게시 및 게시 날짜 : 2024/05/23

밀봉 바카라의 신뢰성을 확인하기위한 세계 최초의 표준화 방법

-작은 구멍이있는 기준 시편을 사용하여 가스와 액체의 유량의 용이성을 평가합니다-

포인트

  • 세계 최초의 산업 표준은 마이크로 미터 발행 순서에 대한 미크론 구멍의 차원에 대한 평가 방법을 제공하는 최초의 산업 표준
  • 바카라가 개발 한 "통합 가스 흐름 세트"로 작은 구멍을 통한 복잡한 가스 흐름을 분석
  • 자동차, 에너지, 식품 및 제약을 포함한 광범위한 산업에서 밀봉 된 제품의 신뢰성 및 생산 효율성을 향상시키는 데 기여합니다

요약 다이어그램

주로 참조 표본에서 방수 시험, 환경 바카라 및 가스 누출 바카라 간의 관계


요약

제 2 최고 연구원 인 Yoshida Hajime, 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 바카라”라고 언급 됨) 및 Kajikawa Hiroaki의 엔지니어링 측정 표준 연구 부서 수석 연구원, 연구 그룹의 책임자 인 Kajikawa Hiroaki, 일본 측정 장비 업계 (Geal Equipment Feederation) ","측정 장비 공동 연합 " 민간 기업, 산업 협회 및 대학과 협력하여 인감 검사의 신뢰성을 확인하기위한 산업 표준을 작성하십시오 결과는 2024 년 5 월 24 일 JMIF 022의 일환으로 "밀봉 검사를위한 참조 테스트 조각의 평가 및 사용"표준으로 발표 될 예정입니다 이 표준을 설정할 때 바카라 연구 결과가 "통합 가스 흐름"유용합니다


개발의 사회적 배경

8848_9085방수 바카라,환경 바카라,가스 누출 바카라그러나 이러한 바카라 결과 간의 상관 관계는 명확하지 않기 때문에 각 바카라에서 얻은 결과를 비교할 수 없으며 각 바카라 결과를 효율적으로 품질 관리에 사용하는 방법에 어려움이 있습니다 이로 인해 물 침입량을 시각적으로 점검하여보다 효율적이고 정량적 가스 누출 바카라로의 방수 시험에서 전환이 발생하지 않았습니다

 

연구 이력

바카라는 압력 게이지, 진공 게이지 및 누출 테스트 장비를 교정하기위한 국가 계량 표준을 확립했으며 이러한 유지 보수를 통해 배양 된 기술을 사용하여 밀봉 검사에 대한 연구를 진행하고 있습니다

작은 구멍을 통해 흐르는 가스와 액체의 거동은 복잡하므로 구멍의 모양이 간단하더라도 직경이 증가 할 때 가스와 액체가 얼마나 쉽게 흐르는 지 정량적으로 예측하기가 쉽지 않습니다 가스의 경우, 층류 흐름, 난류 흐름, 임계 흐름, 하위 소닉 흐름, 분자 흐름 및 중간 흐름과 같은 흐름 상태가 있으며, 가스 누출량 (유량)의 양에 따라 계산 공식은 상태에 따라 다르므로 가스 누출량을 예측하기가 어렵습니다 밀봉 테스트에 대한 연구에서 바카라는 흐름 조건에 관계없이 하나의 방정식을 사용하여 가스 누출량을 계산할 수있는 "통합 가스 흐름 세트"를 제시했습니다 바카라는 또한 민간 기업, 업계 협회 및 대학과 협력하여 압력, 진공 및 누출과 관련된 표준화를 촉진했습니다

이전 연구 결과 및 표준화 노하우의 축적을 사용하여, 우리는 밀봉 검사를위한 세계 최초의 산업 표준에 기여했으며, 이는 마이크로 미터에 의한 기공의 치수 (직경 및 길이)를 평가하는 방법과 가스 및 액체 양도의 양을 보여주는 방법을 보여줍니다

 

표준 개발 프로세스 방법

기계 협회는 민간 기업, 업계 협회 및 대학과 협력하여 길이, 질량, 온도, 압력 및 흐름을 포함한 측정 기기를 표준화하고 있습니다 밀봉 된 구조의 신뢰성은 다양한 환경에서 오랜 시간 동안 사용되는 기기를 측정하는 품질을 보장하는 데 중요합니다 특히 주택 내부의 응축이 발생하면 다양한 측정 기기에 문제가되었습니다 또한 밀봉 구조의 신뢰성은 광범위한 산업에서 어려운 일이지만, Metrology Federation은 도구 측정과 관련된 무역 협회이며 광범위한 산업과 연결되어있어 밀봉 표준에 대해 논의하기에 적합한 장소입니다 이번에는 우리가 개발 한 봉인 표준에 대해서는 세계에서 예외는 없습니다 따라서 유용성과 개선 영역을 확인하기 위해 JIS의 전임자로서 표준을 개발하기로 결정했습니다 이번에 개발 된 엔지니어링 및 엔지니어링 표준 개발위원회에는 다양한 산업, 2 개의 산업 협회 및 1 개의 대학 관련 9 개의 민간 기업의위원회 구성원이 참석하여 표준 개발에 협력했습니다

 

연구 컨텐츠

・ 참조 시편 사용 방법

엔지니어링 연속성 표준에 지정된 기준 시편에는 직경이 1 µm ~ 50 µm, 길이가 0015mm ~ 10mm 범위의 작은 원통형 구멍이 포함되어 있습니다 참조 시편은 밀봉 된 제품을 검사 한 후 파일럿 구멍을 덮도록 부착됩니다 기준 시편이 부착 된 시편은 알려진 의도적이고 의도적 인 누출 구멍이있는 시편이며 검사를 밀봉하고 결과를 확인하기위한 검사 조건을 설정하는 데 사용됩니다

기준 시편을 사용하는 예는 그림 1에 나와 있습니다 그림 1 (a) 바카라 시편이 침수되고 방수 시험이 수행되고 구멍 치수와 물 침입량 사이의 관계가 검사 될 수있는 예를 보여줍니다 그림 1 (b)는 시편이 일정한 온도 및 습도 탱크에 배치되고 환경 바카라가 수행되는 예를 보여줍니다 구멍 치수와 밀봉 된 제품의 악화 사이의 관계를 검사 할 수 있습니다 그림 1 (c)는 시편에서 가스 누출 바카라가 수행 된 예를 보여주고 기공 크기와 가스 누출량 사이의 관계를 검사 할 수 있습니다 참조 표본을 사용하여 이러한 방수 시험, 환경 바카라 및 가스 누출 바카라 간의 상관 관계를 명확히하여 결과를 비교할 수 있습니다

그림 1

그림 1 참조 시편 사용의 예 : (a) 방수 바카라, (b) 환경 바카라, (c) 가스 누출 바카라
*발행 된 JMIF 022 엔지니어링 시리즈 표준의 그림의 일부가 사용됩니다

・ 데이터 분석 방법

검사 조건 (압력, 온도 등)을 설정하고 결과를 확인하는 데 이론 및 실험 값을 비교하는 것이 중요합니다 예를 들어, 방수 시험에서 가스 누출 바카라로의 전환을 고려할 때, 그림 2에 표시된 데이터 분석이 수행됩니다

실험 결과는 밀봉 된 제품이 1m의 깊이에 침수 될 때에도 물이 들어 가지 않도록 구멍의 직경이 약 10 µm 미만이라고보고되었습니다 따라서, 가스가 직경이 10 μm 인 구멍을 통과 할 때의 누설량은 통합 된 가스 흐름 세트를 사용하여 계산되었다 (표 1) 계산에는 4 가지 유형의 구멍 길이가 포함되어 있습니다 : 0015 mm, 포장 재료로서 알루미늄 호일, 플라스틱 필름 용 01 mm, 금속 또는 플라스틱 용기 용 1 mm 및 10 mm를 포함했습니다 우리는 또한 공기와 헬륨의 두 가지 유형의 시험 가스를 구상했다 계산은 직경 10 µm 및 길이 0015 mm 인 구멍에서의 공기 누출량이 13 x 10-3 PA ・ M3/s그랬습니다 다시 말해, 공기 누출량 이이 값 미만인 경우 구멍의 직경은 10 µm 이하이며 심지어 1m의 깊이에서도 물이 침투하지 않습니다 반면에 구멍이 길면 공기 누출이 적을수록 물이 침투합니다 이러한 계산 결과를 요약 한 엔지니어링 교육 표준을 사용하면 예상 구멍 길이를 고려하여 1m 깊이에서 물이 들어 가지 못하게하는 가스 누출량을 추정 할 수 있습니다 또한, 기준 시편을 사용함으로써 실험을 사용하여 바카라를 검증 할 수 있으며, 기본 데이터가 방수 시험에서 가스 누출 시험으로의 전환으로 진행될 수 있습니다

또한 구멍 직경이 10 µm 미만인 경우에도 수증기와 산소가 구멍 내부에서 확산되어 밀봉 된 제품으로 들어가서 제품이 악화 될 수 있습니다 이 경우 방수 시험과 마찬가지로 이론적 및 실험 값은 밀봉 된 제품의 품질을 보장하는 데 필요한 바카라 조건을 설정하고 검증하는 데 비교됩니다 기계 엔지니어링 시리즈 표준은 또한 구멍을 10 µm 미만으로 확산시키는 수증기와 산소의 양과 가스 누출량 사이의 상관 관계를 설명합니다

그림 2

그림 2 방수 바카라에서 가스 누출 바카라로의 전환을 고려하기위한 계산 프로세스
*발행 된 JMIF 022 엔지니어링 시리즈 표준의 그림의 일부가 사용됩니다

표 1 직경 10 µm
예측 포장재 홀 길이 (mm) 가스 누출량 (PA ・ m3/s)
용 공기 헬륨
알루미늄 포일 0.015 13 × 10-3 31 × 10-3
플라스틱 필름 0.1 65 × 10-4 82 × 10-4
금속/플라스틱 1 78 × 10-5 90 × 10-5
10 79 × 10-6 91 × 10-6

가스 누출 시험의 조건은 23 ° C의 온도, 상류 압력 101325 kPa (1 대기) 및 0133 kPa 이하의 하류 압력입니다
*발행 된 JMIF 022 엔지니어링 시리즈 표준의 테이블의 일부가 사용됩니다

미래 계획

바카라와 Keiko Rengo는 Keiko Rengo Rengo 표준에 제시된 개념을 홍보하고 봉인 된 제품의 품질 관리 기술을 향상시키기 위해 노력할 것입니다 밀봉 된 제품은 사람들의 생명의 안전과 보안과 관련된 영역과 에너지와 에너지와 투명성과 관련된 영역에서 사용되므로 테스트 방법 및 표준에 필요합니다 반면에, 많은 국내 기업들은 결함이있는 제품을 두려워하기 때문에 과잉 포장을하고 있습니다 이 표준을 바탕으로 바카라와 Institute of Technology는 봉인 된 제품의 신뢰성 및 생산 효율성을 향상시키는 회사를 지원할 것입니다


용어집

통합 가스 흐름 세트 (수정 된 Knudsen 공식)
가스 흐름에는 층류 흐름, 난류 흐름, 임계 흐름, 하위 소닉 흐름, 분자 흐름 및 중간 흐름이 포함되며 가스 누출량 (유량)의 양 (유량)은 가스 흐름 유형에 따라 다릅니다 통합 가스 흐름 공식은 계산 조건을 충족하는 흐름 계산 공식의 결과와 일치하는 층류, 난류, 치명적, 하위 소닉, 분자 및 중간 흐름을 가중치와 결합하는 계산 공식입니다[참조로 돌아 가기]
방수 바카라
이것은 JIS C 0920 또는 JIS D 5020에 의해 정의 된 물 보호 바카라입니다 탱크 바카라, 진동 튜브 바카라, 수중 스프레이 노즐 바카라, 수중 스프레이 노즐 바카라 및 탱크를 사용한 수중 하중 바카라가 있습니다 물 보호 정도는 IP 코드로 표시됩니다[참조로 돌아 가기]
환경 바카라
이것은 JIS C 60068 표준 그룹에 지정된 제품이 지정된 환경 조건을 견딜 수 있음을 보여주는 바카라입니다 더 빠른 결과를 얻으려면 실제로는 실제보다 더 가혹한 환경에 노출되어 바카라가 가속화 될 수 있으며,이 경우 이는 가속화 된 수명 바카라, 가속화 된 신뢰성 바카라 또는 가속화 된 악화 바카라라고 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
가스 누출 바카라
이것은 이동 가스의 유량을 측정하여 가스 누출량을 측정하는 누출 바카라입니다 때로는 가스 누출 바카라 또는 밀폐 바카라라고합니다 압력 변화 방법과 헬륨 누출 바카라가 있습니다[참조로 돌아 가기]
PA ・ M3/s
이것은 가스 누출량을 나타내는 SI 장치입니다 예를 들어, 밀봉 된 제품이 잠기면 직경이 1mm에서 1mm에서 2 개의 기포가 풀리면 구멍에서 가스 누출량이 약 10-4PA ・ M3/s[참조로 돌아 가기]
 

참조

  • h Yoshida, M Hirata, T Hara, Y Higuchi,“밀봉 패키지에 대한 측정 된 누출 속도 및 계산 값 비교”,Packag 테크놀로 Sci34 (2021) 557
  • Yoshida Hajime, Takei Yoshinori, Arai Kenta,“전체 흐름 면적 및 임의의 길이의 원통형 도관을 통과하는 가스 유량을 계산하는 간단한 방법, 표면 및 진공 vol 63, No 7, pp 373–380, 2020


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