一种产品局部密封外表面气密性检测方法转让专利

申请号 : CN201711056985.X

文献号 : CN107907273B

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发明人 : 胡延臣张之明崔志军庞丹王皓徐鸿羽陈永恒李松成郑华波

申请人 : 辽沈工业集团有限公司中国人民解放军驻七二四厂军代表室

摘要 :

一种产品局部密封外表面气密性检测方法,属于气密性检测技术领域。本方法操作的对象包括联接腔、真空腔、密封腔、真空泵;工作时密封腔与联接腔一起安装在产品检测部位,密封腔处于联接腔内部,由真空泵提供真空环境,真空腔分别连接联接腔和密封腔并在连接处设置真空阀门用以为联接腔和密封腔提供工作环境,真空腔、密封腔、联接腔分别安置真空计,通过测量密封腔、联接腔内的真空压力及其随时间变化的情况,计算并检验产品局部密封异形外表面处的气密性。该方法适用于难以进行全封闭气密性检测情况下针对具有一定容腔体积的产品进行局部的气密性检验,检测效率高、便于操作,可实现产品局部密封及条件简陋情况下进行便携式、快速的气密性检测。

权利要求 :

1.一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:本方法操作的对象包括联接腔、真空腔、密封腔、真空泵,联接腔用于联接产品检测部位并与产品检测部位共同构建密闭的被测空间,真空腔用于营造气密性检测过程所需的真空环境,密封腔用于检测联接腔的密封效果,真空泵用于工作时为联接腔、真空腔、密封腔提供真空环境;真空泵通过真空管与真空腔连接,真空腔通过真空管分别与密封腔、联接腔连接;在真空泵与真空腔、真空腔与密封腔、真空腔与联接腔的连接处分别通过设置真空阀门控制管路通断以便为联接腔和密封腔提供工作环境;密封腔固连并套接联接腔;工作时,密封腔与联接腔一起安装在产品检测部位,与产品检测部位共同构成两个套接的封闭腔体,通过在密封腔、联接腔与产品检测部位放置密封胶圈确保接口处的密封性;真空腔、密封腔、联接腔分别设置真空计,通过测量真空腔、密封腔、联接腔的真空压力及其随时间变化的情况,计算并检验产品局部密封的气密性;

具体包括以下步骤:

步骤1:检测执行本方法的仪器是否处于工作状态,即真空计信号是否正常、真空阀门和真空泵工作是否正常;

步骤2:在产品检测部位安装密封腔与联接腔并确保接口处的密封性,打开真空泵与真空腔之间联通管路的阀门对真空腔抽真空,观测真空腔的真空计,当测得真空腔满足工作要求的真空度后关闭该阀门及真空泵;

步骤3:打开真空腔与密封腔之间的真空阀门使真空腔与密封腔贯通,密封腔内气体压力瞬间与真空腔内压力达到平衡,然后关断真空腔与密封腔之间的真空阀门,通过读取与密封腔相连的真空计读数观测密封腔内真空压力是否变化,如果密封腔内真空压力变化明显则说明密封腔工作状态异常,拆下密封腔与联接腔返回步骤2;

步骤4:打开真空腔与联接腔之间的真空阀门使真空腔与联接腔贯通,联接腔内气体压力与真空腔内压力瞬间平衡,通过测量此时联接腔真空压力与其理论值是否一致判断联接腔内是否形成了工作所需真空环境,如果判断结果为未形成工作所需真空环境,则拆下密封腔与联接腔,返回步骤2;

步骤5:关断真空腔与联接腔之间的真空阀门,通过读取与联接腔相连的真空计读数观测联接腔内真空压力是否变化过快,如果联接腔中的真空压力变化过快则说明产品检测部位泄漏严重或者联接腔工作异常,拆下密封腔与联接腔返回步骤2后再次执行本过程,如果联接腔中的真空度下降仍然过快则说明产品检测部位泄漏严重,结束检测过程;

步骤6:联接腔、密封腔保持真空状态并静置一段时间T测,通过读取与两腔相连的真空计读数监测这期间联接腔、密封腔的真空压力变化情况,并根据两腔的真空压力变化情况判断产品检测部位的密封的气密性及密封质量;

步骤7:将联结腔、密封腔卸压拆下,结束检测过程。

2.根据权利要求1所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:所述密封腔固连并套接联接腔,两者同一端为开放端,开放端为与产品检测部位外表面完全贴合;

进行产品局部气密性检测工作时,密封腔、联接腔共同的开放端与产品检测部位外表面结合并密封;联接腔完全覆盖产品检测部位并与产品检测部位形成检测空间,密封腔与产品检测部位外沿结合所形成的空间包裹联接腔用以检测联接腔与产品检测部位贴合形成检测空间的密封性。

3.根据权利要求2所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:所述密封腔、联接腔根据产品的型号不同,其规格、形状需要根据产品检测部位形状定制,保证密封腔、联接腔开放端形状与产品检测部位完全捏合;密封腔、联接腔与真空腔的连接是可拆卸的,便于根据不同产品规格采用专用的密封腔和联接腔;进一步的,根据工程需要设计密封腔、联接腔结构,并实现密封腔、联接腔与真空腔的快速连接。

4.根据权利要求1所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:所述工作环境通过下述过程营造:首先预设真空腔中真空度的极限值,然后通过启停真空泵和开断真空腔与真空泵之间的真空阀门保持真空腔中的真空度在真空腔的极限值之间,即保持真空腔的真空压力为P真、前;密封腔和联接腔的真空环境是通过通断真空室与密封腔、联接腔之间的真空阀门实现真空室分别与密封腔、联接腔中真空状态的瞬间平衡完成的,根据工作状态时密封腔和联接腔中所需的真空度要求设计真空腔与密封腔、联接腔空间的比例关系。

5.根据权利要求1所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:由于密封腔安置在产品检测部位并不能保证完全无侧漏,会对气密性检测结果有影响,为抵消该影响,需要根据步骤3所述“如果密封腔内真空压力变化明显则说明密封腔工作状态异常”校验密封腔密封性能,校验过程如下:步骤3.1:测量真空腔的真空压力P真、前,测量联接腔的真空压力P联、前和密封腔的真空压力P密、前,二者都等于此时的大气压P0,真空腔、联接腔和密封腔的容积分别为Q真、Q联、Q密;

步骤3.2:根据下式计算打开真空阀门后稳定状态下密封腔中真空压力的理论值P密、理为打开真空腔与密封腔之间的真空阀门,使密封腔瞬间达到与真空腔平衡的真空度并保持稳定,测量此时密封腔真空压力测得值P密、测,如果P密、测与P密、理相等则认为密封腔密封性好,满足工作要求;否则认为密封腔安装不正确,返回步骤2调整密封腔重新安装;

步骤3.3:密封腔保压一段时间T密后密封腔内真空度不再变化,测得密封腔真空压力P密、后,此时泄漏进密封腔中的气体在大气压P0下的体积Q密、后为根据此时测得的联接腔中的真空压力P联、测,通过下式计算由联接腔泄漏到密封腔的气体在大气压P0下的体积Q密,联:此时由联接腔向密封腔泄漏的泄漏率Vt通过下式计算:

此时由联接腔与密封腔的压差造成的由联接腔向密封腔泄漏的压差泄漏率Vtp通过下式计算:

该压差泄漏率Vtp可作为联接腔与密封腔之间在已有装配关系下的压差泄漏率,在工作状态下的很小的数值空间范围内该压差泄漏率可认为恒定不变,如果将保压时间取积分时可观测到密封腔保压时间内联接腔与密封腔压差泄漏率的变化情况,如果变化太大且该变化无法被忽略,则说明密封腔密封性不能满足工作要求,其安装不正确,需返回步骤2重新安装密封腔。

6.根据权利要求5所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:步骤

3.2中判断P密、测与P密、理是否相等,需要根据气密性检测精度预先设定数值变动范围,当P密、测与P密、理之间的差值小于该设定值则认为两者相等,否则认为两者不相等;步骤3.3中密封腔需保压一段时间T密,该保压时间的长短需根据产品检测要求事先给定,不同规格的产品及不同的质量要求都会采用不同的保压时间;步骤3.3中所观测到的压差泄漏率的变化情况,也需要根据产品检测要求事先给定一变动区间,当压差泄漏率的变化的极限差值大于该给定变动区间则认为变化太大,否则认为压差泄漏率恒定。

7.根据权利要求1所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:步骤4所述测量此时联接腔真空压力与其理论值是否一致是判断此时联接腔实测真空压力P联、测与理论真空压力P联、理之间的差值是否小于规定值,该规定值需根据工作情况事先设定;P联、理通过下述公式计算:其中,Q真为真空腔容积,Q联为联接腔的容积,P真、前为测得的联接腔抽真空前真空腔的真空压力,P联、测为测得的联接腔抽真空前联接腔的真空压力。

8.根据权利要求1所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:步骤5所述联接腔中的真空压力变化过快是将联接腔中的真空压力变化速率与事先设定值进行对比,如果真空压力变化速率大于该值则认为变化过快,该设定值根据工作情况事先设定。

9.根据权利要求1-8任一所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:

步骤6所述T测时间长短根据工作实际预先设定确定。

10.根据权利要求5所述一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:步骤6所述通过读取与两腔相连的真空计读数监测这期间联接腔、密封腔的真空压力变化情况,并根据两腔的真空压力变化情况判断产品检测部位的密封的气密性及密封质量,具体过程如下:根据步骤5读取的联接腔中真空状态稳定时真空度压力值P联、稳、静置T测时间后联接腔中测得的真空压力P联、后,计算泄漏到联接腔中的气体在大气压P0下的体积Q联、测为其中,Q联为联接腔的容积;

根据联接腔与密封腔间泄漏的压差泄漏率Vtp及静置T测时间后密封腔内真空压力P密、后计算静置过程中由密封腔向联接腔泄漏的气体在大气压力P0下的体积Q密向联为Q密向联=(P联、稳-P密、后)·Vtp·T测,如果计算结果Q密向联<0m3,则说明气体由联接腔向密封腔泄漏;

静置过程中由产品检测部位泄漏到联接腔中的气体在大气压P0下的气体体积Q产品为Q产品=Q联、测-Q密向联;

气体泄漏率V产品为

根据工作状况事前人为确定气密性检测标准,由上述计算结果Q产品及V产品与气密性检测标准对比进行产品气密性合格与否以及密封质量的判断。

说明书 :

一种产品局部密封外表面气密性检测方法

技术领域

[0001] 本发明属于气密性检测技术领域,特别是涉及一种产品局部密封外表面气密性检测方法,用于产品局部密封异型表面的气密性进行便携式、快速检测。

背景技术

[0002] 产品成品储存过程中,产品外包装的密封性能直接影响产品长期存储的可靠性。为防止产品由于外包装漏气而失效的情况发生,产品完整性(气密性)检测在生产中得到广泛应用。但由于技术条件的限制,当前针对全密封式产品完整性检测多采用全包围式检测设备对产品气密性进行检测,或者只进行半成品包装的气密封性检测,还无法针对具有一定体积的产品进行成品的气密性检验。由于没有方法进行检测,相当数量的产品在其生产工艺上往往遗漏部分检测内容,这必然引入一定的质量风险,影响产品存储的可靠性。因此,开发一种产品局部密封外表面气密性检测方法将是产品完整性(气密性)检验考虑的重要问题。针对产品外表面进行快速、便携式的气密性检验适于采用负压法,但如何针对具有一定体积的产品外表面进行气密性检验是行业内期待解决的关键技术问题。首先,针对具有一定体积的产品表面进行气密性检测就难于采用全密封式检测方法,必须采取针对产品局部表面检测的方式。然而,待检测产品品种繁杂,每种产品外表面形貌各异,甚至某些产品局部密封部位形状奇异。针对产品局部外表面进行气密性检测,检测仪器与产品表面接合的密实性也影响气密性检测的可靠性,这部分影响必须在气密性检测结果中有所体现。
再者,由于产品批量生产的情况,要求产品每次检验时间短暂。因此,开发怎样的检测方法保障产品气密性检测易于实现、检测快速、结论准确等都具有一定的挑战性。目前,国内外还未发现一种充分考虑测量方法本身气体泄漏且适合产品成品异型表面气密性检测方法。

发明内容

[0003] 本发明的目的是解决上述问题,提出一种产品局部密封外表面气密性检测方法,用于产品局部密封异型表面气密性检测。
[0004] 本发明目的是通过下述技术方案实现的。
[0005] 一种产品局部密封外表面气密性检测方法,其特征在于:本方法操作的对象包括联接腔、真空腔、密封腔、真空泵,联接腔用于联接产品待测部位并与待测部位共同构建密闭的被测空间,真空腔用于营造气密性检测过程所需的真空环境,密封腔用于检测联接腔的密封效果,真空泵用于工作时为联接腔、真空腔、密封腔提供真空环境;真空泵通过真空管与真空腔连接,真空腔通过真空管分别与密封腔、联接腔连接;在真空泵与真空腔、真空腔与密封腔、真空腔与联接腔的连接处分别通过设置真空阀门控制管路通断以便为联接腔和密封腔提供工作环境;密封腔固连并套接联接腔;工作时,密封腔与联接腔一起安装在产品检测部位,与待检测部位共同构成两个套接的封闭腔体,通过在密封腔、联接腔与产品检测部位放置密封胶圈确保接口处的密封性;真空腔、密封腔、联接腔分别设置真空计,通过测量真空腔、密封腔、联接腔的真空压力及其随时间变化的情况,计算并检验产品局部密封的气密性;
[0006] 具体包括以下步骤:
[0007] 步骤1:检测执行本方法的仪器是否处于工作状态,即真空计信号是否正常、真空阀门和真空泵工作是否正常;
[0008] 步骤2:在产品检测部位安装密封腔与联接腔并确保接口处的密封性,打开真空泵与真空腔之间联通管路的阀门对真空腔抽真空,观测真空腔的真空计,当测得真空腔满足工作要求的真空度后关闭该阀门及真空泵;
[0009] 步骤3:打开真空腔与密封腔之间的真空阀门使真空腔与密封腔贯通,密封腔内气体压力瞬间与真空腔内压力达到平衡,然后关断真空腔与密封腔之间的真空阀门,通过读取与密封腔相连的真空计读数观测密封腔内真空压力是否变化,如果密封腔内真空压力变化明显则说明密封腔工作状态异常,拆下密封腔与联接腔返回步骤2;
[0010] 步骤4:打开真空腔与联接腔之间的真空阀门使真空腔与联接腔贯通,联接腔内气体压力与真空腔内压力瞬间平衡,通过测量此时联接腔真空压力与其理论值是否一致判断联接腔内是否形成了工作所需真空环境,如果判断结果为未形成工作所需真空环境,则拆下密封腔与联接腔,返回步骤2;
[0011] 步骤5:关断真空腔与联接腔之间的真空阀门,通过读取与联接腔相连的真空计读数观测联接腔内真空压力是否变化过快,如果联接腔中的真空压力变化过快则说明产品检测部位泄漏严重或者联接腔工作异常,拆下密封腔与联接腔返回步骤2后再次执行本过程,如果联接腔中的真空度下降仍然过快则说明产品检测部位泄漏严重,结束检测过程;
[0012] 步骤6:联接腔、密封腔保持真空状态并静置一段时间T测,通过读取与两腔相连的真空计读数监测这期间联接腔、密封腔的真空压力变化情况,并根据两腔的真空压力变化情况判断产品带检测部位的密封的气密性及密封质量;
[0013] 步骤7:将联结腔、密封腔卸压拆下,结束检测过程。
[0014] 作为优选,所述密封腔固连并套接联接腔,两者同一端为开放端,开放端为与产品检测部位外表面完全贴合;进行产品局部气密性检测工作时,密封腔、联接腔共同的开放端与产品检测部位外表面结合并密封;联接腔完全覆盖检测部位并与产品检测部位形成检测空间,密封腔与产品检测部位外沿结合所形成的空间包裹联接腔用以检测联接腔与产品检测部位贴合形成检测空间的密封性。
[0015] 作为优选,所述密封腔、联接腔根据产品的型号不同,其规格、形状需要根据产品检测部位形状定制,保证密封腔、联接腔开放端形状与待检测部位完全捏合;密封腔、联接腔与真空腔的连接是可拆卸的,便于根据不同产品规格采用专用的密封腔和联接腔;进一步的,根据工程需要设计密封腔、联接腔结构,并实现密封腔、联接腔与真空腔的快速连接。
[0016] 作为优选,所述工作环境通过下述过程营造:首先预设真空腔中真空度的极限值,然后通过启停真空泵和开断真空腔与真空泵之间的真空阀门保持真空腔中的真空度在真空腔的极限值之间,即保持真空腔的真空压力为P真、前;密封腔和联接腔的真空环境是通过通断真空室与密封腔、联接腔之间的真空阀门实现真空室分别与密封腔、联接腔中真空状态的瞬间平衡完成的,根据工作状态时密封腔和联接腔中所需的真空度要求设计真空腔与密封腔、联接腔空间的比例关系。
[0017] 作为优选,由于密封腔安置在产品检测部位并不能保证完全无侧漏,会对气密性检测结果有影响,为抵消该影响,需要根据步骤3所述校验密封腔密封性能,校验过程如下:
[0018] 步骤3.1:测量真空腔的真空压力P真、前,测量联接腔的真空压力P联、前和密封腔的真空压力P密、前,二者都等于此时的大气压P0,真空腔、联接腔和密封腔的容积分别为Q真、Q联、Q密;
[0019] 步骤3.2:根据下式计算打开真空阀门后稳定状态下密封腔中真空压力的理论值P密、理为
[0020]
[0021] 打开真空腔与密封腔之间的真空阀门,使密封腔瞬间达到与真空腔平衡的真空度并保持稳定,测量此时密封腔真空压力测得值P密、测,如果P密、测与P密、理相等则认为密封腔密封性好,满足工作要求;否则认为密封腔安装不正确,返回步骤2调整密封腔重新安装;
[0022] 步骤3.3:密封腔保压一段时间T密后密封腔内真空度不再变化,测得密封腔真空压力P密、后,此时泄漏进密封腔中的气体在大气压P0下的体积Q密、后为
[0023]
[0024] 根据此时测得的联接腔中的真空压力P联、测,通过下式计算由联接腔泄漏到密封腔的气体在大气压P0下的体积Q密,联:
[0025]
[0026] 此时由联接腔向密封腔泄漏的泄漏率Vt通过下式计算:
[0027]
[0028] 此时由联接腔与密封腔的压差造成的由联接腔向密封腔泄漏的压差泄漏率Vtp通过下式计算:
[0029]
[0030] 该压差泄漏率Vtp可作为联接腔与密封腔之间在已有装配关系下的压差泄漏率,在工作状态下的很小的数值空间范围内该压差泄漏率可认为恒定不变,如果将保压时间取积分时可观测到密封腔保压时间内联接腔与密封腔压差泄漏率的变化情况,如果变化太大且该变化无法被忽略,则说明密封腔密封性不能满足工作要求,其安装不正确,需返回步骤2重新安装密封腔。
[0031] 作为优选,步骤3.2中判断P密、测与P密、理是否相等,需要根据气密性检测精度预先设定数值变动范围,当P密、测与P密、理之间的差值小于该设定值则认为两者相等,否则认为两者不相等;步骤3.3中密封腔需保压一段时间T密,该保压时间的长短需根据产品检测要求事先给定,不同规格的产品及不同的质量要求都会采用不同的保压时间;步骤3.3中所观测到的压差泄漏率的变化情况,也需要根据产品检测要求事先给定一变动区间,当压差泄漏率的变化的极限差值大于该给定变动区间则认为变化太大,否则认为压差泄漏率恒定。
[0032] 作为优选,步骤4所述测量此时联接腔真空压力与其理论值是否一致是判断此时联接腔实测真空压力P联、测与理论真空压力P联、理之间的差值是否小于规定值,该规定值需根据工作情况事先设定;P联、理通过下述公式计算:
[0033]
[0034] 其中,Q真为真空腔容积,Q联为联接腔的容积,P真、前为测得的联接腔抽真空前真空腔的真空压力,P联、测为测得的联接腔抽真空前联接腔的真空压力。
[0035] 作为优选,步骤5所述联接腔中的真空压力变化过快是将联接腔中的真空压力变化速率与事先设定值进行对比,如果真空压力变化速率大于该值则认为变化过快,该设定值根据工作情况事先设定。
[0036] 作为优选,步骤6所述T测时间长短根据工作实际预先设定确定。
[0037] 作为优选,步骤6所述通过读取与两腔相连的真空计读数监测这期间联接腔、密封腔的真空压力变化情况,并根据两腔的真空压力变化情况判断产品带检测部位的密封的气密性及密封质量,具体过程如下:
[0038] 根据步骤5读取的联接腔中真空状态稳定时真空度压力值P联、稳、静置T测时间后联接腔中测得的真空压力P联、后,计算泄漏到联接腔中的气体在大气压P0下的体积Q联、测为[0039]
[0040] 其中,Q联为联接腔的容积;
[0041] 根据联接腔与密封腔间泄漏的压差泄漏率Vtp及静置T测时间后密封腔内真空压力P密、后计算静置过程中由密封腔向联接腔泄漏的气体在大气压力P0下的体积Q密向联为[0042] Q密向联=(P密、后-P联、稳)·Vtp·T测,
[0043] 如果计算结果Q密向联<0m3,则说明气体由联接腔向密封腔泄漏;
[0044] 静置过程中由产品检测部位泄漏到联接腔中的气体在大气压P0下的气体体积Q产品为
[0045] Q产品=Q联、测-Q密向联;
[0046] 气体泄漏率V产品为
[0047]
[0048] 根据工作状况事前人为确定气密性检测标准,由上述计算结果Q产品及V产品与气密性检测标准对比进行产品气密性合格与否以及密封质量的判断。
[0049] 有益效果
[0050] 对比现有技术,本发明的产品局部密封外表面气密性检测方法能够进行各种检测工况下的产品完整性(气密性)检测,从所获特性可知该方法特别适用于具有一定体积的完整产品局部异型表面的气密性检测,检验结果准确且可信、检验方法快速、易于实现且适于各种检测环境。

附图说明

[0051] 图1为本发明的基本原理示意图。
[0052] 图2为图1中联接腔内真空压力在检测过程中的变化趋势示意图。
[0053] 图3为图1方法中气密性检验流程。
[0054] 图4为图1方法中密封腔校验与密封腔、联接腔之间压差泄漏率计算流程。
[0055] 附图标记:A-准备阶段,B-抽真空阶段,C-真空稳定阶段,D-真空保持阶段,E-破真空阶段。

具体实施方式

[0056] 下面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
[0057] 实施例1:
[0058] 如图1所示,本发明方法操作的对象包括联接腔、真空腔、密封腔、真空泵,联接腔用于联接产品待测部位并与待测部位共同构建密闭的被测空间,真空腔用于营造气密性检测过程所需的真空环境,密封腔用于检测联接腔的密封效果,真空泵用于工作时为联接腔、真空腔、密封腔提供真空环境;真空泵通过真空管与真空腔连接,真空腔通过真空管分别与密封腔、联接腔连接;在真空泵与真空腔、真空腔与密封腔、真空腔与联接腔的连接处分别通过设置真空阀门控制管路通断以便为联接腔和密封腔提供工作环境;密封腔固连并套接联接腔;工作时,密封腔与联接腔一起安装在产品检测部位,与待检测部位共同构成两个套接的封闭腔体,通过在密封腔、联接腔与产品检测部位放置密封胶圈确保接口处的密封性;真空腔、密封腔、联接腔分别设置真空计,通过测量真空腔、密封腔、联接腔的真空压力及其随时间变化的情况,计算并检验产品局部密封的气密性。
[0059] 所述工作环境通过下述过程营造:首先预设真空腔中真空度的极限值,然后通过启停真空泵和开断真空腔与真空泵之间的真空阀门保持真空腔中的真空度在真空腔的极限值之间,即保持真空腔的真空压力为P真、前;密封腔和联接腔的真空环境是通过通断真空室与密封腔、联接腔之间的真空阀门实现真空室分别与密封腔、联接腔中真空状态的瞬间平衡完成的,根据工作状态时密封腔和联接腔中所需的真空度要求设计真空腔与密封腔、联接腔空间的比例关系。
[0060] 本实施例中联接腔、密封腔、真空腔都采用A3钢制成,真空腔为具有一定空间的封闭结构,联接腔、密封腔为具有一定空间的同一端开口的盒状结构,开口端边缘形状与待检测部位完全捏合,检测时,联接腔完全覆盖检测部位并与产品检测部位形成检测空间,密封腔与产品检测部位外沿结合所形成的空间包裹联接腔用以检测联接腔与产品检测部位贴合形成的检测空间;作为优选,二者与真空腔的连接采用可拆卸模式,便于根据不同产品规格采用专用的密封腔和联接腔。当然,本例中联接腔、密封腔采用盒装结构,实际检测过程中,不限于此,可以根据工程需要设计密封腔、联接腔结构并实现密封腔、联接腔与真空腔的快速连接。本例中,真空腔的容积为Q真=0.01m3,密封腔与产品检测部位形成封闭空间容3 3
积为Q密=0.002m ,联接腔与产品检测部位形成封闭空间容积为Q联=0.002m 。真空计皆选用CTR100N型薄膜真空计,真空阀门皆选用美国耐莱斯616G-P-11-2240TT型电控真空阀门,真空泵选用德国莱宝D16C型真空泵。
[0061] 如图2所示,在执行本方法进行产品局部密封气密性检测时,联接腔中的真空压力经历了五个阶段,包括准备阶段A、抽真空阶段B、真空稳定阶段C、真空保持阶段D、破真空阶段E。如图3,依据这五个阶段的特点,本方法执行的步骤如下:
[0062] 步骤1:检测执行本方法的仪器是否处于工作状态,包括检测3个真空计信号是否正常,3个真空阀门是否处于通电并关断状态,真空泵工作是否正常,开启真空泵与真空腔之间的真空阀门将真空腔抽真空,待真空腔中的真空压力降至0.01MPa时关断该真空阀门。
[0063] 步骤2:将密封腔与联接腔安装在产品检测部位,密封腔、联接腔与产品检测部位外表面完全贴合并使联接腔完全罩住检测部位;打开真空泵与真空腔之间联通管路的阀门对真空腔抽真空,观测真空腔的真空计,当测得真空腔中的真空压力稳定后后关闭该阀门及真空泵;
[0064] 步骤3:打开真空腔与密封腔之间的真空阀门使真空腔与密封腔贯通,密封腔内气体压力瞬间与真空腔内压力达到平衡,然后关断真空腔与密封腔之间的真空阀门,通过读取与密封腔相连的真空计读数观测密封腔内真空压力是否变化,如果密封腔内真空压力变化明显则说明密封腔工作状态异常,拆下密封腔与联接腔返回步骤2;
[0065] 校验密封腔工作状态、计算密封腔与联接腔之间的压差泄漏率,如图4所示,步骤如下:
[0066] 步骤3.1:测得联接腔的真空压力P联、前和密封腔真空压力P密、前都为大气压P0,即0.1MPa;
[0067] 步骤3.2:打开真空腔与密封腔之间的真空阀门,使密封腔瞬间达到与真空腔平衡的真空度并保持稳定,测得的打开真空阀门前真空腔的真空压力P真、前=0.01MPa,计算稳定状态下密封腔中真空压力P密、理的理论值为
[0068]
[0069] 此时密封腔真空压力测得值P密、测=0.0254MPa,因(P密、测-P密、理)/P密、理=0.04<5%,所以密封腔工作正常,此时真空腔的真空压力P真、后=P密、测=0.0254MPa;如果P密、测高于0.02625Mpa,则可知密封腔工作不正常,需返回步骤2调整密封腔重新安装;
[0070] 众所周知,绝对的密封以及真空计测量的绝对精确是不可能的,因此密封腔的真空压力测量值与理论值不可能绝对相等,只能尽可能逼近,因此需要根据气密性检测精度预先设定数值变动范围,当P密、测与P密、理之间的差值小于该设定值则认为两者相等,否则认为两者不相等;本实施例中设定当P密、测与P密、理之间的差值低于P密、理的5%时,认为两者相等;当然,本领域技术人员知道,根据不同的应用场景可以设定不同的值。
[0071] 步骤3.3:关闭真空阀门,密封腔保压一段时间T密(5分钟)后密封腔内真空度不再变化,接着测得密封腔真空压力P密、后=0.0254MPa,此时泄漏进密封腔中的气体在大气压P0下的体积Q密、后为
[0072]
[0073] 根据此时测得的联接腔中的真空压力P联、测=0.1MPa,可计算出由联接腔泄漏到密封腔的气体在大气压P0下的体积Q密,联为
[0074]
[0075] 此时由联接腔向密封腔泄漏的泄漏率Vt为
[0076]
[0077] 此时联接腔与密封腔间压差造成的压差泄漏率Vtp为
[0078]
[0079] 本实施例中,保压时间T密设定为5分钟,本领域技术人员知道,实际被测产品千差万别,测量要求不尽相同,真空腔、联接腔、密封腔的容积以及真空泵的型号都有可能不同,因此T密也不限于5分钟,可以根据实际工况设定,只要能够在此观察期间将工装不满足要求的密封腔排查出来即可,即压差变化太大。
[0080] 本实施例中,根据观测计算得到的Vtp为0,实际测量过程中,此值不一定为0,也可能是一个很小的值,因此也需要根据产品检测要求事先给定一变动区间,当压差泄漏率的变化的极限差值大于该给定变动区间则认为变化太大,否则认为压差泄漏率恒定。
[0081] 步骤4:打开真空腔与联接腔之间的真空阀门使真空室与联接腔贯通,联接腔内气体压力与真空腔内压力瞬间平衡,通过测量此时联接腔真空压力与其理论值是否一致判断联接腔内是否形成了工作所需真空环境,如果判断结果为未形成工作所需真空环境,则拆下密封腔与联接腔,返回步骤2;
[0082] 打开真空腔与联接腔之间的真空阀门使联接腔抽真空至工作需求,联接腔抽真空至工作需求时的理论真空压力P联、理为
[0083]
[0084] 此时联接腔实测真空压力P联、测=0.026MPa,与理论真空压力P联、理之间的差值为0.0005MPa,该差值与理论真空压力P联、理比值为0.0294,小于5%,说明联接腔工作正常。
[0085] 步骤5:关断真空腔与联接腔之间的真空阀门,等待联接腔内真空状态至稳定状态,通过读取与联接腔相连的真空计读数观测联接腔内真空压力是否变化过快,如果联接腔中的真空压力变化过快则说明产品检测部位泄漏严重或者联接腔工作异常,拆下密封腔与联接腔返回步骤2后再次执行本过程,如果联接腔中的真空度下降仍然过快则说明产品检测部位泄漏严重,结束检测过程;
[0086] 本实施例中,这一过程中观测联接腔中的真空计所测真空压力值P联、稳=0.026MPa,因P联、稳-P联、测=0,所以联接腔工作状态正常。
[0087] 同上所述,绝对密封是不可能的,因此判断联接腔中的真空压力是否变化过快也应与事先设定值进行对比,高于该值才认为变化过快;否则,可以认为没有发生变化,联接腔工作正常。
[0088] 步骤6:联接腔、密封腔保持真空状态并静置一段时间T测(5分钟)后通过读取与两腔相连的真空计读数监测这期间联接腔、密封腔的真空压力变化情况,并根据两腔的真空压力变化情况判断产品带检测部位的密封的气密性及密封质量;
[0089] 本实施例中,联接腔中测得的真空压力P联、后=0.026MPa,计算泄漏到联接腔中的气体在大气压P0下的体积为
[0090]
[0091] 根据联接腔与密封腔间泄漏的压差泄漏率Vtp及密封腔内真空压力P密、后,静置过程中由密封腔向联接腔泄漏的气体在大气压力P0下的体积Q密向联为
[0092] Q密向联=(P密、后-P联、稳)·Vtp·T测=0m3;
[0093] 静置过程中,由产品内腔通过检测部位密封处泄漏到联接腔中的气体在大气压P0下的气体体积Q产品为
[0094] Q产品=Q联、测-Q密向联=0m3,
[0095] 气体泄漏率V产品为
[0096]
[0097] 因Q产品小于产品内腔体积的5%且气体泄漏率V产品为0m3/min,判定产品局部密封的气密性符合检测标准要求。
[0098] 本实施例中,保压时间T密设定为5分钟,同上所述,该值也应该根据实际工况设定。
[0099] 步骤7:将联接腔10、密封腔8卸压并拆下,结束此次检测,等待下次气密性测量。
[0100] 以上所述的具体描述,对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。