德国MACEAS HELT-V 氦真空泄漏测试系统

德国MACEAS HELT-V 氦真空泄漏测试系统

一、制造商：MACEAS GmbH

MACEAS GmbH是一家总部位于德国下萨克森州Barßel-Harkebrügge的工业泄漏测试与自动化系统制造商。公司的技术根源可追溯至1995年成立的Worthmann Maschinenbau GmbH，后者于1997年开发并建造了第一台泄漏测试设备。2001年，MACEAS GmbH正式成立，专注于泄漏测试与测量技术，2009年完成氦真空泄漏测试设备的研发与制造。

在质量体系方面，MACEAS GmbH持有ISO 9001质量管理体系认证，并依据VDA ISA标准通过了TISAX信息安全管理评估（由TÜV Rheinland i-sec GmbH执行审计），满足汽车行业对供应商信息安全的准入要求。2025年10月，公司整体转入SNE Sterling Holding GmbH，成为Sterling国际集团成员，旗下还涵盖SAT Anlagentechnik GmbH（德国）、NKE Automation S.r.l.（意大利）及美国、巴西、等地的分支机构。

MACEAS的技术定位并非通用检漏仪供应商。其核心竞争力在于将氦质谱检漏技术集成到定制化的批量生产测试系统中，涵盖真空腔体设计、工件自动密封、机器人上下料、氦气回收纯化等完整工程链条。在氢能领域，MACEAS是INFICON LDS3000检漏仪搭配EcoBoost动态背景补偿算法的系统集成用户之一，用于燃料电池双极板的三回路连续测试。

二、产品类型

MACEAS的泄漏测试产品线按检测原理分为三个系列：

HELT系列：氦真空泄漏测试系统（Helium Leck Tester Vakuum），以氦气为示踪气体，质谱仪检测，适用于高精度、高节拍的批量生产场景。

USLT系列：超声波气泡检测系统（Ultrasonic Leak Tester），在水浴中通过超声波传感器检测泄漏产生的气泡反射波，替代人工目视判断。

压差法泄漏测试系统：以压缩空气为介质，通过差压传感器测量压力衰减，适用于对检测极限要求相对宽松的铸件、壳体类部件。

此外，MACEAS还提供独立的泄漏测试服务，可在客户产线之外对送检工件进行氦检、超声检测或压差测试。

三、主要型号

以下型号信息均来自MACEAS产品资料，按应用对象区分：

氦真空泄漏测试系统（HELT-V系列）：

HELT-V-KR-A-2Sx1A：用于燃油轨（Kraftstoff Rail）的全自动双腔系统，机器人上下料，2个测试腔各容纳1件工件，节拍20 s，产能180件/h，100%氦气，测试压力200 bar（对抗真空），极限泄漏率1·10⁻⁵ mbar·l/s。

HELT-V-GT-SA-1Sx1A：用于铸件（Gussteile，如接地壳体、齿轮头）的半自动单腔系统，手动上下料与密封，100%氦气，测试压力最高8 bar（对抗真空），极限泄漏率1·10⁻⁶ mbar·l/s，集成最高20 bar的空气预压力测试。

HELT-V-SBK-SA-1Sx2A / HELT-V-SBK-SA-2Sx1A：用于壳管式热交换器（Schalenbaukühler）的半自动系统，支持外部泄漏（向环境）和内部泄漏（介质回路间）同时测试，油侧测试压力12–22 bar，水侧3–5 bar。

超声波泄漏测试系统（USLT系列）：

USLT-FT-SAR-1Sx1A_2：用于汽车燃油箱的超声波气密性检测设备。

USLT-CHC-SA-1Sx1A / USLT-CHC-SA-15x1A：用于气缸盖罩的超声波检测系统，产能36件/h，节拍100 s。

USLT-FDR-SA-1Sx4A：用于燃油分配管（燃油轨）的超声波检测系统。

USLT-AW-A-1Sx6A：用于铝轮毂的超声波检测系统。

四、产品概述

HELT-V是一种基于真空腔体法的自动化氦质谱泄漏检测系统。测试时将工件置于密封真空腔内，对腔体和工件内腔分别抽真空，随后向工件内充入氦气（或氦气混合气）。若工件存在漏孔，氦气经漏孔进入真空腔，被质谱仪捕获并定量，从而同时判定泄漏率是否合格并定位漏点。

核心参数（以HELT-V-KR-A-2Sx1A燃油轨机型为例）：

示踪气体：100%氦气

测试压力：最高200 bar（对抗真空）

极限泄漏率：1·10⁻⁵ mbar·l/s

有效节拍：20 s（自动模式）

产能：180件/h

自动化方式：机器人上下料，双测试腔并行

工作原理与结构特点：

真空腔体法的技术难点在于氦背景的控制。在批量生产中，前序测试残留的氦气会污染真空腔和管路，导致本底信号升高，掩盖小泄漏信号。MACEAS的系统在排空阶段通过结构优化（优化导向装置、改进阀门技术、增大涡轮分子泵）减少死角和氦残留，同时集成INFICON的EcoBoost动态背景补偿算法，每2秒重新计算氦背景值，使系统能在更短的排空时间后开始测量，双极板测试的循环时间因此缩短至12秒。对于氦气消耗较大的应用（如燃油轨200 bar测试），系统可选配氦气回收装置，将使用后的氦气纯化并增压至200 bar后循环使用，直接降低单件测试的气体成本。

五、优势特点

检测精度匹配高压工况：HELT-V系列支持最高200 bar的测试压力，极限泄漏率低至1·10⁻⁶ mbar·l/s。这一量级意味着系统能够检出在200 bar工作压力下等效于约0.06 cm³/min的微小漏率，满足燃油轨、储氢部件等高压系统的密封性判定要求。

干式检测，无二次处理：以氦气为示踪气体，测试后工件表面无液体残留，无需烘干或清洗工序。对于铸件机型，系统在氦检前集成最高20 bar的空气压力预测试，以空气替代水进行粗检，进一步消除了传统水浴检测带来的锈蚀风险。

氦气消耗可控：针对不同产量的应用，MACEAS提供两条降本路径。高产量场景（如燃油轨180件/h）配氦气回收装置，回收后增压至200 bar循环使用；中等产量场景（如铸件6件/h）则以填充体减少腔体自由容积，降低单次充氦量。双极板检测中则使用10%氦气+90%氮气的混合气，将示踪气体成本降低至纯氦方案的约十分之一，同时通过EcoBoost算法补偿灵敏度损失。

换型免拆装：通过触摸屏选择产品型号，系统自动调用对应的测试参数和流程。HELT-V-KR机型可在不更换工件承载工装的情况下测试3缸、4缸等不同规格的燃油轨；HELT-V-SBK机型通过部分手动密封件的灵活配置，覆盖多种介质回路数量的热交换器变型。

自动化集成度可配置：产品线覆盖从手动上下料的半自动单腔机型（HELT-V-GT-SA）到机器人上下料的全自动双腔机型（HELT-V-KR-A），用户可按产能需求和投资预算选择自动化层级。半自动机型保留人工密封环节以降低设备复杂度，全自动机型则实现从装载、密封、测试到分拣的无人化运行。

六、主要应用

氢燃料电池双极板检测：双极板包含氢气、氧气和冷却剂三个独立回路，各回路之间及对外部均须密封。MACEAS设计的模块化氦检系统将两块双极板同时置入测试腔，模具闭合后形成真空腔，逐一测试三个回路的密封性，最小可检泄漏率在10%氦气浓度下为1·10⁻⁵ mbar·l/s。

燃油轨（Fuel Rail）批量检测：燃油轨在200 bar喷射压力下工作，对内外密封性要求严格。HELT-V-KR系统以100%氦气、200 bar对抗真空的方式进行全自动双腔检测，节拍20秒，适配汽油直喷发动机燃油轨的大批量下线测试。

壳管式热交换器内部与外部泄漏判定：机油/冷却水热交换器需同时验证对外部环境的密封性以及油侧与水侧之间的内部隔离。HELT-V-SBK系统通过多回路独立抽真空和充氦，在一次装夹中完成外部和内部泄漏测试，油侧测试压力覆盖12–22 bar。

铸件壳体密封性验证：接地壳体、齿轮头等铸铝或铸铁件在机加工后需确认无穿透性缺陷。HELT-V-GT系统以最高8 bar氦气压力进行检测，极限泄漏率1·10⁻⁶ mbar·l/s，同时集成空气压力预测试，替代传统水浴检测。

齿轮箱壳体及总成检测：变速箱壳体在装配前后均需进行泄漏测试，以验证铸造质量和密封面完整性。氦真空法可检测铸件中微米级的气孔和裂纹，避免运行中润滑油渗漏。