概述

埃莱门多夫型试验机（Elmendorf-type Tester），亦称摆锤式撕裂度仪或爱利门道夫撕裂度仪，是一种基于埃莱门多夫（Elmendorf）撕裂法原理，专门用于测定塑料薄膜、薄片、纸张、纸板、纺织品、无纺布以及各类复合片状材料抗撕裂性能的精密检测设备。该设备通过模拟材料在使用、加工及运输过程中因外力作用导致切口撕裂的实际工况，利用摆锤势能转化为动能实现瞬间撕裂，并精确记录能量消耗，以计算撕裂试样时所需要的力。

该仪器通过高精度传感器与电子测量单元，采用PLC工业控制系统，能够精确测量材料在撕裂过程中所消耗的能量，从而得到撕裂试样所需要的力。其测试原理基于能量守恒与转换：将摆锤提升至规定高度使其具备一定的势能，当摆锤自由下摆时，利用其自身贮存的能量将试样撕裂，由控制系统计算出撕裂试样时消耗的能量。

在制药及医疗行业，埃莱门多夫型试验机广泛用于药品包装复合膜、无菌医疗器械包装材料的质量检验，是保证包装完整性和使用安全性的重要检测工具。该仪器符合多项国家与国际标准，凭借高精度测控系统与智能化操作平台，广泛应用于制药企业、医疗器械生产企业、第三方检测机构及科研院所等。

适用样品

埃莱门多夫型试验机适用于多种柔性片状材料及纺织品的耐撕裂性能检测，主要包括以下领域：

药品与食品包装：适用于药用铝塑复合膜、泡罩包装用硬片、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、镀铝膜及多层复合膜等。根据GB/T 16578.2-2009标准的规定，本部分适用于柔软的聚氯乙烯（PVC）和聚烯烃薄膜等材料，也适用于由成品和半成品切取的试样。当试验数据具有良好的重复性时，本方法可作为质量控制、成品或半成品的验收或拒收的规范。

医疗器械包装：适用于最终灭菌医疗器械包装材料，如医用透析纸、特卫强（Tyvek）、可密封组合袋及涂胶聚烯烃非织造布材料等。依据YY/T 0698.2-2022标准，灭菌包裹材料需进行撕裂强度的检测。

纸张与纸板：适用于撕裂度在仪器范围内的低定量纸板、薄页纸等，但不适用于瓦楞纸板。根据GB/T 455-2002标准，撕裂度是指将预先切口的纸（或纸板），撕至一定长度所需力的平均值，结果以毫牛（mN）表示。

纺织品与无纺布：适用于各类机织物、无纺布及土工布的撕裂性能评估。依据ASTM D1424-21标准，本试验方法适用于大多数织物，包括机织物、分层毯子、绒毛、毯子和安全气囊织物，前提是织物在试验过程中不会沿与施力方向交叉的方向撕裂。

其他材料：适用于防水卷材、编织材料、聚酯、复合薄膜和薄片等。对于测试高延展性材料时可能遇到的困难，标准中特别指出本方法在延展性相对较低的薄膜和片材上具有最佳可靠性。

测试原理

埃莱门多夫型试验机基于能量守恒与转换原理，采用经典的埃尔门多夫撕裂法进行测试。其核心原理描述如下：

将摆体提升一定高度，使其具备一定的势能；当摆体自由下摆时，利用其自身贮存的能量将试样撕裂；由PLC控制系统计算出撕裂试样时消耗的能量，从而得到撕裂试样所需要的力。

具体而言，试验机的主要部件包括基架和摆锤，摆锤在摩擦力很小的轴承上支撑着，使其能围绕水平轴自由摆动。将规定尺寸的试样夹持在摆锤与固定夹具之间，并预先切一规定长度的切口。释放摆锤后，其下摆产生的动能作用于试样，将切口继续撕裂扩展至规定距离。工作结束时，摆锤的剩余能量对应于刻度盘上的读数，直接指示撕裂试样所做的功。

塑料薄膜与薄片的测试原理为：在规定负荷条件下，在薄而软的塑料片材或薄膜的试样上切出一规定的切口，测定使切口撕裂扩展至规定距离所需力的方法。试样的厚度上限取决于与试验机量程相关的材料撕裂力。

纸张与纸板的测试原理为：具有规定预切口的一叠试样（通常4层），用一垂直于试样面的移动平面摆施加撕力，使纸撕开一个固定距离，用摆的势能损失来测量在撕裂试样的过程中所做的功。若起始切口是纵向的，则所测结果是纵向撕裂度；若起始切口是横向的，则所测结果是横向撕裂度。

织物的测试原理为：使用落锤（埃尔门多夫型）装置测定从织物切口开始传播单撕裂所需的力。

测试标准

埃莱门多夫型试验机的设计与测试方法严格遵循以下国内外标准：

中国国家标准（GB）

GB/T 16578.2-2009《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的测定 第2部分：埃莱门多夫（Elmendor）法》：本标准于2009年6月15日发布，2010年2月1日实施，代替GB/T 11999-1989，由中国石油和化学工业联合会提出，全国塑料标准化技术委员会归口。标准规定了在规定负荷条件下，在薄而软的塑料片材或薄膜的试样上切出一规定的切口，测定使切口撕裂扩展至规定距离所需力的方法。本方法适用于柔软的聚氯乙烯（PVC）和聚烯烃薄膜等材料。标准采标情况为等同采用ISO 6383-2:1983国际标准。

GB/T 455-2002《纸和纸板撕裂度的测定》：本标准是对GB/T 455.1-1989和GB/T 455.2-1989的修订，于2002年7月22日发布，2003年2月1日实施，由中国轻工业联合会提出，全国造纸工业标准化技术委员会归口。标准等效采用ISO 1974:1990《纸张—撕裂度的测定（爱利门道夫法）》，适用于撕裂度在仪器范围内的低定量纸板，不适用于瓦楞纸板。

GB/T 450-2002《纸和纸板试样的采取》和GB/T 10739-2002《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件》作为规范性引用文件被采用。

国际标准（ISO）

ISO 1974:2012《纸 撕裂度的测定 埃尔门多夫法》：本标准规定了一种测定纸（面外）撕裂强度的方法，如果抗撕裂性在设备范围内，也可用于低重量板。施加维持由试样中的初始切割引发的撕裂所需的每张纸的平均力。如果第一次切割是纵向的，则结果是纵向的抗撕裂性；如果第一次切割是在对角线方向，则结果以对角线方向的抗撕裂性给出。撕裂强度以毫牛顿（mN）表示。

ISO 6383-2:1983《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的测定 第2部分：埃莱门多夫法》：本标准规定了用埃莱门多夫法测定塑料薄膜和薄片的耐撕裂性，适用于测试由软聚氯乙烯、聚烯烃、聚酯、复合薄膜和薄片等材料的成品和半成品切取的试样。耐撕裂力定义为用规定的方法撕裂试样所需的力，单位为牛顿（N）。

美国标准（ASTM）

ASTM D1922-23《用摆锤法测定塑料薄膜和薄板抗扩展撕裂性的标准试验方法》：本标准涵盖了使用Elmendorf型撕裂测试仪测定撕裂开始后通过指定长度的塑料薄膜或非刚性片材传播撕裂的平均力。引用了两个试样类型：矩形试样和恒定半径试验长度试样，后者应为样本或裁判样本。该方法已被广泛用作包装应用中使用的塑料薄膜和薄板的抗撕裂性指标之一。注：薄膜被任意定义为标称厚度不大于0.25毫米的片材。

ASTM D1424-21《用落摆（埃尔门多夫型）装置测定织物撕裂强度的标准试验方法》：本标准于2021年7月1日发布，涵盖使用落锤（Elmendorf型）装置测定从织物切口开始传播单撕裂所需的力。本试验方法适用于大多数织物，包括机织物、分层毯子、绒毛、毯子和安全气囊织物，前提是织物在试验过程中不会沿与施力方向交叉的方向撕裂。在贸易中，这种试验方法用于织物商业装运的验收试验。

ASTM D689-17《纸张内撕裂强度的标准试验方法》：涉及纸张内部抗撕裂性的测定。

医药行业标准（YY/T）

YY/T 0698.2-2022《最终灭菌医疗器械包装材料 第2部分：灭菌包裹材料 要求和试验方法》：本部分适用于最终灭菌医疗器械包装材料中灭菌包裹材料，要求对其进行撕裂强度的检测，包括纺织材料干态和湿态撕破强力。

YY/T 0698.10-2009《最终灭菌医疗器械包装材料 第10部分：可密封组合袋、卷材和盖材生产用涂胶聚烯烃非织造布材料 要求和试验方法》：本部分涉及撕裂力的检测，采用摆锤式撕裂度仪进行测试。

国际行业标准（TAPPI）

TAPPI T414 om-12《纸张内部抗撕裂性（埃尔门多夫型法）》：本标准测量使用埃尔门多夫型撕裂测试仪在撕裂开始后撕裂多层纸穿过指定距离所需的垂直于纸平面的力，测量结果可用于计算单张纸的近似撕裂强度。工作是通过埃莱门多夫型撕裂测试仪的摆锤将多层试样一起撕裂一个固定距离，以摆锤势能的损失来测量撕裂所做的功。

仪器特征

埃莱门多夫型试验机普遍具备以下技术特征：

高精度测控系统：采用PLC（可编程逻辑控制器）工业控制系统，配合高精度传感器与电子测量单元，自动化电子式测量确保测试的稳定性和准确性，测试精度优于0.5%，测试误差控制在±0.2%以内。

智能化操作平台：配备7英寸HMI人机界面触摸屏，操作直观、简便。具备数字水平调整辅助功能，可确保仪器始终处于最佳的测试状态。用户可通过触摸屏选择测试模式与摆锤容量，输入样品编号及测试组数。

自动化辅助装置：配备气动夹持系统与摆锤自动释放装置，有效避免了因人为因素引起的系统误差。当试样被夹持在夹具中后，可通过释放机构无任何震动地释放摆锤。

多容量摆锤可选：提供200gf、400gf、800gf、1600gf、3200gf、6400gf等多种规格的摆锤，用户可根据材料特性与检测标准选配其一。可附加增重摆锤以增加摆锤撕裂力的容量。

数据统计与输出：系统具备数据自动统计与存储功能，内置微型打印机，方便快捷输出测试结果。

精密测量机构：摆锤绕滚珠轴承或其他基本无摩擦的轴承作自由摆动。可动夹具与固定夹具准确对齐，每个夹具具有规定的夹持面尺寸。指针和刻度盘上带有圆弧形刻度盘，其刻度值从摆锤容量的0~100%，以便由指针读数计算出撕裂试样所需的平均力，精确度在1%以内。

规格参数

埃莱门多夫型试验机的典型技术参数如下：

注：对于塑料薄膜，被测材料的标称厚度不大于0.25mm（0.010英寸）。

使用方法

埃莱门多夫型试验机的使用应遵循标准化操作流程：

测试前准备：将仪器置于水平、稳固的工作台面上。检查摆锤、夹具及试样切口刀是否完好。接通电源并进行预热，使系统稳定。

水平调节：观察仪器底座的水平泡，调节地脚螺丝使仪器处于水平状态。当摆锤静止时，观察摆上的标记应与底板上的标记重合；若不重合，通过底座调节螺丝进行调整。

参数设置与摆锤选择：在触摸屏上选择对应的测试模式与摆锤容量，输入样品编号及测试组数。摆锤容量的选择应根据试样撕裂力的大小确定，确保读数在满量程的20%~80%范围内。

试样制备：按规定尺寸裁剪试样。对于塑料薄膜，采用恒定半径试样（仲裁试样）或矩形试样。对于纸张，通常采用4层试样叠放。使用标准切口刀在试样中心位置预切规定长度的切口（20±0.5mm），该切口应光滑无刻痕。

夹持试样：开启气动夹具，将试样平展地放置在夹钳内，确保上下夹口夹紧均匀。两夹具应准确对齐，当夹具在起始位置时，两夹具应相隔2.8±0.3mm的距离。在测试高延展性材料时需特别小心，因为这些材料的可变伸长率和倾斜撕裂效应可能导致测试结果的重复性较差。

执行测试：按下“测试”键，摆锤自动释放。仪器实时采集数据并计算撕裂力。

结果记录：测试完成后，数据自动存储，可通过内置打印机输出测试报告。

维护保养

日常清洁：每次测试后，应清理摆锤、轴承及夹具上的灰尘与碎屑，保持仪器清洁。

润滑维护：定期在摆锤的转动轴承处加注仪表油或钟表油，确保轴承转动灵活，保持基本无摩擦状态。

防尘管理：非试验时间，需用防尘布覆盖整个仪器，避免落尘影响精度。

刀具检查：定期检查切口刀是否锋利，确保切口尺寸准确、边缘光滑无刻痕。

定期检查：使用标准砝码进行期间核查，确保力值测量的准确性。

校准方法与周期

环境要求：校准验证需在温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的标准环境下进行。

水平校准：摆锤静止时，观察摆上的标记应与底板上的标记重合；若不重合，通过底座调节螺丝进行调整。

摆锤平衡检查：检查摆锤的重心位置，确保空摆时指针归零。

摩擦检查：空摆状态下，记录摆锤的摆动次数，以判断轴承摩擦是否在允许范围内。

校准周期：建议校准周期为12个月。期间核查可使用标准撕裂试样或标准砝码进行快速验证。

常见故障与排除方法

故障一：摆锤回零不准或指针漂移。

• 排除：检查轴承是否缺油或污损，应加注钟表油清洗轴承；检查指针紧固螺丝是否松动。

故障二：夹持试样时滑脱。

• 排除：检查气动夹具气压是否充足；清洁并打磨夹持面，更换老化密封圈。确保两夹具准确对齐且夹紧均匀。

故障三：测试结果重复性差。

• 排除：检查刀具是否锋利，确保试样切口光滑无刻痕；检查摆锤是否处于自由悬挂状态。对于塑料薄膜，应注意变化的伸长和倾斜撕裂可能导致高延展性材料的试验重复性很差。

故障四：触摸屏失灵或系统无法启动。

• 排除：检查电源电压是否稳定，检查内部保险管是否熔断，需联系厂家技术支持。

故障五：撕裂过程中试样沿倾斜方向撕裂。

• 排除：这种倾斜定向撕裂常见于某些高定向材料。当发生此情况时，检查试样的取向是否与撕裂方向一致，考虑使用恒定半径试样（仲裁试样）替代矩形试样以提高重复性。

故障六：测试结果超出仪器量程或低于满量程20%。

• 排除：检查所选的摆锤容量是否合适。当撕裂力较低时，允许取两层或两层以上的多层试样；当读数可能低于满量程20%时，必须使用单层试样和容量较低的摆锤。

重要提示：以上内容基于通用技术规范和行业标准。在实际应用中，应严格遵守GB/T 16578.2-2009、GB/T 455-2002、ASTM D1922、ASTM D1424、ISO 6383-2、ISO 1974、YY/T 0698系列标准及TAPPI T414等相关标准的版本规定，并根据样品的实际特性选择合适的摆锤容量，避免超量程使用损坏传感器。对于高延展性材料，应特别注意其测试结果的可重复性可能较差，需进行充分的方法验证