwaige Stabilitätsänderungen berücksichtigt werden können) beaufschlagt wird. Siedeln ist der Zeitraum, in dem sich das Volumen des unter Druck stehenden Teils oder der Verpackung aufgrund der durch die Druckbeaufschlagung eingebrachten Spannungen ändern und stabilisieren kann. Dies ist insbesondere bei flexiblen Materialien entscheidend, deren Volumen sich bei Druckbeaufschlagung stark ändern kann. Wenn dies für Ihr Produkt ein Problem darstellt, sollten Sie die Diskussion über Halteplattenbefestigungen in einer späteren Einheit dieses Kurses wiederholen. Die Settle-Periode gibt auch Zeit für die Stabilisierung des adiabatischen Temperaturanstiegs (der durch die Kompression eines Gases erzeugten Wärme). Prüfen ist die Datenaufnahmeperiode, in der die Messung des Druckabfalls durchgeführt wird.

In der oben veranschaulichten Druckabfall-Leckprüfung wird das Diagramm des Druckabfalls (Y-Achse) über die Zeit (X-Achse) als bezeichnet Zerfallskurve . TME verwendet die Abklingkurve in seiner grafischen Darstellung „Test Plot“ und in seiner „Memory Reference Curve“-Technologie, bei der die Abklingkurve für ein akzeptables Prüfteil bestimmt wird und Ausschussentscheidungen durch das Prüfgerät durch Vergleich der Test-Abklingkurve getroffen werden zur akzeptablen „Gedächtnis-Referenzkurve“ für das Prüfteil.

Massendurchflussprüfung auf Leckagen und Hindernisse

Massendurchflusstests verwenden intrinsische Eigenschaften von Luft, um direkt die Luftmenge zu messen, die einem geschlossenen System entweicht. Während die Druckabfallprüfung oft die Methode der Wahl für die Dichtheitsprüfung ist, hat die Massenflussprüfung mehrere Vorteile, einschließlich der Testgeschwindigkeit (1-2 Sekunden statt der längeren Zeit, die für den oben beschriebenen Druckabfallzyklus erforderlich ist). Außerdem ist der Massendurchflusstest nicht von Temperatur oder Luftdichte abhängig, was für den Druckabfalltest eine Schwierigkeit darstellen kann.

Massendurchflusstests sind eine bessere Wahl, um Hindernisse in einem Testteil mit offenem Ende zu identifizieren. Im Gegensatz zur Massendurchflussprüfung auf Leckagen verwendet die Massendurchflussprüfung auf Verstopfungen ein kontinuierliches Durchflussmodell, um die Blockierung in einem offenen Gerät, wie einem medizinischen Katheter oder einem Kühlschlauch, zu berechnen. Jegliche Hindernisse im Teil schränken den Luftstrom durch das Gerät ein, wodurch das Teil den Test nicht besteht. TME-Leck- und Durchflusstester können so programmiert werden, dass sie an einem Prüfteil nacheinander sowohl einen Druckabfall-Lecktest als auch einen Durchflusstest durchführen, um zu bestätigen, dass das Teil weder Lecks noch Verstopfungen aufweist.

Andere Arten von Okklusionstests umfassen die Messung des Gegendrucks oder des Druckabfalls.

Statistische Verfahren zu Druck

Druck liefern Testergebnisse, die quantifizierbare, variable statistische Daten sind. Durch die Quantifizierung der Informationen können die in den Tests gewonnenen Daten auf verschiedene Weise verwendet werden, darunter:

  1. Dokumentation, dass Ihr Produkt die erforderlichen Spezifikationen für Leckagen erfüllt;
  2. Validierung Ihres Prüfprotokolls, besonders wichtig in der Medizinprodukte-Herstellung/Verpackungsindustrie;
  3. Prozesssteuerung.

Regelkarten werden häufig verwendet, um die Steuerung des Herstellungsprozesses zu unterstützen. Das Ziel von Regelkarten besteht darin, den Prozess in Echtzeit zu überwachen, damit, wenn etwas schief geht, es mit minimalem Produktverlust festgestellt und korrigiert werden kann. In Bezug auf ein hergestelltes Produkt, an dem Sie beispielsweise eine Druckabfall-Dichtheitsprüfung durchführen, lautet das Konzept hinter Regelkarten wie folgt:

  1. Ein Herstellungsprozess „unter Kontrolle“ führt zu Werten für den Druckabfall am Ende des Tests, die konstant in einen vorhersehbaren Bereich um den Durchschnitt fallen. Außerdem wird sich der Durchschnittswert über die Zeit nicht nennenswert ändern, wenn der Prozess „unter Kontrolle“ ist.
  2. Ein einzelner Druckabfallwert am Ende der Prüfung wird als „x“ bezeichnet. Der Durchschnitt der Werte über einen Zeitraum wird als Mittelwert oder „X-Balken“ bezeichnet. Der Bereich von t Testwerten ist die Differenz zwischen den maximalen und den minimalen Werten.
  3. Da Prozesse aufgrund von Fertigungs- und Materialschwankungen immer leicht variieren, werden „gute“ Produkttestwerte im Bereich um den Mittelwert auf und ab schwanken. Dieser Bereich kann statistisch vorhergesagt werden, indem der mittlere Testwert plus und minus drei Standardabweichung s (ein Maß für die dem Prozess innewohnende Variation) verwendet wird. Der „akzeptable“ Bereich ist der Satz von Druckabfall-End-of-Test-Werten, die zwischen den oberen und unteren Kontrollgrenzen liegen. Diese Kontrollgrenzen werden im TME-Testgerät automatisch aus den vorherigen Testergebnissen im Datalog berechnet.
  4. Die Datenpunkte auf der Kontrollkarte bestehen aus Untergruppen von Testergebnissen. Diese Untergruppen können bis zu zwei Tests oder bis zu 20 Tests umfassen. Untergruppen werden verwendet, um die Auswirkungen eines Testfehlers oder eines einzelnen schlechten Teils zu minimieren.

Regelkarten für den Mittelwert (X-Balken) können dem Hersteller auf verschiedene Weise helfen:

  1. Wenn beispielsweise ein Temperaturproblem in der Fertigungsanlage schwächere als übliche Verschlüsse verursacht, wird der Abwärtstrend der Druckabfalltestwerte auf der Regelkarte deutlich, noch bevor das Produkt den Punkt des Versagens erreicht. Dies gibt dem Maschinenbediener die Möglichkeit, das Temperaturproblem mit geringem oder keinem Produktverlust zu beheben.
  2. Mehrere Datenpunkte außerhalb der Kontrollgrenzen können dem Maschinenbediener einen Hinweis darauf geben, dass sich im Prozess eine Instabilität entwickelt, die untersucht werden muss, bevor eine große Menge fehlerhafter Produkte produziert wird.

Kontrolldiagramme für die Reichweite (die Differenz zwischen dem maximalen Burst-Wert und dem minimalen Burst-Wert innerhalb einer Untergruppe) haben auch einen Platz, um zu erkennen, wann der Herstellungsprozess unregelmäßig und inkonsistent wird.

Kalibrierung gegen Decay Messungen in Druck Decay Leak Tester

Es wurde die Frage nach dem Zusammenhang zwischen „Kalibrierung“ (Genauigkeit des Druckabfall-Lecktesters) und „Auflösung“ (Fähigkeit des Testers, eine Druckdifferenz – „Abfall“ – zu erkennen, die während der Dichtheitsprüfung auftritt, aufgeworfen. Insbesondere besteht Verwirrung darüber, wie die „Auflösung“ des Lecktestsystems 0,0001 psi betragen kann, obwohl die Genauigkeit der „Kalibrierung“ (Genauigkeit) des Instruments erheblich höher sein kann, wie etwa +/- 0,075 psi. Die Antwort auf diese Frage liegt in der Definition dieser beiden Parameter von Druckabfall-Leckprüfgeräten und dem Verständnis dessen, was während einer Druckabfall-Leckprüfung passiert.

Die Bestimmung von Lecks in einer Vorrichtung unter Verwendung des „Druckabfall“-Verfahrens beinhaltet das Unterdrucksetzen der Vorrichtung auf einen vorbestimmten Druck, das Absperren der Druckversorgungsquelle und das Erfassen einer Druckänderung („Abfall“) während einer vorbestimmten Testzeit. Moderne Druckabfallmessgeräte wie das TM Electronics Lösung Lecktester sind in der Lage, Druckänderungen von nur 0,0001 psi zu erkennen. Diese Fähigkeit, Druckänderungen während der Testzeit zu erkennen, wird als die des Instruments definiert „Auflösung“ . Das ist nicht bezogen auf den Anfangsdruck der Prüfung (mit Ausnahme des besonderen Umstands, bei dem die angegebene Leckrate als Prüfkriterium verwendet wird).

Kalibrierung , hingegen bezieht sich auf die Genauigkeit der Wiedergabe des gewünschten Prüfdrucks durch das Dichtheitsprüfgerät für die Dichtheitsprüfung. Wenn Sie beispielsweise einen Druckabfall-Lecktest mit 50 psi als Prüfdruck durchführen, stellt die genaue Kalibrierung sicher, dass Ihr Prüfgerät diesen Prüfdruck in bestimmten Maßeinheiten und unter Standardbedingungen konsistent reproduziert. bei jedem Test innerhalb eines durch die Gerätegenauigkeit definierten Schwankungsbereichs. Die Dichtheitsprüfgeräte von TM Electronics werden unter Bezugnahme auf ein bekanntes „Standard“-Messgerät kalibriert, das von einer Normungsorganisation wie dem National Institute of Standards Technology (NIST) kontrolliert wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auflösung des Dichtheitsprüfsystems wird durch die kleinste Druckdifferenz (Abfall) definiert, die das Gerät während einer vorgegebenen Prüfzeit unabhängig vom Anfangsdruck der Dichtheitsprüfung konstant erfassen kann. Das Kalibrierung des Gerätes ist definiert als die Genauigkeit des zu Beginn der Dichtheitsprüfung angelegten Prüfdrucks. Für alle praktischen Zwecke sind diese beiden Punkte nicht miteinander verbunden, sondern völlig unterschiedliche Eigenschaften des Dichtheitsprüfgeräts.

ANHANG A: Anwendungsübersicht für die TME-Druck-/Vakuumzerfall-Lecktester

Automobilkomponentenindustrie:
Dieses TME-Lösungs-Lecktestsystem wurde entwickelt, um zwei Druckabfall-Lecktests nacheinander bei zwei unterschiedlichen Drücken an einem elektronischen Steckergehäuse durchzuführen. Das System besteht aus einem Ein-Port-TME-Lösungs-Lecktester und einer kundenspezifischen Prüfvorrichtung mit den zugehörigen Luft- und Sensorleitungen. Wenn ein Prüfling richtig in die Prüfvorrichtung eingesetzt wird, führt das System automatisch eine Dichtheitsprüfung des Anschlusshohlraums durch, wobei die untere Entlüftungsmembran des kleinen Teils verschlossen ist, und dann wird ein zweiter niedrigerer Druckabfalltest mit dem ursprünglichen Test VERBUNDEN. Der Test mit niedrigerem Druck testet das Teil, bei dem die Entlüftungsmembran zur Atmosphäre hin offen ist.

Medizinprodukteindustrie: Testen von Multi-Lumen-Kathetern
Dieses System besteht aus einer pneumatisch betätigten Radialdichtvorrichtung bestehend aus drei pneumatischen Dichtspannern. Die Dichtungsklemmen sollen sich um den Außendurchmesser des Katheters schließen und jegliche Leckpfade von der distalen Spitze des Katheters und den proximalen Seitenanschlüssen während eines Druckabfalllecks abdichten. Die einzelnen Positionen der Verschlussklemmen können entlang der Länge des Katheters angepasst werden, um die seitlichen Anschlüsse abzudichten. Die einzelnen Plombenklemmen, beschriftet mit Seal 1, Seal 2 und Seal 3, können über das Menü „Anschlüsse und Plomben“ in beliebiger Reihenfolge einzeln angesteuert werden. Die radiale Dichtungshalterung ist so angepasst, dass sie mehrere Katheterlängen aufnehmen kann.

Industrielle Produkte Industrie: Vakuum-Lecktest für Rohrfitting-Verbindungen
Bei dieser Anwendung wird an einem sehr großen Rohrfitting, das an beiden Enden offen ist, ein Vakuumabbau-Lecktest durchgeführt. Das Dichtheitsprüfgerät MDT-50-VAC und die Prüfanordnung bestehen aus einem Benchtop-System. Das Prüfteil wird auf der Tischplatte eingerastet und die Oberseite der Armatur mit einem Kunststoffstopfen verschlossen. Anschließend wird innerhalb des Fittings ein Vakuum erzeugt, das die Abdichtung am offenen Ende des Testteils effektiv verbessert, und es wird ein Vakuumabbautest durchgeführt, um die Nähte des Rohrfittings zu bewerten.

Nahrungsmittelindustrie:
Der Kunde stellt thermogeformte Schalen her, die Lebensmittel aufnehmen. Es galt, die Verpackungsqualität nach dem Tiefziehen zu bestätigen und vor dem Füllung Risse, Löcher oder Defekte im Tray zu erkennen. Das leere Tray paßt über ein erhabenes Rechteck auf dem Vorrichtungsboden und die Kanten werden mit Handklammern an der Vorrichtung befestigt. Anschließend wird eine direkte Dichtheitsprüfung durchgeführt, indem Druck durch das erhabene Rechteck in den Luftraum innerhalb der Wanne eingeleitet wird. Der Zweck des erhöhten Rechtecks, auf dem das Tablett angebracht wird, besteht darin, den Luftraum für die Druckbeaufschlagung zu minimieren, wodurch die Empfindlichkeit erhöht und die Testzeit verkürzt wird. Diese Halterung könnte so angepasst werden, dass sie auf jede starre, nicht poröse Verpackungsform oder jedes Produkt anwendbar ist, das an der flachen Oberfläche der Halterung versiegelt werden kann.

ANHANG B: Technische Hilfe – Beziehung zwischen Höhe und Druck