檢測技術(shù)作業(yè)——氣密性檢測技術(shù)

1、目錄：u1.概述氣密性檢測技術(shù)u2.氣密性檢測技術(shù)u 2.1 常用氣密性檢測技術(shù)u 2.2氣密性檢測技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀u 2.3氣密性檢測效率改善方法u3.檢測技術(shù)概述及總結(jié)1.概述氣密性檢測技術(shù) 氣體泄漏的檢測包括有毒氣體的泄漏檢測、可燃?xì)怏w的泄漏檢測以及氣密性檢測。 前兩者多半可以通過化學(xué)傳感器的方法來進(jìn)行檢測, 通常是在元件或系統(tǒng)使用過程中進(jìn)行檢測。如果有合適的傳感器, 其方法相對簡單,通常需要定量檢測, 而且要求快速、大量地在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行。返回目錄2.氣密性檢測技術(shù) 2.1常用氣密性檢測技術(shù)氣密性檢測的常用方法有氣泡法，涂抹法，化學(xué)氣體示蹤檢漏法，壓力變化法，流量法，超聲波法等等。傳統(tǒng)的檢

2、測泄漏方法多采用氣泡法和涂抹法。氣泡法是將工件浸入水中，充入壓縮空氣，然后在一定時間內(nèi)收集從中泄漏出來的氣泡以測出泄漏量。涂抹法是在內(nèi)部充有一定氣壓的工件表面涂抹肥皂水一類的易產(chǎn)生氣泡的液體，觀察產(chǎn)生氣泡的情況以檢測泄漏量的大小。返回目錄氣泡法返回目錄這兩種方法操作簡單，能直接觀察到泄漏的部位和泄漏情況，但由于事先不知道工件泄漏的部位和幾處泄漏，難以收集全氣泡，影響測量的準(zhǔn)確性；其次，對于體積大、笨重、外表復(fù)雜的零件，氣泡附著于零件底部和褶皺處而不易觀察；測試完后需要對工件驚醒清掃干燥處理，無法實現(xiàn)自動、定量側(cè)漏。因此，這兩種方法在滿足高精度、高效率的生產(chǎn)需求方面顯得力不從心。檢測技術(shù)之比較(

3、1) (1) a a 壓強(qiáng)保持原來的值不變。說壓強(qiáng)保持原來的值不變。說明容器既不漏氣亦不放氣。明容器既不漏氣亦不放氣。(2) (2) b b 壓強(qiáng)開始上升很快后來呈現(xiàn)壓強(qiáng)開始上升很快后來呈現(xiàn)飽和狀。說明主要是放氣。飽和狀。說明主要是放氣。(3) (3) c c 壓強(qiáng)直線上升，說明主要是壓強(qiáng)直線上升，說明主要是漏氣漏氣。(4) (4) d d 壓強(qiáng)開始上升的很快，后來壓強(qiáng)開始上升的很快，后來變得較，但不出現(xiàn)飽和的情況，變得較，但不出現(xiàn)飽和的情況，這是上述兩種情況的綜合，即同這是上述兩種情況的綜合，即同時存在放氣和時存在放氣和漏氣漏氣。判定了真空系統(tǒng)漏氣后，就可以著手尋找漏孔所在的位置，以及漏孔的

4、大小。返回目錄漏孔大小的概念漏孔的大小不是幾何尺寸，真空系統(tǒng)中存在的漏孔通常很小，形狀也很復(fù)雜，很難用漏孔的幾何尺寸來表達(dá)。漏孔的本質(zhì)就是漏氣。漏孔的大?。和ǔＮ覀冇寐饴蕘肀磉_(dá)。如幾個漏孔大小截面可以不同，但只要漏率（漏氣速率）相等，就認(rèn)為是完全相同的。返回目錄漏孔大小的表征漏氣速率：一般采用室溫下（20），外部為大氣壓強(qiáng)1.0133*105帕?xí)r間單位干燥空氣流過漏孔向真空容器漏入的氣體量來表達(dá)： Q Q0 0=V =V P/P/t t漏率的單位有托升/秒，毫托升/秒，半導(dǎo)體工藝中常用大氣壓毫升/秒，冷凍工程常用毫克/年。目前壓強(qiáng)單位已逐步改為帕，相應(yīng)的漏率單位為 帕米3/秒。返回目錄漏孔大

5、小的影響因素：漏氣率大小的決定因素有： 1)漏孔的幾何尺寸 2)容器外部的壓強(qiáng) 3)氣體的種類 4)溫度以及氣體在漏孔中的流動狀態(tài)等。真空系統(tǒng)檢漏常用的方法有壓力檢漏和真空檢漏兩大類。返回目錄壓力檢漏： 利用壓強(qiáng)差，將被檢測容器充入壓縮空氣（或CO2、HCl等），浸沒在水中（氨水等）或涂上肥皂水，根據(jù)出泡的位置以及時間的長短來判斷漏孔的位置以及大小，僅適用于金屬的真空設(shè)備（靈敏度10-2至10-6）返回目錄真空檢漏： 最常用的方法是將被檢測容器抽成真空，在漏孔可疑處用示漏氣體進(jìn)行探找，有漏孔存在時，示漏物質(zhì)則經(jīng)過漏孔進(jìn)入容器，檢測器就發(fā)出信號。常用的有氦質(zhì)譜檢漏（靈敏度10-810-12）。返

6、回目錄真空系統(tǒng)的極限壓強(qiáng)一個真空系統(tǒng)的抽氣過程可以用下述方程來描述：一個真空系統(tǒng)的抽氣過程可以用下述方程來描述：當(dāng)抽氣進(jìn)行了足夠長時間后，當(dāng)抽氣進(jìn)行了足夠長時間后， dP/dtdP/dt=0=0時容器壓時容器壓強(qiáng)不再變化，此時即為強(qiáng)不再變化，此時即為極限壓強(qiáng)極限壓強(qiáng)（平衡壓強(qiáng)平衡壓強(qiáng)）。極限壓強(qiáng)為極限壓強(qiáng)為Po=Q/SePo=Q/Se。返回目錄容許漏率u 實際上，漏孔的漏氣足夠小，使得平衡壓強(qiáng)低于真空系統(tǒng)工作所需的壓強(qiáng)，這些漏孔就是允許的。 即u 設(shè)平衡時真空系統(tǒng)的抽速為S，抽走的氣體量即為SP平衡，它應(yīng)該等于漏氣量Q0。故容許漏率為：u 實際上由于任何材料在真空下都要放氣,就消耗掉一部分抽速

7、去抽取這部分氣體。因此為了留有余地，就規(guī)定 為最大允許漏率。圖1 差壓法原理返回目錄差壓法2.2氣密性檢測技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 為了提高檢測精度和效率，實現(xiàn)檢測自動化，目前比較流行的氣密性檢測方法是差壓法，基本原理如圖1所示。被測容器如果有泄漏，必然造成容器內(nèi)氣體質(zhì)量的流失，使容器內(nèi)原有的氣壓減低，通過測量容器內(nèi)氣體壓力降可以推導(dǎo)出實際容器泄漏的氣體量，以達(dá)到檢測氣體泄漏量的目的。泄漏流量與差壓的關(guān)系可以用下式表示：返回目錄返回目錄 近年來，國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和廠家也對氣密性檢測儀進(jìn)行了開發(fā)研制，其中，北京理工大學(xué)檢測技術(shù)與自動化裝置研究所與北京拓奇星自動化有限公司合作開發(fā)了 ALT系列氣密性檢測儀產(chǎn)

8、品(圖2)，包括直壓保壓式，直壓收集式和差壓并聯(lián)比較式、正負(fù)壓一體式、流量式等各種型式，泄漏流量檢測精度高達(dá)0.1ml/min，差壓檢測精度高達(dá)0.1Pa(檢測精度和測試條件有關(guān))。高精度，高效率，低成本是該系列產(chǎn)品的最大競爭優(yōu)勢，此外儀器界面友好，操作簡單，而且還配備各種通訊接口，具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能。廣泛應(yīng)用于各種閥、泵、汽車零部件、管路、發(fā)動機(jī)、消聲器等的氣密性檢測。圖2 ALT系列氣密性檢測儀返回目錄用于高壓反應(yīng)釜的氣密性檢測儀2.3氣密性檢測效率改善方法 基于差壓測量的氣密性檢測技術(shù)雖然和傳統(tǒng)的檢測方法相比，提高了檢測效率和自動化程度，但是在有些場合仍然不能滿足生產(chǎn)效率的要求，尤其當(dāng)被

9、測工件的內(nèi)容積較大時，為了保證一定的檢測精度，必須保證足夠的充氣時間和平衡時間。因為，在充氣過程中，氣體的溫度會發(fā)生變化，如果充氣時間和平衡時間不足夠長，溫度變化不能穩(wěn)定下來，進(jìn)入檢測過程時，溫度變化會引起差壓的變化，使檢測精度下降。此時，檢測精度和檢測效率就成為了矛盾的關(guān)系。為了提高泄漏檢測效率，國內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)分別提出了一些理論和方法，如快速充氣法、溫度補(bǔ)償方法、加裝填充物減少被測工件內(nèi)容積等方法。這些檢測效率改進(jìn)措施在實際應(yīng)用中得到了驗證和發(fā)展。返回目錄 如北京拓奇星自動化有限公司為某變速箱生產(chǎn)廠家提供的氣密性檢測機(jī)，通過采用上述效率改善措施后，工作節(jié)拍由原來的每2分鐘1件提高為每1分

10、鐘1件，檢測效率提高了50%。此外，為滿足自動化生產(chǎn)的需要，該公司在氣密性檢測儀的基礎(chǔ)上又開發(fā)出圖3 LTSA30型變速器/離合器殼體氣密性檢測設(shè)備返回目錄了各種集上料、封堵、檢測、顯示、報警、卸料等功能于一體的自動化泄漏檢測設(shè)備。圖3為北京拓奇星自動化有限公司開發(fā)生產(chǎn)且目前已應(yīng)用于某變速器生產(chǎn)線的自動化檢漏設(shè)備。 上述氣密性檢測技術(shù)雖然能夠檢測工件泄漏與否，但不能確定泄漏的具體位置。在某些場合，當(dāng)工件檢測不合格時，需要將工件放入水槽中，通過水檢的方式確定漏點位置。為了提高檢測效率，新的檢漏機(jī)常將氣密性檢測(干式檢漏)與水檢功能復(fù)合在一臺設(shè)備中。 被測工件進(jìn)入檢漏機(jī)后，首先進(jìn)行干式檢漏，如果工

11、件合格，則將工件送出。如果工件不合格則自動將工件沉入檢漏機(jī)下方的水槽中，進(jìn)行水檢以確定漏點位置，這樣進(jìn)一步提高了氣密性檢測的自動化程度和檢測效率。 此外，北京理工大學(xué)檢測技術(shù)與自動化裝置研究所最近還開展了一項研究工作，即采用紅外攝像儀結(jié)合圖像處理技術(shù)進(jìn)行泄漏位置的檢測，其基本原理是向工件中充入比環(huán)境溫度略低的氣體，采用紅外攝像儀拍攝工件外表面的溫度場圖像，如果工件有泄漏，則在溫度場圖像中有奇異點，通過圖像處理技術(shù)把該溫度奇異點提取出來即可確定泄漏位置。 該方法和采用水檢確定漏點位置的方法相比，由于不需要對工件進(jìn)行后續(xù)的干燥清潔處理，可大大提高檢測效率。目前該研究尚處于實驗室階段，預(yù)計在不遠(yuǎn)的將來即可應(yīng)用于生產(chǎn)實際。隨著計算機(jī)、電子、傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，泄漏檢測技術(shù)的發(fā)展將迎來新的發(fā)展契機(jī)。未來的氣密性檢測技術(shù)將向高精度、高效率、智能化的方向進(jìn)一步發(fā)展。返回目錄 現(xiàn)代氣密性檢測設(shè)備的廣泛應(yīng)用也將為保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障生產(chǎn)安全、提高企