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概述

埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)（Elmendorf-type Tester），亦稱擺錘式撕裂度儀或愛(ài)利門(mén)道夫撕裂度儀，是一種基于埃萊門(mén)多夫（Elmendorf）撕裂法原理，專門(mén)用于測(cè)定塑料薄膜、薄片、紙張、紙板、紡織品、無(wú)紡布以及各類復(fù)合片狀材料抗撕裂性能的精密檢測(cè)設(shè)備。該設(shè)備通過(guò)模擬材料在使用、加工及運(yùn)輸過(guò)程中因外力作用導(dǎo)致切口撕裂的實(shí)際工況，利用擺錘勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能實(shí)現(xiàn)瞬間撕裂，并精確記錄能量消耗，以計(jì)算撕裂試樣時(shí)所需要的力。

該儀器通過(guò)高精度傳感器與電子測(cè)量單元，采用PLC工業(yè)控制系統(tǒng)，能夠精確測(cè)量材料在撕裂過(guò)程中所消耗的能量，從而得到撕裂試樣所需要的力。其測(cè)試原理基于能量守恒與轉(zhuǎn)換：將擺錘提升至規(guī)定高度使其具備一定的勢(shì)能，當(dāng)擺錘自由下擺時(shí)，利用其自身貯存的能量將試樣撕裂，由控制系統(tǒng)計(jì)算出撕裂試樣時(shí)消耗的能量。

在制藥及醫(yī)療行業(yè)，埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)廣泛用于藥品包裝復(fù)合膜、無(wú)菌醫(yī)療器械包裝材料的質(zhì)量檢驗(yàn)，是保證包裝完整性和使用安全性的重要檢測(cè)工具。該儀器符合多項(xiàng)國(guó)家與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，憑借高精度測(cè)控系統(tǒng)與智能化操作平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于制藥企業(yè)、醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)及科研院所等。

適用樣品

埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)適用于多種柔性片狀材料及紡織品的耐撕裂性能檢測(cè)，主要包括以下領(lǐng)域：

藥品與食品包裝：適用于藥用鋁塑復(fù)合膜、泡罩包裝用硬片、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、鍍鋁膜及多層復(fù)合膜等。根據(jù)GB/T 16578.2-2009標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，本部分適用于柔軟的聚氯乙烯（PVC）和聚烯烴薄膜等材料，也適用于由成品和半成品切取的試樣。當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有良好的重復(fù)性時(shí)，本方法可作為質(zhì)量控制、成品或半成品的驗(yàn)收或拒收的規(guī)范。

醫(yī)療器械包裝：適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料，如醫(yī)用透析紙、特衛(wèi)強(qiáng)（Tyvek）、可密封組合袋及涂膠聚烯烴非織造布材料等。依據(jù)YY/T 0698.2-2022標(biāo)準(zhǔn)，滅菌包裹材料需進(jìn)行撕裂強(qiáng)度的檢測(cè)。

紙張與紙板：適用于撕裂度在儀器范圍內(nèi)的低定量紙板、薄頁(yè)紙等，但不適用于瓦楞紙板。根據(jù)GB/T 455-2002標(biāo)準(zhǔn)，撕裂度是指將預(yù)先切口的紙（或紙板），撕至一定長(zhǎng)度所需力的平均值，結(jié)果以毫牛（mN）表示。

紡織品與無(wú)紡布：適用于各類機(jī)織物、無(wú)紡布及土工布的撕裂性能評(píng)估。依據(jù)ASTM D1424-21標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)方法適用于大多數(shù)織物，包括機(jī)織物、分層毯子、絨毛、毯子和安全氣囊織物，前提是織物在試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)沿與施力方向交叉的方向撕裂。

其他材料：適用于防水卷材、編織材料、聚酯、復(fù)合薄膜和薄片等。對(duì)于測(cè)試高延展性材料時(shí)可能遇到的困難，標(biāo)準(zhǔn)中特別指出本方法在延展性相對(duì)較低的薄膜和片材上具有最佳可靠性。

測(cè)試原理

埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)基于能量守恒與轉(zhuǎn)換原理，采用經(jīng)典的埃爾門(mén)多夫撕裂法進(jìn)行測(cè)試。其核心原理描述如下：

將擺體提升一定高度，使其具備一定的勢(shì)能；當(dāng)擺體自由下擺時(shí)，利用其自身貯存的能量將試樣撕裂；由PLC控制系統(tǒng)計(jì)算出撕裂試樣時(shí)消耗的能量，從而得到撕裂試樣所需要的力。

具體而言，試驗(yàn)機(jī)的主要部件包括基架和擺錘，擺錘在摩擦力很小的軸承上支撐著，使其能圍繞水平軸自由擺動(dòng)。將規(guī)定尺寸的試樣夾持在擺錘與固定夾具之間，并預(yù)先切一規(guī)定長(zhǎng)度的切口。釋放擺錘后，其下擺產(chǎn)生的動(dòng)能作用于試樣，將切口繼續(xù)撕裂擴(kuò)展至規(guī)定距離。工作結(jié)束時(shí)，擺錘的剩余能量對(duì)應(yīng)于刻度盤(pán)上的讀數(shù)，直接指示撕裂試樣所做的功。

塑料薄膜與薄片的測(cè)試原理為：在規(guī)定負(fù)荷條件下，在薄而軟的塑料片材或薄膜的試樣上切出一規(guī)定的切口，測(cè)定使切口撕裂擴(kuò)展至規(guī)定距離所需力的方法。試樣的厚度上限取決于與試驗(yàn)機(jī)量程相關(guān)的材料撕裂力。

紙張與紙板的測(cè)試原理為：具有規(guī)定預(yù)切口的一疊試樣（通常4層），用一垂直于試樣面的移動(dòng)平面擺施加撕力，使紙撕開(kāi)一個(gè)固定距離，用擺的勢(shì)能損失來(lái)測(cè)量在撕裂試樣的過(guò)程中所做的功。若起始切口是縱向的，則所測(cè)結(jié)果是縱向撕裂度；若起始切口是橫向的，則所測(cè)結(jié)果是橫向撕裂度。

織物的測(cè)試原理為：使用落錘（埃爾門(mén)多夫型）裝置測(cè)定從織物切口開(kāi)始傳播單撕裂所需的力。

測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)與測(cè)試方法嚴(yán)格遵循以下國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)：

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）

GB/T 16578.2-2009《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的測(cè)定 第2部分：埃萊門(mén)多夫（Elmendor）法》：本標(biāo)準(zhǔn)于2009年6月15日發(fā)布，2010年2月1日實(shí)施，代替GB/T 11999-1989，由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出，全國(guó)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在規(guī)定負(fù)荷條件下，在薄而軟的塑料片材或薄膜的試樣上切出一規(guī)定的切口，測(cè)定使切口撕裂擴(kuò)展至規(guī)定距離所需力的方法。本方法適用于柔軟的聚氯乙烯（PVC）和聚烯烴薄膜等材料。標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)情況為等同采用ISO 6383-2:1983國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 455-2002《紙和紙板撕裂度的測(cè)定》：本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)GB/T 455.1-1989和GB/T 455.2-1989的修訂，于2002年7月22日發(fā)布，2003年2月1日實(shí)施，由中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出，全國(guó)造紙工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。標(biāo)準(zhǔn)等效采用ISO 1974:1990《紙張—撕裂度的測(cè)定（愛(ài)利門(mén)道夫法）》，適用于撕裂度在儀器范圍內(nèi)的低定量紙板，不適用于瓦楞紙板。

GB/T 450-2002《紙和紙板試樣的采取》和GB/T 10739-2002《紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件》作為規(guī)范性引用文件被采用。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）

ISO 1974:2012《紙 撕裂度的測(cè)定 埃爾門(mén)多夫法》：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種測(cè)定紙（面外）撕裂強(qiáng)度的方法，如果抗撕裂性在設(shè)備范圍內(nèi)，也可用于低重量板。施加維持由試樣中的初始切割引發(fā)的撕裂所需的每張紙的平均力。如果第一次切割是縱向的，則結(jié)果是縱向的抗撕裂性；如果第一次切割是在對(duì)角線方向，則結(jié)果以對(duì)角線方向的抗撕裂性給出。撕裂強(qiáng)度以毫牛頓（mN）表示。

ISO 6383-2:1983《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的測(cè)定 第2部分：埃萊門(mén)多夫法》：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用埃萊門(mén)多夫法測(cè)定塑料薄膜和薄片的耐撕裂性，適用于測(cè)試由軟聚氯乙烯、聚烯烴、聚酯、復(fù)合薄膜和薄片等材料的成品和半成品切取的試樣。耐撕裂力定義為用規(guī)定的方法撕裂試樣所需的力，單位為牛頓（N）。

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）

ASTM D1922-23《用擺錘法測(cè)定塑料薄膜和薄板抗擴(kuò)展撕裂性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》：本標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了使用Elmendorf型撕裂測(cè)試儀測(cè)定撕裂開(kāi)始后通過(guò)指定長(zhǎng)度的塑料薄膜或非剛性片材傳播撕裂的平均力。引用了兩個(gè)試樣類型：矩形試樣和恒定半徑試驗(yàn)長(zhǎng)度試樣，后者應(yīng)為樣本或裁判樣本。該方法已被廣泛用作包裝應(yīng)用中使用的塑料薄膜和薄板的抗撕裂性指標(biāo)之一。注：薄膜被任意定義為標(biāo)稱厚度不大于0.25毫米的片材。

ASTM D1424-21《用落擺（埃爾門(mén)多夫型）裝置測(cè)定織物撕裂強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》：本標(biāo)準(zhǔn)于2021年7月1日發(fā)布，涵蓋使用落錘（Elmendorf型）裝置測(cè)定從織物切口開(kāi)始傳播單撕裂所需的力。本試驗(yàn)方法適用于大多數(shù)織物，包括機(jī)織物、分層毯子、絨毛、毯子和安全氣囊織物，前提是織物在試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)沿與施力方向交叉的方向撕裂。在貿(mào)易中，這種試驗(yàn)方法用于織物商業(yè)裝運(yùn)的驗(yàn)收試驗(yàn)。

ASTM D689-17《紙張內(nèi)撕裂強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》：涉及紙張內(nèi)部抗撕裂性的測(cè)定。

醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YY/T）

YY/T 0698.2-2022《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第2部分：滅菌包裹材料 要求和試驗(yàn)方法》：本部分適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料中滅菌包裹材料，要求對(duì)其進(jìn)行撕裂強(qiáng)度的檢測(cè)，包括紡織材料干態(tài)和濕態(tài)撕破強(qiáng)力。

YY/T 0698.10-2009《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第10部分：可密封組合袋、卷材和蓋材生產(chǎn)用涂膠聚烯烴非織造布材料 要求和試驗(yàn)方法》：本部分涉及撕裂力的檢測(cè)，采用擺錘式撕裂度儀進(jìn)行測(cè)試。

國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（TAPPI）

TAPPI T414 om-12《紙張內(nèi)部抗撕裂性（埃爾門(mén)多夫型法）》：本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量使用埃爾門(mén)多夫型撕裂測(cè)試儀在撕裂開(kāi)始后撕裂多層紙穿過(guò)指定距離所需的垂直于紙平面的力，測(cè)量結(jié)果可用于計(jì)算單張紙的近似撕裂強(qiáng)度。工作是通過(guò)埃萊門(mén)多夫型撕裂測(cè)試儀的擺錘將多層試樣一起撕裂一個(gè)固定距離，以擺錘勢(shì)能的損失來(lái)測(cè)量撕裂所做的功。

儀器特征

埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)普遍具備以下技術(shù)特征：

高精度測(cè)控系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）工業(yè)控制系統(tǒng)，配合高精度傳感器與電子測(cè)量單元，自動(dòng)化電子式測(cè)量確保測(cè)試的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，測(cè)試精度優(yōu)于0.5%，測(cè)試誤差控制在±0.2%以內(nèi)。

智能化操作平臺(tái)：配備7英寸HMI人機(jī)界面觸摸屏，操作直觀、簡(jiǎn)便。具備數(shù)字水平調(diào)整輔助功能，可確保儀器始終處于最佳的測(cè)試狀態(tài)。用戶可通過(guò)觸摸屏選擇測(cè)試模式與擺錘容量，輸入樣品編號(hào)及測(cè)試組數(shù)。

自動(dòng)化輔助裝置：配備氣動(dòng)夾持系統(tǒng)與擺錘自動(dòng)釋放裝置，有效避免了因人為因素引起的系統(tǒng)誤差。當(dāng)試樣被夾持在夾具中后，可通過(guò)釋放機(jī)構(gòu)無(wú)任何震動(dòng)地釋放擺錘。

多容量擺錘可選：提供200gf、400gf、800gf、1600gf、3200gf、6400gf等多種規(guī)格的擺錘，用戶可根據(jù)材料特性與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)選配其一?？筛郊釉鲋?cái)[錘以增加擺錘撕裂力的容量。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與輸出：系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與存儲(chǔ)功能，內(nèi)置微型打印機(jī)，方便快捷輸出測(cè)試結(jié)果。

精密測(cè)量機(jī)構(gòu)：擺錘繞滾珠軸承或其他基本無(wú)摩擦的軸承作自由擺動(dòng)?？蓜?dòng)夾具與固定夾具準(zhǔn)確對(duì)齊，每個(gè)夾具具有規(guī)定的夾持面尺寸。指針和刻度盤(pán)上帶有圓弧形刻度盤(pán)，其刻度值從擺錘容量的0~100%，以便由指針讀數(shù)計(jì)算出撕裂試樣所需的平均力，精確度在1%以內(nèi)。

規(guī)格參數(shù)

埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)的典型技術(shù)參數(shù)如下：

注：對(duì)于塑料薄膜，被測(cè)材料的標(biāo)稱厚度不大于0.25mm（0.010英寸）。

使用方法

埃萊門(mén)多夫型試驗(yàn)機(jī)的使用應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作流程：

測(cè)試前準(zhǔn)備：將儀器置于水平、穩(wěn)固的工作臺(tái)面上。檢查擺錘、夾具及試樣切口刀是否完好。接通電源并進(jìn)行預(yù)熱，使系統(tǒng)穩(wěn)定。

水平調(diào)節(jié)：觀察儀器底座的水平泡，調(diào)節(jié)地腳螺絲使儀器處于水平狀態(tài)。當(dāng)擺錘靜止時(shí)，觀察擺上的標(biāo)記應(yīng)與底板上的標(biāo)記重合；若不重合，通過(guò)底座調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)行調(diào)整。

參數(shù)設(shè)置與擺錘選擇：在觸摸屏上選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試模式與擺錘容量，輸入樣品編號(hào)及測(cè)試組數(shù)。擺錘容量的選擇應(yīng)根據(jù)試樣撕裂力的大小確定，確保讀數(shù)在滿量程的20%~80%范圍內(nèi)。

試樣制備：按規(guī)定尺寸裁剪試樣。對(duì)于塑料薄膜，采用恒定半徑試樣（仲裁試樣）或矩形試樣。對(duì)于紙張，通常采用4層試樣疊放。使用標(biāo)準(zhǔn)切口刀在試樣中心位置預(yù)切規(guī)定長(zhǎng)度的切口（20±0.5mm），該切口應(yīng)光滑無(wú)刻痕。

夾持試樣：開(kāi)啟氣動(dòng)夾具，將試樣平展地放置在夾鉗內(nèi)，確保上下夾口夾緊均勻。兩夾具應(yīng)準(zhǔn)確對(duì)齊，當(dāng)夾具在起始位置時(shí)，兩夾具應(yīng)相隔2.8±0.3mm的距離。在測(cè)試高延展性材料時(shí)需特別小心，因?yàn)檫@些材料的可變伸長(zhǎng)率和傾斜撕裂效應(yīng)可能導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性較差。

執(zhí)行測(cè)試：按下“測(cè)試”鍵，擺錘自動(dòng)釋放。儀器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并計(jì)算撕裂力。

結(jié)果記錄：測(cè)試完成后，數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)，可通過(guò)內(nèi)置打印機(jī)輸出測(cè)試報(bào)告。

維護(hù)保養(yǎng)

日常清潔：每次測(cè)試后，應(yīng)清理擺錘、軸承及夾具上的灰塵與碎屑，保持儀器清潔。

潤(rùn)滑維護(hù)：定期在擺錘的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承處加注儀表油或鐘表油，確保軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，保持基本無(wú)摩擦狀態(tài)。

防塵管理：非試驗(yàn)時(shí)間，需用防塵布覆蓋整個(gè)儀器，避免落塵影響精度。

刀具檢查：定期檢查切口刀是否鋒利，確保切口尺寸準(zhǔn)確、邊緣光滑無(wú)刻痕。

定期檢查：使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行期間核查，確保力值測(cè)量的準(zhǔn)確性。

校準(zhǔn)方法與周期

環(huán)境要求：校準(zhǔn)驗(yàn)證需在溫度23℃±2℃、相對(duì)濕度50%±5%的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行。

水平校準(zhǔn)：擺錘靜止時(shí)，觀察擺上的標(biāo)記應(yīng)與底板上的標(biāo)記重合；若不重合，通過(guò)底座調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)行調(diào)整。

擺錘平衡檢查：檢查擺錘的重心位置，確?？諗[時(shí)指針歸零。

摩擦檢查：空擺狀態(tài)下，記錄擺錘的擺動(dòng)次數(shù)，以判斷軸承摩擦是否在允許范圍內(nèi)。

校準(zhǔn)周期：建議校準(zhǔn)周期為12個(gè)月。期間核查可使用標(biāo)準(zhǔn)撕裂試樣或標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行快速驗(yàn)證。

常見(jiàn)故障與排除方法

故障一：擺錘回零不準(zhǔn)或指針漂移。

• 排除：檢查軸承是否缺油或污損，應(yīng)加注鐘表油清洗軸承；檢查指針緊固螺絲是否松動(dòng)。

故障二：夾持試樣時(shí)滑脫。

• 排除：檢查氣動(dòng)夾具氣壓是否充足；清潔并打磨夾持面，更換老化密封圈。確保兩夾具準(zhǔn)確對(duì)齊且?jiàn)A緊均勻。

故障三：測(cè)試結(jié)果重復(fù)性差。

• 排除：檢查刀具是否鋒利，確保試樣切口光滑無(wú)刻痕；檢查擺錘是否處于自由懸掛狀態(tài)。對(duì)于塑料薄膜，應(yīng)注意變化的伸長(zhǎng)和傾斜撕裂可能導(dǎo)致高延展性材料的試驗(yàn)重復(fù)性很差。

故障四：觸摸屏失靈或系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)。

• 排除：檢查電源電壓是否穩(wěn)定，檢查內(nèi)部保險(xiǎn)管是否熔斷，需聯(lián)系廠家技術(shù)支持。

故障五：撕裂過(guò)程中試樣沿傾斜方向撕裂。

• 排除：這種傾斜定向撕裂常見(jiàn)于某些高定向材料。當(dāng)發(fā)生此情況時(shí)，檢查試樣的取向是否與撕裂方向一致，考慮使用恒定半徑試樣（仲裁試樣）替代矩形試樣以提高重復(fù)性。

故障六：測(cè)試結(jié)果超出儀器量程或低于滿量程20%。

• 排除：檢查所選的擺錘容量是否合適。當(dāng)撕裂力較低時(shí)，允許取兩層或兩層以上的多層試樣；當(dāng)讀數(shù)可能低于滿量程20%時(shí)，必須使用單層試樣和容量較低的擺錘。

重要提示：以上內(nèi)容基于通用技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)嚴(yán)格遵守GB/T 16578.2-2009、GB/T 455-2002、ASTM D1922、ASTM D1424、ISO 6383-2、ISO 1974、YY/T 0698系列標(biāo)準(zhǔn)及TAPPI T414等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最新版本規(guī)定，并根據(jù)樣品的實(shí)際特性選擇合適的擺錘容量，避免超量程使用損壞傳感器。對(duì)于高延展性材料，應(yīng)特別注意其測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性可能較差，需進(jìn)行充分的方法驗(yàn)證