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检测技术作业——气密性检测技术分解

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现代气密性检测设备的广泛应用也将为保证产品质量、保 障生产安全、提高企业经济效益发挥越来越重要的作用。为了 提高泄漏检测效率,国内外一些研究机构分别提出了一些理论 和方法,如快速充气法、温度补偿方法、加装填充物减少被测 工件内容积等方法。这些检测效率改进措施在实际应用中得到 了验证和发展。随着计算机、电子、传感技术的飞速发展,泄 漏检测技术的发展将迎来新的发展契机。未来的气密性检测技 术将向高精度、高效率、智能化的方向进一步发展。
目录:
1..概述—气密性检测技术
2.气密性检测技术 2.1 常用气密性检测技术 2.2气密性检测技术国内外现状 2.3气密性检测效率改善方法 3.检测技术概述及总结
1.概述—气密性检测技术
气体泄漏的检测包括有毒气体的泄漏检 测、可燃气体的泄漏检测以及气密性检测。 前两者多半可以通过化学传感器的方法 来进行检测, 通常是在元件或系统使用过程中 进行检测。如果有合适的传感器, 其方法相对 简单,通常需要定量检测, 而且要求快速、大量 地在生产现场进行。
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漏孔大小的影响因素:
漏气率大小的决定因素有: 1)漏孔的几何尺寸 2)容器外部的压强 3)气体的种类 4)温度以及气体在漏孔中的流动状态等。 真空系统检漏常用的方法有压力检漏和真空检漏两大类。
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压力检漏:
利用压强差,将被检测容器充入压缩空气(或CO2、HCl等), 浸没在水中(氨水等)或涂上肥皂水,根据出泡的位置以及时间 的长短来判断漏孔的位置以及大小,仅适用于金属的真空设备 (灵敏度10-2至10-6)
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2.气密性检测技术
2.1常用气密性检测技术
气密性检测的常用方法有气泡法,涂抹法,化学气体示踪
检漏法,压力变化法,流量法,超声波法等等。 传统的检测泄漏方法多采用气泡法和涂抹法。
气泡法是将工件浸入水中,充入压缩空气,然后在一定时
间内收集从中泄漏出来的气泡以测出泄漏量。
涂抹法是在内部充有一定气压的工件表面涂抹肥皂水一类
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如北京拓奇星自动化有限公司为某变速箱生产厂家提供的气 密性检测机,通过采用上述效率改善措施后,工作节拍由原来的 每2分钟1件提高为每1分钟1件,检测效率提高了50%。此外,为满 足自动化生产的需要,该公司在气密性检测仪的基础上又开发出 了各种集上料、封堵、检测、显示、 报警、卸料等功能于一体的自动化泄 漏检测设备。图3为北京拓奇星自动 化有限公司开发生产且目前已应用于 某变速器生产线的自动化检漏设备。
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(1) a 压强保持原来的值不变。说 明容器既不漏气亦不放气。 (2) b 压强开始上升很快后来呈现 饱和状。说明主要是放气。 (3) c 压强直线上升,说明主要是漏 气。 (4) d 压强开始上升的很快,后来 变得较,但不出现饱和的情况, 这是上述两种情况的综合,即同 时存在放气和漏气。
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漏孔大小的表征
漏气速率:一般采用室温下(20℃),外部为大气 压强1.0133*105帕时间单位干燥空气流过漏孔向真空 容器漏入的气体量来表达: Q0=V · △P/△t 漏率的单位有托升/秒,毫托升/秒,半导体工艺中 常用大气压毫升/秒,冷冻工程常用毫克/年。目前压 强单位已逐步改为帕,相应的漏率单位为 帕·米3/ 秒。
真空检漏:
最常用的方法是将被检测容器抽成真空,在漏孔可疑处用示漏 气体进行探找,有漏孔存在时,示漏物质则经过漏孔进入容器,检 测器就发出信号。常用的有氦质谱检漏(灵敏度10^-8~10^-12)。
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真空系统的极限压强
一个真空系统的抽气过程可以用下述方程来描述:
当抽气进行了足够长时间后, dP/dt=0时容器压 强不再变化,此时即为极限压强(平衡压强)。 极限压强为Po=Q/Se。
判定了真空系统漏气后,就可以着手寻找漏孔所在的位置, 以及漏孔的大小。
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漏孔大小的概念
漏孔的大小不是几何尺寸,真空系统中存在的 漏孔通常很小,形状也很复杂,很难用漏孔的几 何尺寸来表达。漏孔的本质就是漏气。 漏孔的大小:通常我们用漏气率来表达。如几 个漏孔大小截面可以不同,但只要漏率(漏气速 率)相等,就认为是完全相同的。
图3
LTSA30型变速器/离合器壳体 气密性检测设备 返回目录
上述气密性检测技术虽然能够检测工件泄漏与否,但不能确定泄漏的具 体位置。在某些场合,当工件检测不合格时,需要将工件放入水槽中,通过 水检的方式确定漏点位置。为了提高检测效率,新的检漏机常将气密性检测 (干式检漏)与水检功能复合在一台设备中。 被测工件进入检漏机后,首先进行干式检漏,如果工件合格,则将工件 送出。如果工件不合格则自动将工件沉入检漏机下方的水槽中,进行水检以 确定漏点位置,这样进一步提高了气密性检测的自动化程度和检测效率。 此外,北京理工大学检测技术与自动化装置研究所最近还开展了一项研 究工作,即采用红外摄像仪结合图像处理技术进行泄漏位置的检测,其基本 原理是向工件中充入比环境温度略低的气体,采用红外摄像仪拍摄工件外表 面的温度场图像,如果工件有泄漏,则在温度场图像中有奇异点,通过图像 处理技术把该温度奇异点提取出来即可确定泄漏位置。 该方法和采用水检确定漏点位置的方法相比,由于不需要对工件进行后 续的干燥清洁处理,可大大提高检测效率。目前该研究尚处于实验室阶段, 预计在不远的将来即可应用于生产实际。随着计算机、电子、传感技术的飞 速发展,泄漏检测技术的发展将迎来新的发展契机。未来的气密性检测技术 将向高精度、高效率、智能化的方向进一步发展。
用于高压反应釜 的气密性检测仪
图2
ALT系列气密性检测仪
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2.3气密性检测效率改善方法

基于差压测量的气密性检测技术虽然和传统的检测方 法相比,提高了检测效率和自动化程度,但是在有些场合 仍然不能满足生产效率的要求,尤其当被测工件的内容积 较大时,为了保证一定的检测精度,必须保证足够的充气 时间和平衡时间。因为,在充气过程中,气体的温度会发 生变化,如果充气时间和平衡时间不足够长,温度变化不 能稳定下来,进入检测过程时,温度变化会引起差压的变 化,使检测精度下降。此时,检测精度和检测效率就成为 了矛盾的关系。为了提高泄漏检测效率,国内外一些研究 机构分别提出了一些理论和方法,如快速充气法、温度补 偿方法、加装填充物减少被测工件内容积等方法。这些检 测效率改进措施在实际应用中得到了验证和发展。
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近年来,国内一些科研机构和厂家也对气密性检测仪进行了 开发研制,其中,北京理工大学检测技术与自动化装置研究所与 北京拓奇星自动化有限公司合作开发了 ALT系列气密性检测仪产 品(图2),包括直压保压式,直压收集式和差压并联比较式、正 负压一体式、流量式等各种型式,泄漏流量检测精度高达 ±0.1ml/min,差压检测精度高达±0.1Pa(检测精度和测试条件 有关)。高精度,高效率,低成本是该系列产品的最大竞争优势, 此外仪器界面友好,操作简单,而且还配备各种通讯接口,具有 强大的扩展功能。广泛应用于各种阀、泵、汽车零部件、管路、 发动机、消声器等的气密性检测。
差国内外现 状

为了提高检测精度和效率,实现检测自动化,目前比 较流行的气密性检测方法是差压法,基本原理如图1所示。 被测容器如果有泄漏,必然造成容器内气体质量的流失, 使容器内原有的气压减低,通过测量容器内气体压力降可 以推导出实际容器泄漏的气体量,以达到检测气体泄漏量 的目的。泄漏流量与差压的关系可以用下式表示:
的易产生气泡的液体,观察产生气泡的情况以检测泄漏量 的大小。
气泡法
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检测技术之比较
这两种方法操作简单,能直接观察到泄漏的部位和泄漏
情况,但由于事先不知道工件泄漏的部位和几处泄漏, 难以收集全气泡,影响测量的准确性;
其次,对于体积大、笨重、外表复杂的零件,气泡附着
于零件底部和褶皱处而不易观察;测试完后需要对工件 惊醒清扫干燥处理,无法实现自动、定量侧漏。因此, 这两种方法在满足高精度、高效率的生产需求方面显得 力不从心。
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容许漏率
实际上,漏孔的漏气足够小,使得平衡压强低于真空系 统工作所需的压强,这些漏孔就是允许的。 即 设平衡时真空系统的抽速为S,抽走的气体量即为 SP平衡,它应该等于漏气量Q0。故容许漏率为:
实际上由于任何材料在真空下都要放气,就消耗掉一部分 抽速去抽取这部分气体。因此为了留有余地, 就规定 为最大允许漏率。
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