关键词：干法电检湿法电检
1、避孕套针孔试验方法介绍
根据《天然橡胶胶乳男用避孕套技术要求与试验方法》（ISO4074：2014）规定，对测试天然胶乳橡胶避孕套针孔试验，规定了两种等效方法：漏水试验和电检试验。其中漏水试验需要人工在吸水纸上滚动产品并观察漏水痕迹，虽然准确但效率低，避孕套生产制造方已不作大范围检测应用，只对有疑问的产品作最终判定时使用。电检式试验，基于受检测产品存在针孔漏水的机率低，该方法是避孕套初步筛选时使用，如经电检式试验初步筛选，发现受检产品可能有针孔漏水，再采用漏水试验法作最终判定，使用该方法的避孕套电检试验仪器可大幅提高受检产品的检测效率。
2、避孕套电检试验仪器原理介绍
避孕套电检试验仪（下称针孔电检仪）是使用电检法测定针孔。没有针孔的避孕套就像绝缘体，电流不会形成回路而流过避孕套，具有针孔的避孕套电流将会通过避孕套。电检试验设备如图A.1所示。
电检仪器示意图图A.1 图A.2
说明：
1——支撑筒（见图A.2）；
2——固定在支撑筒上的充满电解液的避孕套；
3——固定在支撑筒上的电极；
4——电解液槽，内存电解液，一般采用含有氯化钠的水溶液［在（25±5）℃时ρ（NaCl）=10g/L]；
5——电极；
6——10kΩ电阻；
7——10V稳压电源；
8——电压表。
从电解液槽中抽取电解液体（300±10ml）充入避孕套中，如充入电解液的过程中，存在任何泄露的避孕套视为不合格。电解质充入完毕后，将不渗漏的避孕套通过升降板浸入电解液槽中，且开口端与液面距离为至少25mm，通过在避孕套与电解液槽中的电极之间串接一个10kΩ的精密电阻，释放10V连续稳定电压。10秒后测量电阻两端电压，如果记录的电压大于或等于50mV，则避孕套可能存在针孔漏水，需采用漏水试验法作最终判定。
3、旧有针孔电检仪存在的问题
本司有多台旧式针孔电检仪，在使用过程中发现存在以下主要问题：
①程序控制及软件技术落后，使用复杂繁琐，导致数据库内检测数据的调取运用、报表的生成及设备的维护都较为困难；
②检测电极定位不理想不可靠，容易与支撑筒内壁碰触造成短路风险，影响检测准确率；
③支撑筒不透明，不利观察筒内电极位置及电解液加注过程；
④升降板四角用4台单轴悬挂气缸吊提，因各气缸动作不一致，板体行走倾斜不平衡或爬行，动作冲击大；
⑤电磁阀设计不合理，阀体内部漏水腐蚀器件，造成阀体动作不可靠，影响电解液充注量精度，更严重的造成电解液外渗，腐蚀仪器设备，降低检测准确性。
⑥由4个支撑筒组成一个升降板组，12个头的针孔电检仪，分成3个升降板组，据反映操作动作较多，还有提升效率空间。
⑦电解液温度不能控制，在不同季节，难于保证电解液温度在25±5℃的规范要求。
2015年，我司计划增加2台针孔电检仪，针对旧设备的不足，有必要进行改进。为此，成立了针孔电检仪技术改造项目组，组员3人，对控制软件、检测电路和机械装置进行全新开发设计和制造。
4、针对存在问题采取的解决方案或措施
①应用组态王软件和PLC控制器，设计开发水检机的检测控制程序；
②在支撑筒口上方，设计检测电极固定座，将电极位置牢固定位，确保检测电极不摆动不变形，电极导电部分不与支撑筒接触，降低短路风险；
③设计透明有机玻璃材料支撑筒，便于观察筒内状况；
④设计采用2台带辅助滑轨的三轴气缸取代4台单轴悬挂气缸，实现升降板上下运动平稳水平状态；
⑤外购电磁阀橡胶膜片设计不合理，厂家为应对橡胶片因开关动作对不同腔体产生压力差，在橡胶片上开有细孔，意平衡压力，以保开关动作正常，这存在电解液通过细孔从液流腔泄漏到电磁铁动作腔的缺陷，腐蚀磁芯和弹簧组件，电磁阀易损坏寿命低。针对外购电磁阀的缺陷，改进上，一方面要保留电磁阀快速开启大流量的优点，另一方面对电磁阀作二次加工和更换零件处理。第一，在阀体电磁铁动作腔壁上钻一细孔，确保橡胶膜片动作时腔内气压不变，磁芯动作不受限制；第二，设计新橡胶膜片更换原有膜片，新橡胶膜片不再保留细孔，同时与磁铁芯体不再铆接，而采用扣接，确保两工作腔完全分隔，不再泄漏。在2017年，电磁阀改进设计，本人通过本公司已向国家知识产权局申请了发明和实用新型专利（申请号分别为201711437326.0和201721872914.2）。
⑥设计上，由于采用2台带辅助滑轨的三轴气缸取代4台单轴悬挂气缸，实现升降板上下运动平稳水平状态，每组升降板可安装6个支撑筒（每次检测试验时，6个头同时挂好产品，按动开关后便自动完成检测过程），12个头的针孔电检仪，分成2个升降板组，比分成3个板组的旧设备，减少了1台电解液充水泵，并且操作上更简单高效。
⑦设计电解液加温装置，实现温度自动控制。
5、设计方案实施和设备测试情况
①应用组态王软件与PLC控制器配合，不但可以实现旧设备应用VB编程控制的各种功能，还便于调试及对新功能要求作改动与升级。系统实现：电脑数据库的设立和报表的自动生成；可调节电解液预先加注入定量容器的时间，确保容器满液；可调节电磁阀开启时间，确保对产品完全充水；电解液温度受控；检测到不良品的提示和报警。
②采用透明支撑筒和加强电极固定，能便于观察发现电极状况，及时维修处理电极碰触支撑筒情况，避免电极短路故障，影响检测准确性。
③采用三轴气缸作升降板动力，升降板及其上设施在运动时平稳顺畅，无冲击。
④外购电磁阀经改进后，阀体动作灵活可靠，不泄漏，不外漏，寿命从3—4个月要维修或更换，延增至9—12个月。改进电磁阀只需17元/个，对降低损耗和维护成本带来可观的收益。
⑤一次挂6个产品检测，单台设备每分钟可检测24个产品，检测效率提高30%。
6、设备的实施和适用性评价
新型针孔电检仪于2015年4月完成设计，5月加工制作零部件，6月份完成安装调试。新型针孔电检仪改进了旧设备的不足，设备外表整洁美观耐腐蚀，运行精度、可靠性和效率得到提升，达到了设计和使用要求。
2017年，该型设备在联合国对本司避孕套产品供应商复审中，现场全部检出针孔测试样品，据现场美国审核员称，与澳大利亚Enersol分析试验室同类设备相比准确率更高，设备受到审核方赞赏和认可。
7、结论
新型针孔电检仪能总结旧设备存在的不足，了解使用经验和需求，结合实际加以分析改进。通过更新电控软件及改进器件设计，较好地解决软件维护升级、升降板运行平稳、设备可维护便维护、电磁阀漏水等问题，设备性能达到ISO4074：2014技术规范，满足使用需求。其中，电磁阀漏水的解决办法还推广应用到旧针孔电检仪中，所有旧电磁阀全部改造完毕，电磁阀的使用寿命和维护成本取得显著成效，项目具有较好的技术推广应用延伸性。
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[5]江友藩，甘华成，苏云昆.一种高效率的避孕套针孔电子检验仪：CN，CN101216455A[P].2008.
论文作者:苏绍海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/2
标签：针孔论文; 电解液论文; 避孕套论文; 电极论文; 电磁阀论文; 设备论文; 橡胶论文; 《基层建设》2018年第17期论文;