德國(guó)MACEAS HELT-V 氦真空泄漏測(cè)試系統(tǒng)

一、制造商：MACEAS GmbH

MACEAS GmbH是一家總部位于德國(guó)下薩克森州Bar?el-Harkebrügge的工業(yè)泄漏測(cè)試與自動(dòng)化系統(tǒng)制造商。公司的技術(shù)根源可追溯至1995年成立的Worthmann Maschinenbau GmbH，后者于1997年開發(fā)并建造了第一臺(tái)泄漏測(cè)試設(shè)備。2001年，MACEAS GmbH正式成立，專注于泄漏測(cè)試與測(cè)量技術(shù)，2009年完成氦真空泄漏測(cè)試設(shè)備的研發(fā)與制造。

在質(zhì)量體系方面，MACEAS GmbH持有ISO 9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，并依據(jù)VDA ISA標(biāo)準(zhǔn)通過了TISAX信息安全管理評(píng)估（由TüV Rheinland i-sec GmbH執(zhí)行審計(jì)），滿足汽車行業(yè)對(duì)供應(yīng)商信息安全的準(zhǔn)入要求。2025年10月，公司整體轉(zhuǎn)入SNE Sterling Holding GmbH，成為Sterling國(guó)際集團(tuán)成員，旗下還涵蓋SAT Anlagentechnik GmbH（德國(guó)）、NKE Automation S.r.l.（意大利）及美國(guó)、巴西、等地的分支機(jī)構(gòu)。

MACEAS的技術(shù)定位并非通用檢漏儀供應(yīng)商。其核心競(jìng)爭(zhēng)力在于將氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)集成到定制化的批量生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)中，涵蓋真空腔體設(shè)計(jì)、工件自動(dòng)密封、機(jī)器人上下料、氦氣回收純化等完整工程鏈條。在氫能領(lǐng)域，MACEAS是INFICON LDS3000檢漏儀搭配EcoBoost動(dòng)態(tài)背景補(bǔ)償算法的系統(tǒng)集成用戶之一，用于燃料電池雙極板的三回路連續(xù)測(cè)試。

二、產(chǎn)品類型

MACEAS的泄漏測(cè)試產(chǎn)品線按檢測(cè)原理分為三個(gè)系列：

HELT系列：氦真空泄漏測(cè)試系統(tǒng)（Helium Leck Tester Vakuum），以氦氣為示蹤氣體，質(zhì)譜儀檢測(cè)，適用于高精度、高節(jié)拍的批量生產(chǎn)場(chǎng)景。

USLT系列：超聲波氣泡檢測(cè)系統(tǒng)（Ultrasonic Leak Tester），在水浴中通過超聲波傳感器檢測(cè)泄漏產(chǎn)生的氣泡反射波，替代人工目視判斷。

壓差法泄漏測(cè)試系統(tǒng)：以壓縮空氣為介質(zhì)，通過差壓傳感器測(cè)量壓力衰減，適用于對(duì)檢測(cè)極限要求相對(duì)寬松的鑄件、殼體類部件。

此外，MACEAS還提供獨(dú)立的泄漏測(cè)試服務(wù)，可在客戶產(chǎn)線之外對(duì)送檢工件進(jìn)行氦檢、超聲檢測(cè)或壓差測(cè)試。

三、主要型號(hào)

以下型號(hào)信息均來(lái)自MACEAS產(chǎn)品資料，按應(yīng)用對(duì)象區(qū)分：

氦真空泄漏測(cè)試系統(tǒng)（HELT-V系列）：

HELT-V-KR-A-2Sx1A：用于燃油軌（Kraftstoff Rail）的全自動(dòng)雙腔系統(tǒng)，機(jī)器人上下料，2個(gè)測(cè)試腔各容納1件工件，節(jié)拍20 s，產(chǎn)能180件/h，100%氦氣，測(cè)試壓力200 bar（對(duì)抗真空），極限泄漏率1·10?? mbar·l/s。

HELT-V-GT-SA-1Sx1A：用于鑄件（Gussteile，如接地殼體、齒輪頭）的半自動(dòng)單腔系統(tǒng)，手動(dòng)上下料與密封，100%氦氣，測(cè)試壓力最高8 bar（對(duì)抗真空），極限泄漏率1·10?? mbar·l/s，集成最高20 bar的空氣預(yù)壓力測(cè)試。

HELT-V-SBK-SA-1Sx2A / HELT-V-SBK-SA-2Sx1A：用于殼管式熱交換器（Schalenbaukühler）的半自動(dòng)系統(tǒng)，支持外部泄漏（向環(huán)境）和內(nèi)部泄漏（介質(zhì)回路間）同時(shí)測(cè)試，油側(cè)測(cè)試壓力12–22 bar，水側(cè)3–5 bar。

超聲波泄漏測(cè)試系統(tǒng)（USLT系列）：

USLT-FT-SAR-1Sx1A_2：用于汽車燃油箱的超聲波氣密性檢測(cè)設(shè)備。

USLT-CHC-SA-1Sx1A / USLT-CHC-SA-15x1A：用于氣缸蓋罩的超聲波檢測(cè)系統(tǒng)，產(chǎn)能36件/h，節(jié)拍100 s。

USLT-FDR-SA-1Sx4A：用于燃油分配管（燃油軌）的超聲波檢測(cè)系統(tǒng)。

USLT-AW-A-1Sx6A：用于鋁輪轂的超聲波檢測(cè)系統(tǒng)。

四、產(chǎn)品概述

HELT-V是一種基于真空腔體法的自動(dòng)化氦質(zhì)譜泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。測(cè)試時(shí)將工件置于密封真空腔內(nèi)，對(duì)腔體和工件內(nèi)腔分別抽真空，隨后向工件內(nèi)充入氦氣（或氦氣混合氣）。若工件存在漏孔，氦氣經(jīng)漏孔進(jìn)入真空腔，被質(zhì)譜儀捕獲并定量，從而同時(shí)判定泄漏率是否合格并定位漏點(diǎn)。

核心參數(shù)（以HELT-V-KR-A-2Sx1A燃油軌機(jī)型為例）：

示蹤氣體：100%氦氣

測(cè)試壓力：最高200 bar（對(duì)抗真空）

極限泄漏率：1·10?? mbar·l/s

有效節(jié)拍：20 s（自動(dòng)模式）

產(chǎn)能：180件/h

自動(dòng)化方式：機(jī)器人上下料，雙測(cè)試腔并行

工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

真空腔體法的技術(shù)難點(diǎn)在于氦背景的控制。在批量生產(chǎn)中，前序測(cè)試殘留的氦氣會(huì)污染真空腔和管路，導(dǎo)致本底信號(hào)升高，掩蓋小泄漏信號(hào)。MACEAS的系統(tǒng)在排空階段通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化（優(yōu)化導(dǎo)向裝置、改進(jìn)閥門技術(shù)、增大渦輪分子泵）減少死角和氦殘留，同時(shí)集成INFICON的EcoBoost動(dòng)態(tài)背景補(bǔ)償算法，每2秒重新計(jì)算氦背景值，使系統(tǒng)能在更短的排空時(shí)間后開始測(cè)量，雙極板測(cè)試的循環(huán)時(shí)間因此縮短至12秒。對(duì)于氦氣消耗較大的應(yīng)用（如燃油軌200 bar測(cè)試），系統(tǒng)可選配氦氣回收裝置，將使用后的氦氣純化并增壓至200 bar后循環(huán)使用，直接降低單件測(cè)試的氣體成本。

五、優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

檢測(cè)精度匹配高壓工況：HELT-V系列支持最高200 bar的測(cè)試壓力，極限泄漏率低至1·10?? mbar·l/s。這一量級(jí)意味著系統(tǒng)能夠檢出在200 bar工作壓力下等效于約0.06 cm3/min的微小漏率，滿足燃油軌、儲(chǔ)氫部件等高壓系統(tǒng)的密封性判定要求。

干式檢測(cè)，無(wú)二次處理：以氦氣為示蹤氣體，測(cè)試后工件表面無(wú)液體殘留，無(wú)需烘干或清洗工序。對(duì)于鑄件機(jī)型，系統(tǒng)在氦檢前集成最高20 bar的空氣壓力預(yù)測(cè)試，以空氣替代水進(jìn)行粗檢，進(jìn)一步消除了傳統(tǒng)水浴檢測(cè)帶來(lái)的銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。

氦氣消耗可控：針對(duì)不同產(chǎn)量的應(yīng)用，MACEAS提供兩條降本路徑。高產(chǎn)量場(chǎng)景（如燃油軌180件/h）配氦氣回收裝置，回收后增壓至200 bar循環(huán)使用；中等產(chǎn)量場(chǎng)景（如鑄件6件/h）則以填充體減少腔體自由容積，降低單次充氦量。雙極板檢測(cè)中則使用10%氦氣+90%氮?dú)獾幕旌蠚猓瑢⑹聚櫄怏w成本降低至純氦方案的約十分之一，同時(shí)通過EcoBoost算法補(bǔ)償靈敏度損失。

換型免拆裝：通過觸摸屏選擇產(chǎn)品型號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的測(cè)試參數(shù)和流程。HELT-V-KR機(jī)型可在不更換工件承載工裝的情況下測(cè)試3缸、4缸等不同規(guī)格的燃油軌；HELT-V-SBK機(jī)型通過部分手動(dòng)密封件的靈活配置，覆蓋多種介質(zhì)回路數(shù)量的熱交換器變型。

自動(dòng)化集成度可配置：產(chǎn)品線覆蓋從手動(dòng)上下料的半自動(dòng)單腔機(jī)型（HELT-V-GT-SA）到機(jī)器人上下料的全自動(dòng)雙腔機(jī)型（HELT-V-KR-A），用戶可按產(chǎn)能需求和投資預(yù)算選擇自動(dòng)化層級(jí)。半自動(dòng)機(jī)型保留人工密封環(huán)節(jié)以降低設(shè)備復(fù)雜度，全自動(dòng)機(jī)型則實(shí)現(xiàn)從裝載、密封、測(cè)試到分揀的無(wú)人化運(yùn)行。

六、主要應(yīng)用

氫燃料電池雙極板檢測(cè)：雙極板包含氫氣、氧氣和冷卻劑三個(gè)獨(dú)立回路，各回路之間及對(duì)外部均須密封。MACEAS設(shè)計(jì)的模塊化氦檢系統(tǒng)將兩塊雙極板同時(shí)置入測(cè)試腔，模具閉合后形成真空腔，逐一測(cè)試三個(gè)回路的密封性，最小可檢泄漏率在10%氦氣濃度下為1·10?? mbar·l/s。

燃油軌（Fuel Rail）批量檢測(cè)：燃油軌在200 bar噴射壓力下工作，對(duì)內(nèi)外密封性要求嚴(yán)格。HELT-V-KR系統(tǒng)以100%氦氣、200 bar對(duì)抗真空的方式進(jìn)行全自動(dòng)雙腔檢測(cè)，節(jié)拍20秒，適配汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油軌的大批量下線測(cè)試。

殼管式熱交換器內(nèi)部與外部泄漏判定：機(jī)油/冷卻水熱交換器需同時(shí)驗(yàn)證對(duì)外部環(huán)境的密封性以及油側(cè)與水側(cè)之間的內(nèi)部隔離。HELT-V-SBK系統(tǒng)通過多回路獨(dú)立抽真空和充氦，在一次裝夾中完成外部和內(nèi)部泄漏測(cè)試，油側(cè)測(cè)試壓力覆蓋12–22 bar。

鑄件殼體密封性驗(yàn)證：接地殼體、齒輪頭等鑄鋁或鑄鐵件在機(jī)加工后需確認(rèn)無(wú)穿透性缺陷。HELT-V-GT系統(tǒng)以最高8 bar氦氣壓力進(jìn)行檢測(cè)，極限泄漏率1·10?? mbar·l/s，同時(shí)集成空氣壓力預(yù)測(cè)試，替代傳統(tǒng)水浴檢測(cè)。

齒輪箱殼體及總成檢測(cè)：變速箱殼體在裝配前后均需進(jìn)行泄漏測(cè)試，以驗(yàn)證鑄造質(zhì)量和密封面完整性。氦真空法可檢測(cè)鑄件中微米級(jí)的氣孔和裂紋，避免運(yùn)行中潤(rùn)滑油滲漏。