白皮书：气密检漏仪工作原理与标准漏孔使用指导书_行业公开版 (1).pdf
徐洪林 睿米漏孔研究院 2026年1月26日 00:50 上海
气密检漏仪工作原理与标准漏孔使用指导书
前言
在大量产线实践中，常见现象是：设备“能用”，但很多人并不真正理解气密检漏在测什么；标准漏孔被大量使用，却常被简化为“接 CAL 口校准一下”。当误杀/漏杀发生时，现场往往难以快速定位问题来源。其根本原因在于：气密检漏是系统级工程问题，却长期被当成仪器级功能来理解和使用。本文以工程可执行性为核心，用零基础也能理解的方式，讲清：气密检漏仪工作原理、三种方法的差异、为什么必须引入标准漏孔、金件与四件套标准件体系、以及旁路法与SOP条款。
第1章｜气密检漏的本质：测到的是系统响应
气密检漏的目标只有一个：把“工件是否允许流出/流入气体”这件事量化成一个可判定的信号。行业里常把这个量叫“漏率Q”。Q可以用不同单位表达（例如 sccm、Pa·m³/s、mbar·L/s），但本质都是“单位时间内的气体通过量”。产线阈值（允许上限）通常来自两类来源：（1）经验值：客户/行业/历史失效经验（例如 1 sccm @ 50 kPa）。（2）理论值：例如规定 50 kPa 下 5 s 压降不超过 50 Pa，再结合容积100ml推算得到允许Q=100x(60/5*50)/101325≈0.592sccm。关键提醒：理论值往往隐含理想假设（没有外部管路与夹具、温度不变、容积不变）。一旦接上气密机，外管路体积、夹具死腔、材料形变、阀本底漏、温度回温等都会进入测量结果。因此，必须用标准漏孔把“Q”在真实系统中落成可执行的关值。必须先接受的工程事实：气密检漏仪测到的不是“工件本体的漏孔”，而是在给定工况与节拍下，整套测试系统对泄漏与非泄漏因素的综合响应。
- 系统包含：工件、夹具与密封圈、外部管路与接头、气密机内部阀体/腔体/传感器、以及温度与材料形变（回弹/蠕变）。
- 因此：同一工件换一根软管读数变、同一漏孔换接法读数变，往往反映的是系统响应项变化，而不是“孔变了”。
一句话记住：气密检漏 = “系统分选能力验证”，不是“孔的物理测量”。
第2章｜三种方法的原理：压降/差压/流量（信号视角）
2.1 压降法（Pressure Decay）
流程：充压→ 关断 → 记录压力曲线 P(t) → 在算法时间窗内计算压降/等效漏率。压力下降不仅来自泄漏，也来自温度回弹、材料形变回弹等。
2.2 差压法（Differential Pressure）
流程：同时对测试腔与参考腔充压→ 记录压差曲线 ΔP(t)=P_test(t)-P_ref(t) → 利用差分抵消部分共模扰动。注意：若两腔不等效，仍会引入新的差异项。
2.3 流量/质量法（Flow / Mass Compensation）
流程：目标压力保持恒定→ 记录维持压力所需的补气流量 Q(t)（或等效质量流）→ 稳态窗口内更接近真实泄漏；稳态前补气信号常被回弹与控制动作污染。
第3章｜三种方法对比：优劣、误差源、适用场景与产品线取向
三种方法没有绝对优劣，关键在于：是否理解主要误差源，并通过系统级标准件（尤其金件）进行约束与验证。
对比维度 | 压降法 | 差压法 | 流量/质量法 |
测量信号本质 | P(t) | ΔP(t) | Q(t) |
温度回弹敏感性 | 高 | 中（部分抵消） | 中（稳态前敏感） |
材料形变/蠕变敏感性 | 高 | 中 | 中 |
系统体积敏感性 | 高 | 中 | 中 |
稳定时间依赖 | 强 | 中 | 强（稳态窗口） |
小泄漏分辨 | 一般 | 较好 | 中~较好（取决于稳态与控制） |
系统复杂度/成本 | 低 | 中~高 | 中~高 |
典型优势 | 简单直观、成本低、对大漏敏感 | 抗扰动更好、重复性更优 | 可做恒压/补偿策略、稳态后更接近泄漏 |
典型短板 | 易把回弹当泄漏；大容积/塑料件吃亏 | 参考腔不等效会引入新误差 | 稳态没做好等于白测；阀控/算法要求高 |
常见产品线取向（行业现象） | 通用型、成本敏感产线常见 | 强调一致性、短节拍稳定分选的路线常见 | 强调恒压/补偿控制的路线常见 |
推荐系统级校准方式：金件 + 标准漏孔模块（OK/校准/NG），优先旁路法。
第4章｜为什么必须引入标准漏孔：把气密变成可验证工程
标准漏孔的工程本质是：已知、稳定、可追溯的“泄漏输入”。你用它不是为了“看机器显示值好不好看”，而是为了回答两个产线最要命的问题：
- 系统本底是多少？（金件必需）——否则阈值可能被迫抬高，导致误杀或漏杀。
- 系统还能稳定分选吗？——好件应稳定通过，坏件应稳定检出。
关键结论：只用 CAL 口漏孔，只能证明“仪器内部链路基本可用”，不能证明“产线系统分选能力可靠”。系统级验证必须覆盖管路、夹具、密封与装夹动作。
第5章｜金件（Golden Part）：系统级方法论的地基
金件定义：金件是一个在与真实工件等效的几何、连接、材料与测试工况下，应当不漏或其等效泄漏远小于允许阈值 Q（常用 ≤0.1Q）的标准件，用于表征系统本底、噪声地板与长期稳定性。
5.1 金件的三大用途
- 监控长期漂移（密封圈老化、接头磨损、阀体状态变化）
- 作为 OK/校准/NG 件的母体平台（同一平台上更可比）
5.2 金件设计/选择 checklist（必须满足）
- 接口与装夹方式与真实工件一致（同夹具、同密封圈、同压紧动作）
- 材料需考虑回弹/蠕变（塑料件产线建议另设“工况型金件”）
为什么没有金件系统级校准不完整？因为缺少“系统本底与噪声地板”的基准，阈值映射与漂移诊断都会失去参照，现场只能靠猜与扯皮。
第6章｜标准件四件套：金件/OK件/校准件/NG件
- 金件（0件）：应当不漏（≤0.1Q），测本底/漂移。
- OK件（0.5Q）：验证不会误杀（Good should pass）。
- 校准件（≈Q）：把允许泄漏率 Q 映射为机台判定信号窗口（ΔP / 等效漏率 / Q）。
- NG件（2Q）：验证不会漏杀（Bad should fail）。
第7章｜标准漏孔系统级连接方式：四种接法与结论
1）CAL 口直连（机器级验证）
连接：标准漏孔→ 气密机 CAL 口主要验证气密机内部“校准/点检通道”（内部阀、内部流路、内部算法对标准漏孔的读数一致性）很多机型的 CAL 口路径是“厂内校准专用捷径”，并不等同于 TEST 口的真实测试路径不能代表你在 TEST 口上用到的夹具/管路/密封/阀件
2）TEST 口直连（半系统级验证）
连接：标准漏孔→ 气密机 TEST 口验证 TEST 口这条主测试通道（包含 TEST 口相关阀/传感器/节流件/算法）能发现：TEST 口相关阀漏、接头松动、主路径污染等仍然绕开了夹具、治具体积、工件材料/容积等关键影响
3）漏孔先紧密连接“金件”（模拟工件），再接 TEST（系统级验证）
连接：标准漏孔↔ 金件（紧密连接/密封） ↔ 气密机 TEST 口你在验证什么：充气、稳压、平衡、测量、排气这些动态过程更接近产线验证：机器+ TEST通道+夹具/金件接口+等效容积的整体一致性更接近“真实系统”，对压降法/差压法尤其有意义（容积、弹性、热平衡都会体现）能筛出：夹具接口问题、金件密封面问题、系统死体积/平衡时间设置不合理等金件与漏孔之间的连接必须“真正紧密”，否则你验证的就变成“连接处漏”，而不是漏孔本体
4）漏孔与金件用三通并联，再接 TEST（系统级验证，常见工程推荐）
连接：金件↔ 三通 ↔ TEST 口；标准漏孔从三通的旁支并联接入（典型用途：点检=打开旁支/接入漏孔；测工件=关闭旁支/堵断漏孔支路）不拆管、不改主通道，通过旁路把标准漏孔“临时接入系统”最贴近产线 SOP：同一套管路、同一套阀、同一套夹具，切换状态进行点检现场最方便、最像“系统级推荐做法”（尤其适合需要频繁点检的产线）能最真实反映：主通道/夹具/金件接口/系统稳定时间的综合状态堵断位置要明确：测工件时必须确保漏孔支路“硬隔离”（不是仅靠软阀漏封）旁支要短：旁支越长、死体积越大，切换后平衡越慢、拖尾越明显阀型与密封等级要匹配：不然你会把“旁路阀内漏”当作系统漏平衡时间要重新定义：并联结构切换状态后，必须给足“稳态时间”
第8章｜方法选择流程图（工程决策）
开始① 工件材料是否为塑料/复合材料/薄壁件？- 是：回弹/蠕变显著② 节拍是否允许较长稳定时间？ - 是：可考虑压降法（但必须：金件 + 旁路标准漏孔） - 否：优先差压法或流量法（必须系统级校准）- 否（工件刚性高）：③ 目标泄漏阈值量级？ - 较大（sccm 级或以上）：压降法通常足够（仍建议系统级点检） - 较小（接近系统分辨极限）：④ 是否更强调抗温漂/重复性？ - 是：差压法更稳 - 否：流量/质量法可行（前提：稳态窗口与阀控做好）强制工程提示：无论选哪种方法，都必须验证：①金件本底（系统地基）；②校准件映射（Q→判定信号）；③OK/NG 分选能力（防误杀/防漏杀）。
第9章｜系统级点检/校准 SOP（条款版）
9.1 频率与次数
- 班前点检（每班）：金件 + 校准件 + NG件（每个 N=3）
- 换型/换夹具/换密封圈后（强制）：四件套（N=5）
- 维修/关键部件更换后（强制）：四件套（建议 N=10）
- 能力建立（新线/新项目）：四件套（建议 N≥30）
9.2 允差窗（通过/预警/报警）
- 金件：用绝对窗或基线统计窗（建议目标≤0.1Q；超过报警窗必须停线排查）。
- 校准件与NG件：用百分比窗（例如 ±10%）并做趋势监控；NG件若出现“判OK”应立即停线。
9.3 异常处置（最小诊断树）
- 金件异常：优先排查夹具/密封圈/接头/管路/阀体本底漏；金件不过，后续校准无意义。
- 金件正常但校准件异常：排查标准漏孔模块、旁路截止件是否真接入/真关死、程序窗口是否被改动。
- NG件偶发判OK：最高风险，立即停线，按阀控/旁路/窗口/系统噪声逐项排查。
第10章｜常见误区与FAQ
Q1：只接 CAL 口校准是不是“骗人”？
更准确的说法是：CAL 口校准只证明仪器内部链路基本可用，并不能证明产线系统分选能力。若把 CAL 口当作产线点检结果使用，会形成“看起来很准、上线仍翻车”的风险。
Q2：为什么同一标准漏孔换接法读数变？
因为读数包含系统体积、温度回弹、材料形变与本底漏等项。接法变化会改变系统结构与动态过程，导致响应变化。
Q3：旁路法为什么推荐？
因为它在不破坏主回路（真实测试条件）的前提下引入已知泄漏输入，切换快、复现性高，最适合产线高频点检与漂移监控。注：本文为行业公开方法论文件，具体机台参数、程序窗口与允差窗应结合实际工件与节拍，通过能力建立（N≥30）固化为企业内部SOP。
