恒美智造过滤器完整性测试仪-泡点仪知识图谱与测漏原理说明书

一、一张膜上会有三种漏，漏的地方不一样

除菌过滤靠的是一张孔径零点二二微米的膜，液体从膜的一侧压到另一侧，比孔大的微生物被拦住。这张膜在滤芯里是折起来的，几百道褶子压进一个筒里，展开面积能到零点几平方米，褶与褶之间靠一层隔网撑开，让液体能均匀地穿过去。所以一张膜上的漏不止一种：孔被撑大、膜被划破、液体从褶子的根部绕过去，三种都能让微生物通过，可三种漏在测试里的表现并不一样。膜的孔径是标称值，实际分布在一个区间里，标称零点二二，实测有零点二的、也有零点二五的，分布窄的膜，泡点就高。

孔被撑大算轻的一种，膜还是完整的，只是某几处的孔径从零点二二变成零点四五，细菌就过去了。这种漏在泡点上表现为泡点偏低，偏低得不多，容易落在允差边缘，判与不判都为难。膜被划破是硬伤，泡点会掉得很明显，扩散流也会陡增，两种测法同时报异常。第三种是装夹旁通，膜是好的，液体从密封圈与壳体之间的缝隙绕过去，泡点测出来正常，压力保持却掉得快。三种漏的排查顺序也按这个来：先测泡点，再看扩散流，末了做一次压力保持，三种测法都过关才算过，少一种就有一类漏测不到。

分清这三种，测试才有的放矢。泡点测的是孔，扩散流测的是孔的数量与面积，压力保持测的是整个系统的密封。三种测法覆盖三种漏，缺一种就有一类漏测不到。恒美智造把三种测法的判据分开写进软件，测完给三组数，用户对照着看哪一组异常，就知道漏在哪一层，不必一上来就换芯。这一条在别的机器上不容易做到，多数机器只给一个泡点值，用户拿着一个数，判不了漏在哪一层；恒美智造的做法是多给两组数，代价是机器多装一套传感与一路阀，成本上去了，判断却清楚了。

二、一台机器里的四块，各管一段

气路是头一块，管的是把气稳稳地送到滤芯上游。压缩空气或者氮气进来，先经过滤、干燥，再经两级减压，一级粗调、一级精调，把压力稳在设定值上。压力不稳，读数就跳，同一个滤芯测两次能差一截，用户还以为是膜的问题。恒美智造在气路里加了一段储气罐，用罐容把气源的小波动吃掉，用户侧的空压机起停就不会传到测试管路里。两级减压的压差也有讲究，粗调把气源压到八巴上下，精调再降到测试压力，压差太大，精调阀会震荡，压力表上的针跳个不停，看着像机器不稳，其实是阀选小了。

压力传感是第二块，读的是上游与下游的压力。传感器的量程与精度决定了判据的分辨力：量程六千毫巴、精度千分之二的机器，能分出十毫巴的差；精度千分之五的，十毫巴的差就淹在噪声里。这一块不是越贵越好，是要与测的滤芯对上：测小滤芯用低量程，测大滤芯用高量程，量程选大了，小信号就看不出来。量程选小，超压会顶坏传感器；量程选大，小信号分辨不出。恒美智造在配置单上按滤芯的泡点值推荐量程，泡点三巴以内的选四巴量程，六巴以内的选十巴，选完再留两成余量。

阀门与密封是第三块，也是容易被忽略的一块。测试要在加压、保压、排气之间切换，切换靠阀；阀关不严，压力就从旁边溜走，保压段掉得快，机器判失败。密封靠 O 形圈，圈上有一道划痕、一点毛刺，气就从那儿走。第四块是判定与记录，按阈值判、打印、存档，看着是软件的事，实际决定了这台机器能不能拿去做批放行的证据。恒美智造的阀用的是气动隔膜阀，阀腔里没有死角，冲洗的时候能冲干净，这一点在换产品的时候比什么都要紧，冲不干净就是串样，串了样数全废。

表1 一台机器里的四块

注：四块里阀门与密封常被忽略，O 形圈压不紧，机器会把好滤芯判成坏的。

三、泡点、扩散流、水侵入：三种判据从哪来

泡点的根据是毛细力。膜孔里灌满了水，孔的两端形成弯月面，气要穿过去，压力得顶住弯月面的表面张力，公式里压力与表面张力成正比、与孔径成反比。零点二二微米的亲水膜用水润湿，泡点落在三巴上下；孔径变成零点四五微米，泡点掉到一巴多。所以泡点偏低，说的就是孔变大了，这个换算关系是泡点法站得住的原因。同样的道理，泡点与温度挂钩，水温一变，判据就要跟着变，所以规程里必须写明水温，不能只写泡点值，只写值的规程，换个人做就差一截。

扩散流的根据是溶解与扩散。压力加到泡点的八成，气还顶不破液膜，但会溶进水里、从另一侧扩散出来，透过的量与膜的孔面积、压差、溶解度成正比。所以扩散流测的是孔的总面积，孔多了、孔大了，流量都上去。这一招对褶式滤芯特别有用，几百道褶子里只要有一处破，扩散流就抬起来，泡点却可能还在允差里。扩散流的单位是毫升每分钟，读数很小，零点二二微米的十英寸芯，正常值在几毫升上下，量这么小，管路的密封与温度补偿就得做细，差一点都不行。

水侵入的根据是疏水。聚四氟乙烯这类膜天生不亲水，水压上去进不了孔，除非压力超过侵入压力。利用这一点，疏水膜不用乙醇润湿，直接加水加压，看水被压进去多少，就能判断膜孔的状态。三种判据各有各的适用面，亲水膜走泡点与扩散流，疏水膜走水侵入，系统密封走压力保持，一台机器把这四种都做下来，才谈得上覆盖。四种测法装在一台机器上，好处是切换只要按一个键，坏处是每一种都不够专，遇到特别大的系统或者特别小的膜，还是要专用的台子来测。恒美智造把三种常用测法做成三个快捷键，按下去就切换，不必进菜单翻。

表2 四种测法，测的是同一件事

注：四种测的是同一件事，膜还完不完整；泡点看孔、扩散流看量、压力保持看系统。

四、一个型号，四种测法

这一档只有一个型号 HM-GL，软件里把四种测法都装进去了，压力范围零到六千毫巴，覆盖常规的筒式滤芯与小型的囊式滤芯。单机型的好处是备件只备一套，管路、密封圈、标准滤芯各一样；坏处是菜单要学一遍，四种测法的参数不一样，学不全就只敢用一种，机器的钱等于白花了一半。学菜单这件事要排进培训计划，头一周学泡点与扩散流，第二周学水侵入与压力保持，两周之后独立做，做的时候有人在旁边看，看完签字；不排计划，学了半年还只会一种。它的样本名叫过滤器完整性测试仪，另一个叫法是滤芯完整性测试仪，一个说测什么，一个说测谁。

四种测法里，泡点与扩散流是常用的两种，多数用户九成的测试都在这两种里。水侵入是疏水膜的专用测法，制药厂做气体过滤与溶剂过滤的时候用得上；压力保持是系统级测法，管路、滤壳、阀门一起测，看的是整套装置漏不漏。四种测法的判据都由用户自己填，填的是自己验证过的基准值，不是厂家的通用值。判据填错是常见事故，把别人的泡点值填进自己的模板，测出来全是失败，用户以为滤芯质量下降，查了半个月才知道是判据抄错了。

基准值这件事要说清。同一只滤芯，用不同的润湿液、不同的水温，泡点差得出百分之十；所以判据不能照抄别人，要在自己厂里用三只芯做一遍，把数记下来，作为基准。恒美智造在交付时会陪用户做这一遍，做完把基准值存进方法模板，日后换人测，照模板判，判据不会走样。这台机器市场价一万九，含打印与审计追踪，价格里有一半是软件与记录。一万九这个价，在同档里不算低，可它含了四种测法、打印与审计追踪，比起来单买一台泡点仪再加一台水侵入仪，反而省。

表3 一个型号，四种测法都做

注：单机型的好处是备件只备一套，坏处是菜单要学一遍，学会了四种测法都能用。

五、润湿这一步，决定八成结果

亲水膜的润湿是浸泡加循环：把滤芯泡在注射用水里，泡透了再装到测试台上，用低流量循环几分钟，把褶子里的气泡赶出来。泡的时间不够，褶子深处还是干的，气从那几处先穿过去，泡点测出来偏低，用户以为膜坏了，其实是没泡透。有些厂用抽真空的办法加速润湿，真空度与时间要写进规程，凭手感做，两次能差一截。抽真空润湿要把滤芯整个泡在水里，真空度到负零点零八兆帕，保持十分钟，再破真空，褶子里的气就被水顶出来了；这一招快，但要防滤芯被压变形。

疏水膜的润湿走另一条路：先用乙醇或者异丙醇把膜润湿，再用大量的水把醇冲掉，冲不干净，残留的醇会让水侵入值偏高，判据就失真。冲的量与流速要固定，冲多少升水、冲几分钟，写在规程上。有的厂图省事，用低浓度的醇泡一下就算润湿，泡点测出来漂亮，实际膜没润透，测的是醇的泡点，不是水的泡点。冲洗的量按膜的面积算，一平方米冲两升水，冲的时候测一下出水的醇浓度，低于百分之一就算冲净，这一步有数可依，不必凭感觉。

水温也要控。水的表面张力随温度升高而下降，二十度与三十度，同一只膜的泡点能差百分之五上下；夏天车间没空调，水温到三十度，泡点整体偏低，判据就得跟着调。做法是把润湿用的水放在恒温环境里，测试前量一次水温，记在记录上。这一条写在规程的头一页，比写在附录里管用。恒美智造在随机资料上给了一张水温与泡点的对照表，二十度到三十度，五度一档，用户量了水温照着查，查完把判据改成对应的值，比凭经验改准得多；表随机器给，换季时翻出来用。

六、判失败之前，先排假失败

假失败里，装夹占的头一份。O 形圈没压紧、压偏了、圈上有划痕，气就从那儿走，泡点测出来偏低，压力保持掉得快。换一只圈、重装一次，数就回去了。装夹的扭矩也有讲究，拧得太紧，圈被压扁失去弹性；拧得太松，压不住。有的机器配了扭矩扳手，有的靠手感，靠手感的那一种，两个人装出来能差一截。扭矩这个事，有条件的用扭矩扳手，定在厂家给的数值上；没条件的用同一只手、同一个姿势，尽量一致，一致性比数值本身重要。

第二份是水。上游管路里有积水，加压时水被推着走，压力掉得比正常快，扩散流也偏大；气源带油带水，油膜糊在膜面上，泡点反而偏高。做法是每次测完把管路吹干，气源加装油水分离器与干燥器，每周排一次水。这一条不难，难在有人盯着做，没人盯，一年下来管路里能积出一层锈。油水分离器的滤芯要定期换，换的时候看一眼杯底，有锈说明管路该换了；干燥器的变色硅胶变粉就换，不必等它全粉，全粉的时候水已经过去了，这两样一年几十块。

第三份是温度与操作。滤芯从灭菌柜里拿出来还没凉透就测，膜的温度高，泡点偏低；测试中间去接了个电话，保压段超时，机器自动判失败。这些都不是机器的事。恒美智造在说明书上把六种假失败列成一张表，用户照着排，多数情况在电话里就解决了，不必等工程师上门。说明书上那张表按现象分六行，每行三个可能，用户从头上那一行往下排，排到哪一行对了，就按那一行处理；排完还不对再打电话，电话里能说得更具体，一页纸省了很多往返。

表4 判失败之前，先排六种假失败

注：六种里有四种是装夹与润湿的事，不是滤芯坏了；先排这四种，再判失败。